зачем летать на луну
Зачем мы снова летим на Луну? Специалист по пилотируемым космическим программам рассказывает о лунных станциях, которые помогут людям добраться до Марса
Почему с 1972 года люди не летали дальше Луны, чем отличается полет на МКС от полета на Марс и как Луна может стать тестовой площадкой для полетов в глубокий космос? Об этом на вебинаре, организованном Фондом инфраструктурных и образовательных программ (Группа РОСНАНО) и «Бумагой», рассказал научный журналист, член Федерации космонавтики России и специалист по пилотируемым космическим программам Дмитрий Олиферович.
В воскресенье, 14 июня, пройдет фестиваль Science Bar Hopping Online. Десять лекций можно послушать в петербургском и московском пабликах проекта во «ВКонтакте». На фестивале выступят космонавт-испытатель Марк Серов, ИИ-евангелист компании ABBYY Иван Ямщиков, профессор факультета антропологии Европейского университета Илья Утехин и другие ученые и эксперты.
Дмитрий Олиферович
Специалист по пилотируемым космическим программам
Почему люди не летали дальше Луны
— Главная причина — политика. «Аполлоны» летали на Луну в рамках лунной гонки. Джон Кеннеди поставил американской космонавтике задачу: до 1970 года отправить человека на Луну и безопасно вернуть на Землю. В итоге, когда это было сделано, последующие экспедиции проводились по инерции. Программа «Аполлон» была свернута в 1972 году.
Пилотируемая часть советской лунной программы не удалась, потому что у нас были проблемы с лунной ракетой Н-1. Ее испытания закончились неудачей (из-за проблем в первой ступени ракеты — прим. «Бумаги»), и в 1974 году программа была отменена. В итоге и советская, и американская космонавтика перешли на освоение околоземной орбиты.
В результате из опыта американской и советской космонавтики получилась совместная программа, сначала «Мир» — «Шаттл», а в конце 1990-х началось сооружение орбитальной станции МКС — постоянно населенного форпоста на орбите.
После полета «Аполлона» никто не развивал технологии высадки на другие небесные тела. Соответственно, когда в начале 2000-х администрация Джорджа Буша — младшего объявила программу Constellation по возвращению американских астронавтов на Луну, оказалось, что нужно фактически разрабатывать с нуля сверхтяжелую ракету, которая может вывести к Луне примерно 50 тонн груза, специальный космический корабль для экипажа и взлетно-посадочный комплекс.
В 2010 году эту программу отменили, а в 2019 году NASA объявило о новой лунной программе «Артемида». Эта программа уже качественно другая. Если по программе Constellation предполагалось только высадиться на Луну, то по программе «Артемида» на Луну прилетят, чтобы там остаться.
Зачем возвращаться на Луну
— Автоматы на Луну летают достаточно давно. И СССР, и США запускали много автоматических лунных станций. Они выходили на лунную орбиту, совершали посадку, добывали образцы грунта. Но вскоре, в 1976 году, полеты автоматических станций тоже прекратились.
В 1990 году Япония запустила свой пробный небольшой аппарат к Луне, и таким образом началась новая эра автоматического освоения Луны. Сейчас на обратной стороне Луны работает китайский луноход, на окололунной орбите находится американский зонд LRO, который делает снимки Луны в огромном разрешении и даже смог запечатлеть следы американских астронавтов. В ближайшие годы планируется запуск других автоматических станций. Например, Россия планирует запустить станцию «Луна-25».
Новая американская программы «Артемида» предусматривает не только посадку на Луне, но и создание специальной окололунной станции. По сути, это МКС на окололунной орбите. Ее предлагается создавать тем странам, которые участвуют в МКС. Россия тоже может участвовать. Но главную роль хочет играть NASA. В прошлом году NASA раздало первые контракты на создание модулей этой станции.
Если в 1960-е годы освоение космоса было связано с политикой, и важно было просто доставить туда человека, то сейчас Луна видится как постоянный научно-инженерный полигон, где будут строиться базы и совершаться постоянные экспедиции.
Луна отличается тем, что, с одной стороны, она находится в глубоком космосе, а с другой — достаточно близко от Земли. Это означает, что Луна может стать нашей тестовой площадкой для отработки пилотируемой миссии на Марс. Понятно, что с оговорками, потому что у Луны нет атмосферы, а у Марса есть, на Луне сила тяжести слабее, а на Марсе больше. Но в целом, Луна — это подходящий полигон для будущих пилотируемых миссий в глубокий космос.
Чем полет на Марс отличается от полета на Луну или МКС
— Сейчас люди летают на МКС, а МКС находится, по сути, внутри радиационных поясов Земли (300–400 километров), которые захватывают космическую солнечную радиацию, и поэтому внутри них, на низкой околоземной орбите, достаточно спокойная радиационная обстановка. Она выше, чем на Земле, но при этом, если не находиться там слишком долго — обычная экспедиция длится примерно полгода, человек не получает критическую дозу радиации.
Кроме того, с МКС на Землю людей можно эвакуировать буквально за несколько часов, а если мы полетим, например, на Марс, это уже не получится — он находится на расстоянии как минимум 60 миллионов километров и средняя дорога к нему занимает семь-восемь месяцев.
Причем если стартовать на МКС можно практически в любое время, то на Марс оптимально летать только примерно раз в два года, когда Земля и Красная планета находятся в таком положении относительно друг друга, что можно запустить корабль по оптимальной, так называемой гомановской траектории.
Также на МКС есть постоянная связь с центрами управления полетами в реальном времени. И в случае нештатной ситуации можно сразу же получить помощь. При полетах на Луну связь также доступна. А Марс находится на таком расстоянии, что задержка сигнала будет составлять минимум 8 минут и максимум 40.
Поэтому если мы хотим летать за пределы лунной орбиты, то нам придется придумывать такие протоколы полетов и методы работы экипажа, при которых люди смогут автономно сами починить свой корабль или решить какую-то проблему, не надеясь на помощь с Земли.
Каким будет возвращение на Луну в XXI веке
— До Луны лететь где-то трое суток: расстояние от Земли в среднем 380 тысяч километров. Как туда лететь, мы знаем. Но ракету, корабль и посадочный аппарат нужно создавать заново.
Сейчас NASA создает и испытывает сверхтяжелую ракету SLS. В основе этой ракеты уже используемые технологии. Ее боковые части — это боковые твердотопливные ускорители, как в системе Space Shuttle. Центральная ступень ракеты SLS уже готова к полету, который планируется в ноябре следующего года.
Первая миссия по программе «Артемида» запланирована на 2021 год, космический корабль для нее уже готов. Он полетит без людей, выйдет на окололунную орбиту, будет там находиться в течение нескольких недель, после чего вернется на Землю. Это будет такая генеральная репетиция будущего полета. В 2022 году должна будет состояться миссия «Артемида-2» — облет Луны с экипажем на борту. Тогда, скорее всего, полетят четыре астронавта.
Параллельно планируется строительство окололунной станции Gateway. Она будет находиться на высокой орбите над Луной. Когда Gateway достроят, она будет состоять из целого ряда модулей, созданных разными странами. Возможно, Роскосмос также внесет свой вклад. К этой станции сможет стыковаться космический корабль «Орион» и коммерческие грузовые корабли.
В частности, компания SpaceX недавно получила контракт от NASA для создания грузового корабля для доставки грузов на окололунную станцию Gateway. Эта станция будет частью большой инфраструктуры, которая позволит и NASA, и партнерам совершить посадку и экспедиции на поверхность Луны и даже послужит трамплином для полетов к другим небесным телам, потому что стартовать с орбиты Луны проще, чем с околоземной орбиты: сила тяжести на Луне примерно в шесть раз меньше, чем на Земле.
Но если мы хотим осваивать Луну, нам никак не обойтись только одной окололунной орбитальной станцией, нужно сесть на поверхность. Поэтому NASA объявило конкурс на создание коммерческого взлетно-посадочного корабля, который сможет либо напрямую, либо от станции Gateway садиться к Южному полюсу Луны, а потом и в другие регионы нашего спутника.
Почему Южный полюс? На Луне есть запасы водяного льда, и находятся они на Южном полюсе. На Северном полюсе тоже есть, но меньше. Лед обнаружен на дне кратеров, куда никогда не проникает солнечный свет и всегда тень, и там образуются так называемые холодные ловушки. Это места, где миллионы лет температура составляет минус 150–180 градусов. Если там поблизости построить базу, то можно будет этот лед добывать и превращать в водород и кислород.
Сейчас три компании — SpaceX, Blue Origin и Dynetics — разрабатывают три варианта пилотируемых посадочных кораблей для NASA, первая посадка запланирована на 2024 год.
Свои пилотируемые миссии к Луне планируют и другие страны, например Китай. Он впервые в истории космонавтики уже доставил луноход на обратную сторону Луны. Кроме того, буквально пару недель назад совершил тестовый орбитальный полет их лунный корабль, который, по планам, будет возить людей к Луне. Также в ближайшее время может состояться китайская миссия по доставке образцов лунного грунта.
У Роскосмоса тоже есть своя лунная программа. В следующем году планируется посадка автоматической станции «Луна-25» в район Южного полюса. Она будет исследовать залежи водяного льда. Также планируются пилотируемые миссии, для которых создается корабль нового поколения «Орел» (ранее он назывался «Федерация»), который сможет летать и на МКС, и к Луне. Но пока дело стоит за разработкой сверхтяжелой ракеты.
Космический заговор: что такое лунная афера
Прогресс науки и техники не исключает конспирологическую картину мира. Даже наоборот, чем сложнее становится мир, тем выше спрос на упрощенные модели его объяснения. Тема космоса здесь не исключение. Многое из того, что имеет к ней отношение, окутано кривотолками, домыслами и мифами.
Мы отобрали самые заманчивые теории заговора о космосе со времен его освоения. Они работают по тем же принципам, что и любая другая конспирология — эксплуатируют несовершенства человеческого мышления. Как именно это происходит, мы кратко разбираем для каждой из теорий. Читайте также:
Первый человек на Луне
Спойлер: астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин были на Луне
20 июля 1969 года космонавты Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на поверхность Луны. Миллионы людей по всему миру наблюдали за миссией «Аполлон-11» в прямом эфире.
Эндрю Чайкин, писатель и научный журналист, в книге «A Man on the Moon» замечает, что почти сразу поползли слухи, дескать, у США просто не было достаточных технологий, необходимых для доставки людей на Луну и обратно.
Были и более осторожные скептики. Они считали, что запуск «Аполлона-11», возможно, и был, но риск неудачи был слишком велик. Когда прямой эфир смотрит весь мир, на кону престиж страны. Поэтому NASA и правительство якобы решили подготовить план «Б» и снять «высадку» заранее на Земле.
Главный тезис «лунных скептиков» такой: то, что увидели миллионы людей в прямом эфире, было срежиссированной съемкой на одной из голливудских студий. Звучала даже фамилия Стэнли Кубрика, известного режиссера и автора фильма «Космическая одиссея 2001», который вышел годом ранее, в 1968-м.
Забавно, что Голливуд тоже не остался в стороне. В одной из серий бондианы — «Бриллианты навсегда» 1971 года — Джеймс Бонд угоняет луноход и сбегает, проезжая сквозь декорации, в которых идет запись как будто бы той самой высадки на Луну.
Аргументы в пользу «лунной аферы» на слуху уже больше полувека:
На каждый из этих вопросов, как и на многие другие по этой теме, разумеется, уже давно есть ответы. Они есть в виде пятиминутных видео, подробных разборов, в том числе от ученых-астрономов, и целых докладов со ссылками на всевозможные материалы.
Впрочем, самое краткое и емкое возражение против «Лунной аферы» дал Нил Деграсс Тайсон, известный астрофизик и популяризатор науки:
«Вы хотя бы задумывались, чего стоит подделать высадку на Луну? Все чертежи для ракеты и ее запуска, сотни тысяч человеко-часов хорошо задокументированной инженерной работы — все это нужно сфабриковать. Как мне кажется, гораздо легче просто слетать на Луну»
И наконец, участниками такого заговора должны были быть не только правительство США и десятки тысяч сотрудников NASA, работавших над проектом, но и их главный стратегический противник — СССР. Но «лунных скептиков» не смущает и это. Они так и пишут: СССР вступил в «лунный сговор» с американцами. Ведь те могли обнародовать его собственные «космические секреты», в том числе про «фантомных космонавтов», якобы побывавших в космосе до Гагарина.
Почему в это верят
Тема «лунного заговора» изначально возникла в контексте технологической гонки СССР и США, которую СССР в итоге проиграл. Поэтому неудивительно, что у россиян она до сих пор завязана на отношения между странами — чем они хуже, тем меньше хочется верить в заслуги давнего оппонента.
За последние 20 лет число россиян, которые не верят, что американцы были на Луне, выросло почти вдвое. В 2000 году их было 28%, в 2011-м — 40% (при этом только 41% считали, что высадка была), в 2018-м — 57%, в 2020-м — 49%. В 2018 году «Лунный заговор» стал шестой по частоте упоминания в российских СМИ теорией заговора.
В США цифры гораздо скромнее. Но все же недоверие к облеченным властью достаточно сильно, чтобы некоторые ставили под сомнение даже предмет национальной гордости. Опрос Gallup 1999 года показывал, что в «лунную аферу» верили 6% американцев и 5% не имели четкого мнения.
В 2001 году на канале Fox показали фильм «Conspiracy Theory: Did We Land on the Moon?», в котором закадровый голос актера из сериала «Секретные материалы» озвучивал конспирологические аргументы. Фильм посмотрели 15 млн зрителей, после чего, по словам представителей Fox, доля сомневающихся в реальности лунной высадки выросла до 20%.
В 2019 один из американских провайдеров спутникового интернета решил провести свой опрос. По их данным, доля «лунных скептиков» в США — 10%. Что любопытно, 75% из них считают, что пришельцы на Землю как раз таки уже высаживались.
Как работает конспирология
Конспирологическая теория, она же теория заговора, представляет события в мире как результат действия неких сил, как правило, таинственных и очень влиятельных. Заговорами объясняют и просто резонансные события, например теракты, и глобальные процессы вроде управления миром. В конспирологической картине мира все наполнено умыслом (обычно недобрым) и есть некий кукловод, который дергает за ниточки ради собственной выгоды. Почему так происходит, мы подробно разбирали в материале «Почему люди верят в теории заговора».
Сторонники теорий заговора все чаще называют себя не конспирологами, а скептиками. Их философия — сомневайся во всем. Во всем, кроме собственных мыслительных установок.
Почему перестали летать на Луну?
20 июля 1969 года произошло одно из самых важных событий в истории человечества: человек ступил на Луну. Это было кульминацией более чем десятилетней научной, инженерной и политической работы и представляет собой одно из наших величайших достижений. В конце концов Соединенные Штаты совершили шесть высадок на Луну, в результате чего к 1972 году на поверхность Луны поднялось в общей сложности 12 астронавтов.
А потом они остановились.
После этого решены логистические проблемы, и путешествие становится легче и легче. Например, когда европейцы поняли, что между ними и Индией лежит огромная территория, поездки в Америку и обратно быстро стали обычным делом.
Так почему же этого не случилось с Луной?
Ответом на этот вопрос является целая матрица причин, по которым, к сожалению, люди пока привязаны к Земле.
ХОЛОДНАЯ ВОЙНА ЗАКОНЧИЛАСЬ
Одним из ключевых двигателей стремления США высадить людей на Луну было чувство соперничества с Советским Союзом. Как сообщает Ars Technica, в 1950-х годах Советский Союз вложил деньги и знания в свою космическую программу и добился нескольких поразительных результатов.
Спутник стал первым искусственным спутником Земли на орбите в 1957 году, а в 1961 году советский летчик Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшим на орбите Земли. К началу 1960-х годов казалось очевидным, что Советский Союз станет первой страной, которая высадит кого-то на Луну.
Президент Кеннеди произносит свою речь «Решение отправиться на Луну» 25 мая 1961 года перед Конгрессом.
Холодная война была в полном разгаре, и потенциальные технологические и стратегические преимущества, которые такой подвиг мог дать Советскому Союзу, вызвали озабоченность американцев. В 1962 году президент Кеннеди сказал: «Это гонка, нравится нам это или нет. Все, что мы делаем в космосе, должно быть связано с тем, чтобы попасть на Луну раньше русских».
Этих условий холодной войны больше не существует, и до сих пор ни одна страна не поднялась до того же соперничества с США, как Советский Союз, что устраняет ключевую причину, по которой мы отправились на Луну».
Это слишком политически рискованно
Как сообщает Business Insider, «эти политические риски только усугубились за десятилетия, прошедшие с нашего последнего визита на Луну». Президенты часто предлагали вернуться на Луну, и НАСА разработало несколько планов сделать это, но как только цена резко повысится и проблемы станут ясны, эти планы обычно смещаются в сторону целей, которые воспринимаются как более практичные».
Первоначальная высадка на луну была пиар-ходом
Президент Джон Кеннеди произносит свою знаменитую речь «Мы выбрали полет на Луну» в Хьюстонском университете Райса в сентябре 1962 года.
Абсолютно верно, что Джон Ф. Кеннеди был человеком, который настаивал на полете на Луну, ссылаясь на необходимость бороться с попытками русских господствовать в космосе. Но правда немного менее вдохновляет. Потому что отчасти причина, по которой президент Кеннеди так настаивал на космической программе, заключалась в его потребности в хорошей огласке после ряда политических катаклизмов, которые пошатнули его администрацию.
Как сообщает CNET, Кеннеди начал свое президентство с убеждением, что высадка на Луну будет слишком дорогостоящей, чтобы ее серьезно рассматривать. Затем у него был не очень хороший год в 1961 году. Советский Союз выставил США в плохом свете, когда вывел Юрия Гагарина на орбиту вокруг Земли. Это заставило США выглядеть слабыми, а аргумент о том, что американцы не могут позволить себе полет на Луну, выглядел как-то глупо.
Затем Кеннеди дал зеленый свет вторжению в залив Свиней. Это было катастрофой для Кеннеди. Это было настолько плохо организовано и некомпетентно выполнено, что Кеннеди выглядел очень, очень плохо.
Посадка на луну не предназначена для повторения
NASA / Via images-assets.nasa.gov
Против Советов проект не был рассчитан на эффективность. Там, где это было возможно, использовались ярлыки, и никто не думал строить устойчивые цепочки поставок. Конечным результатом является система, в которой технология и инженерия, эквивалентные двум или трем гигантским реактивным самолетам, просто сжигаются или выбрасываются, чтобы никогда больше не использоваться.
Другими словами, вся система доставки людей на Луну никогда не была рассчитана на повторение. На самом деле удивительно, что американцы выполнили 17 миссий Аполлона и шесть раз побывали на Луне.
Если человечество серьезно хочет вернуться, то необходимо разработать устойчивую и эффективную систему для этого.
Оригинальный дизайн аполлона едва ли был безопасным
Члены экипажа USS Iwo Jima, основного спасательного корабля для миссии Apollo 13, поднимают на борт командный модуль.
В то время как астронавты благополучно вернулись, инцидент подчеркнул тот факт, что космический корабль «Аполлон», по словам историка Джона Логсдона, был доведен «до предела своей безопасной работы». Вскоре после этого президент Никсон урезал финансирование высадки на Луну и переключил внимание НАСА на более дешевые и безопасные проекты: Skylab и Space Shuttle.
Нужны лучшие технологии
Технологии всегда развиваются, верно? Человечеству удалось собрать космические корабли, которые доставили астронавтов на Луну, а затем доставили их домой живыми и невредимыми в 1969 году.
Неужто за последние пять десятилетий не произошел невероятный прогресс в технологиях, необходимых для новой такой миссии?
И это одно из огромных препятствий для возвращения на Луну.
Президенты не терпеливы
Max Mumby/indigo/Getty Imagaes
Как отмечает Lifehacker, поскольку на финансирование, проектирование, строительство и тестирование чего-то столь сложного, как высадка на Луну может уйти десятилетие или даже больше, любой президент, который настаивает на таком проекте, гарантированно уйдет из офиса к тому времени, когда это произойдет.
Бедствия челленджера и колумбии
Как отмечает Buzzfeed News, программа космических шаттлов была продвинута в 1970-х годах, потому что она была бы дешевле, чем посадка на Луну, и безопаснее. Программа космических шаттлов, возможно, была шагом назад от невероятного достижения посадки людей на Луну, но она удерживала людей в космосе и служила невероятно важной цели, как для сохранения позиции США как лидера в освоении космоса, так и для восхищения людей этим.
Когда в 1986 году взорвался космический шаттл Challenger, это был ужасный момент, который охладил всю страну. Как отмечает Space, это событие привело к изменениям в том, как работало НАСА и как использовалась программа Space Shuttle. Ее сократили, а некоторые задачи, которые выполнял Шаттл, были перенесены на более старые и более надежные технологии.
Экипаж космического корабля «Челленджер». Слева направо: Эллисон Онизука, Майк Смит, Криста МакОлифф, Дик Скоби, Грег Джарвис, Рон Макнейр и Джудит Резник. (НАСА / 1986)
Затем, в 2003 году, космический шаттл «Колумбия» распался при возвращении на Землю. Как сообщает PBS, эта вторая катастрофа оказала гораздо большее влияние на космическую программу.
Как «заставить» луну приносить прибыль
Нравится нам это или нет, но мы капиталистическое общество. Инвестиции в проекты окупаются, а отправка людей на Луну не приносит никакой прибыли. На самом деле, если учесть, сколько невероятно дорогих технологий сгорает и падает в океан и их больше никогда не используют, то это будут огромные цифры убытков.
А также Луну можно было бы использовать как точку остановки для более длительных путешествий. Например, пилотируемая миссия на Марс могла бы полететь на Луну, заправиться топливом и иметь гораздо больше шансов благополучно прибыть на Красную планету.
Но для того, чтобы любой из этих сценариев имел смысл, нам понадобится какая-то постоянная лунная база. Согласно Yahoo Finance, стоимость создания «базовой» базы оценивается в 100 миллиардов долларов, а содержание на такой базе всего четырех астронавтов будет стоить 36 миллиардов долларов в год.
И это до настройки оборудования и инфраструктуры для бурения или заправки топливом. Это означает, что получение какой-либо прибыли практически невозможно, и поэтому энтузиазм по поводу прибыли остается низким.
Открытие новых ресурсов на земле
Одна из основных причин того, что планы по возвращению на Луну были отложены, заключается в том, что ресурсы, необходимые для такого масштабного предприятия, нужны гораздо ближе к дому. В частности, в Арктике.
Как сообщает CNBC, изменение климата быстро превращает одну из самых негостеприимных областей мира, Полярный круг, в богатый источник новой, богатой ресурсами территории.
По оценкам, подо льдом ожидают запасы нефти и природного газа на сумму до 35 триллионов долларов, и США вовлечены в гонку с Россией и Китаем за освоением как можно большей части территории. Большая часть денег и инженерных умов, которые могли бы работать над новой лунной планкой, вместо этого работают над этой проблемой.
Сходство между задачей создания базы на Луне и закреплением прав на Арктике настолько велико, что по мнению Wired, гонка за контроль над Арктикой рассматривается как своего рода пробный ход в возможной гонке за будущий контроль Луны.
В центре внимания Марс
ARTUR DEBAT / JACKAL PAN / GETTY / THE ATLANTIC
«Был там, сделал это» не кажется жизнеспособным политическим или научным подходом, но он резюмирует основное отношение многих, когда дело касается Луны. Фактически, многие люди в правительстве и в космических агентствах думают, что мы должны сосредоточить внимание на Марсе в качестве приоритета.
Астронавты должны будут отправиться с Земли на Луну, заправиться топливом и сделать другие приготовления, а затем отправиться с Луны на Марс, что упростило бы логистику поездки. Но это означает, что мы все еще не вернемся на Луну, пока кто-то не вложит серьезные деньги, талант и другие ресурсы в путешествие на Марс.
Глобальная пандемия тормозит
Глобальная пандемия Covid-19
Глобальная пандемия благословила нас нехваткой туалетной бумаги, требованиями к маскам и бесконечными встречами Zoom. Теперь есть еще одна вещь, в которой вы можете винить новый коронавирус: отсутствие прогресса в возвращении на Луну.
Когда НАСА объявило о планах вернуть американских астронавтов на Луну к 2024 году, многие сочли это излишне оптимистичным, но даже если график сорвался, это было захватывающим событием. Как ]]> ]]> сообщает Reuters, план вернуться на Луну привел к серьезным работам по созданию ракеты следующего поколения под названием Space Launch System (SLS) вместе с новым модулем экипажа под названием Orion.
Но, как и любая другая отрасль, аэрокосмический мир пострадал от глобальной пандемии. НАСА недавно объявило, что будет вынуждено закрыть два важных объекта: сборочный цех Мишуда и космический центр Стеннис в Миссисипи. Закрытие было необходимо, потому что у сотрудников был положительный результат на коронавирус.
Материалы по теме
А вот ещё:
Квантовая механика противоречит сама себе
В новой необычной интерпретации квантовой механики квантовая механика вообще исчезает. Все ее странные законы и пугающие эффекты оказываются результатом скрытых взаимодействий между бесконечным множеством «параллельных вселенных».
Элементарные частицы существуют в неопределенности, в одновременном наложении нескольких возможных состояний, которое описывается их волновой функцией. Однако мы вполне можем наблюдать или даже измерить какую-то конкретную характеристику частицы: ее волновая функция при этом коллапсирует, более или менее случайным образом «выбрав» определенное состояние. Это один из самых странных парадоксов физики — как будто нечто внешнее «решает», что именно мы увидим, наблюдая мир, и «показывает» его нам под определенным углом.
Мировая бесконечность
Еще 60 лет назад для объяснения этого парадокса Хью Эверетт выдвинул многомировую интерпретацию квантовой механики, согласно которой в природе реализуются все возможные состояния, только в разных вселенных. Каждый коллапс волновой функции мириады раз в секунду рождает новую параллельную реальность, события в которой развиваются по-своему. Вместе они образуют густо ветвящийся «мир многих миров», непрерывно разворачивающуюся Мультивселенную.
В бесконечности этих вселенных происходит все, что мы только можем и не можем себе вообразить. Где-то там вы открываете принцип, у нас известный по имени Гейзенберга, а полинезийские колонисты основывают города-государства на севере Европы. Некоторые миры близки к нашему, другие совсем на него непохожи. Впрочем, сравнить детали все равно не получится: отдельные миры принципиально неспособны взаимодействовать друг с другом. Мы, живущие именно в этой — и явно не лучшей — Вселенной, никогда не сможем насладиться триумфом открытия, сделанного нами там, «в другом измерении».
Полная невозможность хоть как-то взаимодействовать с другими вселенными заставляет задуматься о том, насколько они вообще реальны. Или — если один вариант коллапса волновой функции более вероятен, чем другой, значит ли это, что соответствующие миры имеют разную «степень реальности»? Без решения этих проблем многомировая интерпретация остается похожей скорее на философское упражнение, чем на физическую теорию. Дать ей надежную основу предлагает гипотеза «множества взаимодействующих миров», выдвинутая американцем Чарльзом Себенсом. Но для этого Себенс предлагает отказаться от квантовой механики как таковой.
Константин Томс, физик, европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН)
«Эвереттовская интерпретация квантовой механики может поражать картиной вырастающей из нее Мультивселенной. Однако любые два мира в ней описываются ортогональными друг другу векторами состояний, их взаимодействие невозможно даже с точки зрения формальной математики. Новая модель пытается предложить альтернативу: в ней квантовые феномены возникают в результате взаимодействий между мирами, а значит, они не так уж изолированы друг от друга. Эта модель дает свои предсказания, которые не всегда совпадают с результатами классического подхода — а значит, когда-нибудь мы обязательно сможем ее проверить».
Мир с миром сходится
В описании Себенса и его немногочисленных последователей мультимиры существуют равноправно, и в каждом из них действуют самые обычные физические законы, а все квантовые странности — лишь проявления связей между «параллельными» вселенными. Частица не может иметь одновременно и определенный импульс, и положение в пространстве не потому, что ей «не позволяет» волновая функция или принцип неопределенности Гейзенберга, а потому, что соседние миры стремятся «оттолкнуться» друг от друга, чтобы не оказаться в одинаковых состояниях.
Австралийский физик Говард Вайзман и его коллеги развили выкладки гипотезы «множества взаимодействующих миров», показав, как именно они могут создавать те иллюзии, которые мы привыкли считать квантовыми эффектами. В их описании следует различать не отдельные вселенные, а их обширные группы, кластеры, которые отталкиваются друг от друга, как у Себенса. Однако внутри таких кластеров сохраняются тесные взаимодействия, так что вероятность коллапса волновой функции в ту или иную сторону — просто проявление статистики, тогда как в каждом конкретном мире частица ведет себя совершенно нормальным, неквантовым образом.
Например, Вайзман с соавторами предложили математическое описание взаимодействия двух миров, в результате которого может наблюдаться туннелирование — один из известных квантовых эффектов, при котором частица оказывается способна преодолеть энергетический барьер, недоступный ей с точки зрения «обычной» физики. Вооружившись новыми формулами, ученые рассматривают и другие квантово-механические явления. Так, знаменитый эксперимент с интерференцией электронов, рассеянных на двух щелях, они объясняют взаимодействиями в группе уже из 41 вселенной.
Безнадежное занятие
Публикация вызвала волну скептических сообщений, а известный своими резкими суждениями чешский физик Любош Мотль вовсе назвал статью «очередной иллюстрацией тому, что все эти упражнения являются совершенно безнадежным занятием и серьезной потерей времени». С другой стороны, немало физиков признали оригинальность такого подхода. «Экспериментальных подтверждений этому пока нет, — сказал Уильям Пойре из Техасского технического университета. — Однако эта теория дает другие предсказания, чем стандартные модели квантовой механики». Значит, рано или поздно выкладки Вайзмана будут проверены — ну а пока мы можем смело назвать странную интерпретацию невозможной.
Ведь даже вопрос о том, где именно, в каком континууме происходит взаимодействие вселенных и какие силы их направляют, выходит за рамки новой гипотезы. А это снова возвращает нас к проблемам, от которых страдает и обычная многомировая интерпретация: сколько в ней физики, а сколько — «лирики».
Впрочем, отвечая многочисленным критикам, Вайзман разумно заметил: «Есть люди, полностью довольные собственными интерпретациями квантовой механики, и вряд ли мы можем как-то повлиять на их мнение. Но немало и тех, кого не устраивает вообще ни одна из существующих интерпретаций. Надеюсь, что по крайней мере некоторые из них хотя бы проявят интерес и к нашей».