По ту сторону звезд. Книга 2 - [120]

Согласно специальной теории относительности Эйнштейна (и преобразованиям Лоренца), никакая частица с массой вещественной величины не может достичь скорости света. Для этого потребовалось бы бесконечное количество энергии; кроме того, это привело бы к нарушению причинности, тогда как во Вселенной в неквантовых масштабах причинность не нарушается, что позднее было продемонстрировано эмпирически.

Однако ничто в специальной теории относительности не запрещает безмассовой частице всегда двигаться со скоростью света (как, например, фотону) или всегда двигаться быстрее скорости света (как, например, тахиону). Об этом неопровержимо свидетельствуют математические выкладки. Из совокупности нескольких уравнений специальной теории относительности со всей очевидностью вытекает фундаментальная релятивистская симметрия досветовых, световых и сверхсветовых частиц. Что касается сверхсветовых частиц, то подстановка релятивистских масс вместо собственных масс позволяет сделать сверхсветовые массу и энергию определимыми, не мнимыми величинами.

Таким образом, получаем современную модель физического пространства (см. рис. 1):

Рис. 1. Зависимость положительной энергии от скорости

Здесь вертикальная асимптота v = с обозначает жидкостную пространственно-временну́ю мембрану (она имеет пренебрежимо малую, но не нулевую толщину).

Благодаря приведенному выше графику немедленно становятся интуитивно ясными несколько принципов. Во-первых, досветовая частица никогда не сможет достичь скорости света c, как не сможет достичь ее и сверхсветовая частица. В обычном досветовом пространстве расходование энергии (например, сжигание топлива в дюзах космического корабля) может приблизить тело к скорости света. То же и в сверхсветовом пространстве. Однако в сверхсветовом пространстве скорость света наименьшая из всех возможных, а отнюдь не наибольшая, и ни одному телу, обладающему массой, никогда не удастся до нее замедлиться.

Поскольку возрастание скорости в сверхсветовом пространстве означает движение со скоростью, многократно превосходящей c, верхнего предела для скорости движения по сути нет, хотя имеются чисто практические ограничения, связанные с наличием минимального уровня энергии, необходимого для обеспечения стабильности частиц (напомним, что чем меньше энергия, тем больше скорость в сверхсветовом пространстве). Масса покоя в досветовом пространстве вещественна, положительна и возрастает по мере того, как v приближается к c; в световом пространстве масса покоя всегда равна нулю, а v всегда равно c; в сверхсветовом пространстве масса покоя мнима при v = c, но становится вещественной, положительной и возрастает при движении со скоростью, большей c.

Отсюда следуют обратные эффекты замедления течения времени при ускорении. Как в досветовом, так и в сверхсветовом пространстве по мере приближения к скорости с старение происходит медленнее по отношению ко всей Вселенной. То есть Вселенная «старится» намного скорее, чем космический корабль, несущийся с 99 % от скорости света. Однако в сверхсветовом пространстве приближение к с означает замедление. Если же скорость все возрастает, многократно превосходя с, то старение путешественника будет происходить все быстрее по отношению к остальной части Вселенной. Конечно, это было бы огромным недостатком сверхсветовых путешествий, если бы космические корабли в сверхсветовом пространстве не находились в пузыре Маркова (подробнее об этом см. ниже).

Как видно из графика, в досветовом пространстве скорость может быть нулевой. Что это означает применительно к относительному движению? Тело тогда находится в покое по отношению к любой выбранной точке отсчета, как для внешнего наблюдателя, так и для пункта назначения. Нулевая скорость в досветовом пространстве соответствует примерно 1,7с в сверхсветовом пространстве. Это большая скорость, но она все же гораздо ниже скорости многих сверхсветовых частиц. В настоящее время даже маломощные марковские двигатели способны развивать скорости до 51,1с. Тем не менее если желательно достичь пункта назначения как можно быстрее, стоит до перехода в сверхсветовое пространство затормозить корабль до полной остановки относительно пункта назначения, чтобы получить дополнительно 1,7с скорости.

Если бы возможно было непосредственно преобразовать досветовую массу в сверхсветовую, то без пузыря Маркова величина 1,7с была бы максимально достижимой скоростью, поскольку помимо охлаждения на практике нет способа ускоряться дальше (т. е. еще более понизить энергетический уровень упомянутой массы). К примеру, нельзя засосать отработанное топливо обратно в баки. Это обстоятельство явилось бы вторым крупным недостатком сверхсветовых перелетов, если бы не пузырь Маркова.

Третьим недостатком стало бы то, что в сверхсветовом пространстве материя ведет себя совершенно иначе, чем в досветовом, вплоть до того, что жизнь в известных нам формах поддерживать там невозможно. Но и эта проблема решается благодаря пузырю Маркова.

Три различных континуума: досветовой, световой и сверхсветовой – сосуществуют в одном и том же пространстве и времени, накладываясь друг на друга в каждой точке Вселенной. Световой континуум есть жидкостная мембрана, отделяющая досветовое пространство от сверхсветового и выступающая в роли среды взаимодействия между ними. Эта мембрана полупроницаема и по обе стороны имеет четкие поверхности, на которых проявляются электромагнитные силы.