Техника - молодёжи 1983-11, страница 17

человека отрезки времени по часам Земли. Для этого обратимся к общей теории относительности (ОТО), которая является теорией пространства-времени.

Материальная частица описывается ОТО траекторией, мировой линп-еи лежащей в четырехмерном мире событий, называемом пространством-временем. Событие — это точка, мировая точка в' пространстве-времени. В каждой такой точке априори задан световой конус, состоящий из двух половин: конуса прошлого и конуса будущего. Мировая линия материальной частицы должна всегда находиться внутри конуса (р и с. 1). На каждой мировой линии течет собственное время, идут собственные часы, что и дает соответствующую картину перелета (р и с. 2). То, что мировая линия должна находиться всегда внутри светового конуса, и отражает тот факт, что предельная скорость механического перемещения материального тела или электромагнитной волны не превышает скорости света.

В специальной теории относительности пространство-время есть четырехмерное евклидово пространство (произведение трехмерного евклидова пространства на прямую времени), а все световые конусы равны и параллельны. В общей теории относительности пространство-время может быть существенно иным. Например, цилиндром (произведением трехмерной сферы-пространства на прямую времени) или произведением четырех окружностей — четырехмерным тором. Соответствующим образом ведут себя световые конусы (р и с. 3, 4). Правда, еще вопрос, имеют ли эти модели какое-либо отношение к реальной вселенной. Но на данном

этапе не будем ограничивать себя в выборе самых разнообразных моделей.

Для облегчения изложения рассмотрим модель пространства-времени, в которой опустим одно пространственное измерение. Возьмем сферу и отрежем от нее два равных диаметрально противоположных диска. Образовавшиеся дырки заклеим с помощью цилиндра: края дырок приклеиваем к краям цилиндра (р и с. 5). Получившаяся сфера с «кротовой норой» является пространством в нашей модели. Пространство-время получается теперь перемножением такого «хитрого» пространства на прямую времени.

Путь adb, ведущий из точки а в точку Ь, длиннее, чем путь acb. Поэтому, «нырнув» в «кротовую нору», можно быстрее по часам точки а добраться до Ь, нежели по пути adb. Аналогично полет к далекой галактике может стать реальным с точки зрения календаря Земли, если отыскать ведущую к цели «кротовую нору». Конечно, пространство-время в действительности может не иметь вообще никаких «кротовых нор», но теоретически идея сверхбыстрого космического полета (по часам Земли) принципиально совместима с ОТО.

Уяснив это, можно самым серьезным образом исследовать возможность искусственного создания необходимой «кротовой норы». Цель данного доклада и состоит в подобном исследовании, правда, мы будем изучать не трехмерные «кротовые норы», а четырехмерные. Но об этом разговор пойдет чуть позднее.

А пока напомним еще об идее, часто эксплуатируемой в фантастической литературе, которая заклю

чается в том, что четырехмерное пространство-время — лишь граница пятимерного гиперпространства. Цоэтому сверхдальние перелеты, кажущиеся обитателям четырехмерного мира сверхбыстрыми, можно совершать благодаря выходу в гиперпространство, то есть используя пятое измерение. Как ни фантастично подобное предположение, оно, как будет видно из дальнейшего, может быть подкреплено вескими соображениями.

Теория относительности вполне допускает сверхбыстрые перемещения материальных тел в пространстве или гиперпространстве. Особенность таких перемещений состоит в том, что они совершаются благодаря использованию особой геометрической и топологической структуры вселенной («кротовые норы», гиперпространство и пр.), о которых мы сейчас ничего не знаем.

ЧЕРЕЗ РАЗРЫВ

ПРОСТРАНСТВА — К ЗВЕЗДАМ!

В фантастической литературе космический полет к звездам, протекающий по часам Земли всего неделю, месяц и называемый «прыжком звездолета прямого луча» или «нуль-транспортировкой», описывается просто: корабль растворяется в пространстве, исчезает, а затем появляется у цели, материализовавшись в пустоте.

Представим, что от трехмерного пространства в виде сферы, в котором мы с вами живем, отрывается кусочек, содержащий некоторый предмет (р и с. 6). Тогда он тоже растворится, исчезнет прямо на глазах, ибо свет от него уже не будет доходить до нас. Слившись вновь с пространством, предмет материализуется, возникнет из ни-

мировая

линия

3£мпи

пространств;

мировая линид звездь

корабля -

летящего

ПОПРОСТРАН

06ыч«ым

СПОСОБОМ

s

* н;

■ S

f- t> It oca <u s

5»

5 " lit

g?l i- * ^u « я

5 ц

Pag

о о с

о ai

а х

« о. о а с

5|-

№

а х х X X

в:

кротовая нсра'

мировая линия

корабля „летящего

к звезде по кротовой норе"