Что мешает телепортации и как попасть в параллельный мир: ученый приоткрыл тайны Вселенной

При телепортации триллионы триллионов ваших атомов надо разобрать, превратить в какой-то луч, потом собрать так, чтобы ухо не приклеилось к ноге, чтобы все на месте было

Фото: Shutterstock.

Научный обозреватель КП Евгений Арсюхин беседует с Игорем Волобуевым, доктором физико-математических наук, профессором, сотрудником отдела теоретической физики высоких энергий НИИ Ядерной физики МГУ.

СПРАВКА КП

Игорь Волобуев изучает «темную материю», дополнительные измерения пространства-времени, его структуру, «кротовые норы», которые ведут в иные миры, и прочие, столь волнующие любителей науки, вещи. Автор более 100 научных работ.

- В первой части нашей беседы мы говорили о том, что в принятую сегодня стандартную модель физики не укладываются как минимум два факта: куда подевалось антивещество, которого при большом взрыве было столько же, сколько вещества; и существование темной материи. Которой, как оказалось, неожиданно много. Но хотя бы «темную материю» есть шансы найти, пощупать?

СПРАВКА КП

Астрономы, анализируя движение звезд обнаружили существование некой материи, которую назвали темной. Она взаимодействует с «нашим» веществом только гравитационно. Причем, если «нашей» материи во Вселенной – примерно 4,9%, то темной материи – 26,4% (остальное – темная энергия). Скорее всего, она состоит из каких-то частиц, каких, мы не знаем. Она «размазана» по Вселенной неравномерно. В спиральных галактиках, как наша, ее много, и она образует как бы «атмосферу», по-научному называемую «гало темной материи», в которую Галактика погружена, а в галактиках другого типа ее нет.

- Шансы всегда есть. Я уже говорил, что она взаимодействует с «нашим» веществом гравитационно, и благодаря этому ее и открыли. Если и есть какое-то другое взаимодействие, то очень и очень слабое. Яркий пример – орбиты звезд. Если бы было заметное взаимодействие, за миллиарды лет орбиты исказились бы, но – нет этого.

Попытки найти темную материю на Земле делаются. Строят под землей, чтобы не было помех, громадные детекторы. Надеются, что хоть редко, но темная материя будет «врезаться» в «нашу». Скорость движения Земли плюс Солнца, суммарная, относительно центра Галактики – около 220 километров в секунду. Вот на такой скорости и могут врезаться. Но пока по нулям.

ТЕОРИЯ ЭФИРА ВОЗРОЖДАЕТСЯ? СЕРЬЕЗНО?

- Все это напоминает предгрозовые (для физики) годы в конце XIX века, когда «все было ясно», тишь да гладь, вот только эфира, всемирной материи, которая пронизывает все сущее, не нашли. Но это ерунда, найдем! А потом здание старой физики посыпалось, и появились теория относительности и квантовая механика. Не видите ли аналогий?

- Вижу! Более того, я не исключаю, что темная энергия и есть возвращение к старому доброму эфиру на новом витке. Это совершенно безответственное заявление с моей стороны, но это не исключено.

- Сейчас тысячи сторонников «теории заговора» просто подпрыгнули от восторга. Физики могут признать эфир, это же сенсация! «А мы говорили, что эфир существует, и Эйнштейн всех надул».

СПРАВКА КП

Эфир – пронизывающая все субстанция, в которую верили физики XIX века. Считалось, что в эфире распространяется свет. Экспериментально его обнаружить не удалось. Опыт Майкельсона-Морли 1887 года показал отсутствие движения Земли относительно эфира. Появились теории, объясняющие, почему. Но теория Эйнштейна (1905 год) не нуждалась в эфире, и о нем постепенно забыли. Забавно, что многие уравнения и задачи оптики решаются одинаково хорошо как на основе теории эфира, так и на основе современных теорий. Есть заметный слой людей, которые полагают, что эфир все-таки существует, а нынешняя физика «неправильная».

- Стоп-стоп, никого Эйнштейн не надул. Просто развитие науки идет по спирали. Что-то отвергается, потом возвращается, но на новом уровне знаний.

Физика Ньютона казалась универсальной и незыблемой. Но Эйнштейн показал, что она работает только при малых скоростях. Вблизи скорости света – не работает. То есть она нерелятивистская. Эйнштейн предложил новую физику, но физику Ньютона никто не «отменял». Она просто получила ограничение области применимости. Мы знаем, что она работает при малых скоростях, и неточна при больших.

Это важно: скажем, все мы пользуемся навигаторами. Для точной работы GPS нужна как специальная, так и общая теория относительности Эйнштейна, потому что спутники – быстрые и летают на большой высоте, где гравитация слабее, чем на поверхности Земли. Поэтому время на спутниках течет чуть-чуть быстрее, чем на Земле, и это нужно учитывать. Если применять теорию Ньютона, GPS давала бы ошибку в десятки метров.

Если (когда) появится новая физика, она также не «отменит» то, что мы знаем сейчас. Вероятно, законы Эйнштейна тоже получат свои ограничения, а за ними будут действовать какие-то новые законы.

Астрономы, анализируя движение звезд обнаружили существование некой материи, которую назвали темной

Фото: Shutterstock.

НЕ ЗАПУТЫВАЙТЕ ЗАПУТАННОСТЬ

- Раз уж мы заговорили об эфире, который Эйнштейн отменил, поговорим и о скорости света. Пишут, что с помощью квантовой запутанности можно передавать сигналы мгновенно, быстрее света.

- Это не так.

- Объясните, только меня не запутайте.

СПРАВКА КП

Что такое квантовая запутанность

Это странное явление было теоретически открыто еще при жизни Эйнштейна: одна частица может молниеносно, мгновенно «чувствовать» другую на любом расстоянии. Эйнштейн назвал явление «жутким» и считал, что здесь какая-то ошибка. Но в наши дни физики научились создавать пары таких частиц и одну оставлять в лаборатории, а другую, например, отправлять в космос на спутнике. И в самом деле, они не теряют «контакта» друг с другом. Активные исследования запутанности идут в Китае. Надеются сделать идеально защищенные каналы связи. В популярной прессе звучат утверждения, что с помощью запутанных частиц можно «звонить» другим цивилизациям и разговаривать в реальном времени, не ожидая, пока дойдет сигнал.

- Конечно, хотелось бы! Взял, позвонил в другую галактику. В действительности, все не так просто.

Дело в том, что явления микромира носят вероятностный характер. Допустим, мы «приготовили» квантовое состояние двух частиц, в котором их индивидуальные состояния запутаны, т.е. взаимосвязаны. И вот одна частица осталась на Земле, другая улетела на Альфу Центавра. И вы на Земле с помощью какого-то прибора точно определяете состояние своей частицы. Что происходит?

- Тотчас тот, с кем я связываюсь на Альфе Центавра, видит мой сигнал.

- В том-то и дело, что нет. Он измеряет состояние своей частицы и получает результат, скоррелированный с вашим, однако, вы точно знаете, что он получит. И никакой информации вы при этом не передаете. Дело в том, что в результате вашего измерения вы можете с разными вероятностями найти вашу частицу в разных состояниях, и заранее предсказать ничего нельзя. Вот и нет передачи информации.

Квантовая запутанность – это поразительно, и, наверно, в будущем она найдет множество практических применений. Но пока многие наши надежды на нее – наивные.

- Где-то рядом с верующими в связь быстрее света – те, кто надеются получить бесконечную энергию из вакуума. В самом деле, почему нельзя?

СПРАВКА КП

В вакууме могут рождаться и аннигилировать пары так называемых виртуальных частиц и античастиц, и, по некоторым оценкам, энергия у «пустоты» в самом деле может быть колоссальная. Проектами «извлечения энергии из пустоты» заполнен интернет.

- Мы умеем извлекать энергию, если есть перепад уровней энергии. Это как на гидроэлектростанции: вода с большой высоты летит вниз и совершает работу. Так и в костре: электроны в атомах топлива были на высоких энергетических уровнях, в продуктах горения ушли вниз, отдали энергию, костер горит. Не вдаваясь в детали, скажу, что на том же принципе основано получение энергии и в атомном реакторе.

Не исключено, что энергия вакуума огромна. Но там нет этого перепада. Это как плыть по ровному морю в штиль. Потенциально вода под вами может совершить колоссальную работу. Фактически она просто держит вашу шлюпку на плаву. Вероятно, мы когда-нибудь сможем найти способы извлечь такую энергию. Пока – нет.

- А в телепортацию верите?

- Не особо. Вот вас надо телепортировать. Триллионы триллионов ваших атомов надо разобрать, превратить в какой-то луч, потом собрать так, чтобы ухо не приклеилось к ноге, чтобы все на месте было. Не представляю, как сейчас такое можно сделать.

ВПЕРЕД, К «КРОТОВОЙ НОРЕ»

- Я бы назвал вас «мистер нет», потому что вы только что разрушили несколько завораживающих надежд, которые люди обращают к физике. Но я бы хотел дать вам шанс сказать «да», и спросить вас о других измерениях, которыми вы занимались.

- Да, у нас с коллегами было немало работ об этом. Так, в физике популярна теория мира на бране (брана - сокращение от слова «мембрана»): мы живем на трехмерной поверхности, но есть и другие измерения пространства, в которые мы не можем выйти, но гравитация в них распространяется, и, возможно, их даже много. Но чаще всего рассматривают модель с двумя бранами и одним дополнительным измерением. У этой теории есть несколько интересных следствий, в частности, она позволяет объяснить слабость гравитационного взаимодействия по сравнению с остальными взаимодействиями, но экспериментально она пока не подтверждена. Хотелось бы, чтобы подтверждения появились.

Есть еще гипотеза о Мультивселенной, то есть вселенной, состоящей из «набора» параллельных миров. Это, несомненно, привлекательная идея. К сожалению, теории Мультивселенной, которая описывала бы физику за рамками Стандартной модели и согласовывалась бы со всеми имеющимися экспериментальными данными, тоже нет. Конечно, не исключено, что наш мир – не единственный, и что можно, например, переходить в другой мир с помощью некой «кротовой норы». У меня были работы о решениях для таких «нор». Это красивая гипотеза, которая может объяснить некоторые непонятные факты. Но, повторяю, своего слова пока не сказал эксперимент.

- Что такого может открыть физика в ближайшее время, что это перевернет жизнь обычных людей?

- Очень сложно ответить на этот вопрос. Всякая наука, и теоретическая тоже – прикладная. Просто, чем фундаментальнее теория, тем медленнее внедряется в практику ее результат. Я уже говорил, что без теории относительности мы бы остались без GPS. Но в 1905 году, когда появилась теория относительности, она казалась игрой ума. То есть потребовалось около ста лет.

Я думаю, основные прорывы будут связаны с темной материей. Шутка ли, мы знаем только пятую часть вещества Вселенной. Что окажется в другой, невидимой части? Я упоминал, что эксперименты по детектированию темной материи идут. Но они касаются только взаимодействия темной материи с кварками и лептонами первого поколения. А в Стандартной модели есть еще два поколения. Так, у t-кварка, он из третьего поколения, масса большая, как у ядра атома золота. Есть гипотеза, что темная материя будет сильнее взаимодействовать с такими частицами. Надеюсь, что-то получится.

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Закончилось наше интервью, что мне бросилось в глаза, что извлек из него именно я, ведущий беседы?

Если вы учитесь в школе или в непрофильном вузе, вам кажется, что физика закоснела, «все давно открыто», ничего нового там не будет. Если вы просто интересуетесь наукой, и читаете популярные статьи, напротив, вам кажется, что каждый день случается что-то невероятное. Но вы оглядываетесь вокруг, и спрашиваете себя, где же это «невероятное» в моей повседневной жизни. «Тот же лес, тот же воздух, и та же вода», а физики «открыли телепортацию».

Истина оказалась посередине. Физика, безусловно, накануне колоссального прорыва. Об этом говорит как «подозрительно правильная» Стандартная модель, так и куча альтернативных теорий, которые скорее безумны, чем истинны. Точно так же было в конце XIX века, накануне появления теории относительности и квантовой механики. И в наши дни, я думаю, ждать сто лет, пока результаты новой научной революции придут в каждый дом, не придется. Это случится быстрее. Условно около 2030 года у нас будет иная наука, и иная жизнь.

Я согласен с собеседником в том, что надо пристально всматриваться в темную материю (главное, чтобы она не начала всматриваться в вас). Мне кажется, ее открытие невероятно раздвинет наши горизонты. Телепортация, объяснение психических и даже паранормальных феноменов, путешествия во времени – все это покажется цветочками. Будет круче.

Если вернуться к тому, с чего мы начали – нет, жить не страшно. Несмотря на сложность научного языка и неочевидность странного мира современной физики, наука не утратила связи с нашим повседневным сознанием. Пусть мы не можем починить смартфон (можно подумать, сорок лет назад все подряд понимали устройство телевизора), но мы по-прежнему в состоянии понять, над чем работают ученые. Было бы желание и хоть капля критического мышления, с помощью которого надо отрубать откровенное безумие, которым, к сожалению, полны социальные сети.

И последнее. Если ваш ребенок еще колеблется, и не решил, быть ему блогером или уж сразу тик-токером, ориентируйте его на физику. Там будет жарко и интересно в ближайшие годы.

ПЕРВАЯ ЧАСТЬ ИНТЕРВЬЮ

Откроют ли телепортацию, есть ли параллельные миры, и где «атом Бога»: Ученый дал ответ

Где «атом Бога», который лежит в основе мироздания – Комсомолке рассказал физик-теоретик из МГУ (подробнее)