Астрофизики не считают фильм "Аватар" фантастическим

[показать]

Планета у Альфы Центавра может быть обитаема.


Владимир ЛАГОВСКИЙ

Кэмерон-пророк

Джеймс Кэмерон написал сценарий своего фильма "Аватар" 15 лет назад. И уже тогда поместил вымышленный внеземной мир в реальную и ближайшую к нам звездную систему - Альфа Центавра А. До нее - чуть больше 4 световых лет.

Кроме того, автор зачем-то поселил киношных братьев по разуму - синих нави - не на самостоятельную планету вроде нашей Земли, а на Пандору - спутник газового гиганта Полифема, похожего на наш Сатурн или Юпитер.

Три года назад ученые подтвердили первое фантастическое предвидение Кэмерона. Компьютерное моделирование, проведенной Хавьером Гедесом (Javiera Guedes) и Грегом Лауфлином (Greg Laughlin) из университета Калифорнии в Санта-Круз (University of California, Santa Cruz) показало: у Альфы Центавра просто обязаны существовать каменистые планеты земного типа.

Причем с условиями на поверхности, пригодными для жизни. А в прошлом году - еще до выхода "Аватара" на экраны - исследователи из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) заявили: внеземную жизнь вероятнее всего обнаружить как раз на спутниках газовых гигантов - на так называемых экзолунах.

А сами они - экзолуны - подходящего размера с водой и с атмосферой - отнюдь не редкие объекты во Вселенной. Пример тому хотя бы наша Солнечная система. Титан - спутник Сатурна - имеет очень плотную атмосферу и рельеф земного типа. Европа - спутник Юпитера - под слоем льда скрывает многокилометровую толщу океана. И если бы наши газовые гиганты находились ближе к Солнцу, в более теплой зоне, то на их спутниках вполне могла бы существовать жизнь. Вплоть до разумной. Как на Пандоре.


[показать]
Братья по разуму могут жить на спутнике своего газового гиганта вроде нашего Юпитера



К нынешнему году астрофизики обнаружили уже около 400 весьма теплых экзопланет размером с Юпитер или с Сатурн. Дело за поиском их спутников.

- Если миры вроде Пандоры существуют, то мы найдем их в ближайшие 10 лет, -обещает ведущий специалист астрофизического центра Лиза Калтенеггер (Lisa Kaltenegger). - И вполне возможно, что найдем именно в районе Альфа Центавра, где звезды очень похожи на наше Солнце. Такие задачи по силам современным орбитальным телескопам.

Пожизненная ссылка

Действие "Аватара" разворачивается в 2145 году. Сумеют ли люди к этому времени хотя бы добраться до Пандоры, если обнаружат, что там есть жизнь?

Самый быстрый аппарат, построенный людьми, Voyager 1, разогнался сейчас до 17 километров в секунду. При такой скорости путешествие на Альфа Центавра займет 74 тысячи лет. Это - только в один конец.

Перспективные ионные двигатели, которые испускают заряженные частицы, разогретые до миллиона градусов, позволили бы двигаться гораздо быстрее. Например, до Марса можно было бы добраться всего за 39 дней. Но для межзвездной экспедиции и такая скорость слишком мала.

В свое время американское агентство перспективных технологий DARPA работало над так называемым проектом Орион (Project Orion). И создавало космический корабль, в котором тягу создавали ядерные взрывы.

Был и проект Дедал (Project Daedalus) с двигателями на основе термоядерного синтеза. О их нынешней судьбе ничего не известно.

Но предполагалось, что аппараты, оснащенные либо тем, либо другим, достигали бы скорости в 10 процентов от скорости света. Для перелетов внутри Солнечной системы подобная прыть вполне приемлема. Но со скоростью в 30 тысяч километров в секунду добираться до Пандоры придется от 40 до 50 лет. Очень долго…

С антиматерией в баках

Килограмм антиматерии, аннигилируя с обычным веществом, дал бы энергии в 10 миллиардов раз больше, чем, скажем, килограмм тротила. По расчетам НАСА, подобное "горючее" - из каких-нибудь антипротонов - смогло бы разогнать корабль весом в 100 тонн до 100 тысяч километров в секунду. Это - треть скорости света и сокращение времени в пути до 12 лет.

"Засада" в том, что при нынешних технологиях понадобятся миллионы лет, чтобы синтезировать хотя бы грамм антиматерии.

Дело, однако, не безнадежное. Физик Джеймс Бикфорд (James Bickford) из лаборатории Драпера в Кэмбридже (Draper Laboratory, in Cambridge, Massachusetts) уверяет: антивещество можно насобирать, летая с электромагнитным сачком-ловушкой за орбитой Юпитера.

Там, по его прикидкам, за счет взаимодействия космических лучей с облаками газов сами собой образуются примерно по 4 тонны антипротонов в год. Вполне вероятно, что в ближайшие 60 лет ученые придумают, как их хранить и безопасно использовать.

С черной дырой под капотом

Достичь скорости света и добраться до Альфа Центавра менее,чем за 5 лет позволили бы проекты, разработанные и опубликованные американскими учеными. Недавно один из них - физик Джиа Лю (Jia Liu) из Нью-Йоркского университета (New York University) - предложил звездолет с двигателями, работающими на темной материи.

Другие - математики Луис Крейн (Louis Crane) и Шаун Вестмореленд (Shawn Westmoreland) из Государственного университета штата Канзас (Kansas State University in Manhattan) - намерены "впрячь" аж черную дыру. Исследователи не говорят, что это будет просто. Но уверяют: подобная экзотика в принципе возможна.


[показать]
Двигатель, "заряженный" черной дырой, доставит на Пандору за 4 года.



По теории Лю, темная материя состоит из электрически нейтральных частиц нейтралинов (neutralinos), главная экзотическая особенность которых в том, что они являются античастицами друг для друга. И аннигилируют при определенных условиях, выделяя огромную энергию.

Лю планирует собирать темную материю по пути, открывая специальные камеры-ячейки, размещенные на поверхности площадью примерно в 100 квадратных метров. Периодически выпускаемые продукты аннигиляции будут создавать импульсы тяги. И, по мнению исследователя, позволят достичь скорости света за несколько дней.

Крейн и Вестмореленд уповают на так называемое излучение Хоукинга.

Еще в 70-х годах прошлого века этот ученый показал, что черные дыры не совсем уж черны - могут "испарятся". В университете штата Канзас полагают, что возникающий при этом поток субатомных частиц можно использовать для разгона космического корабля. А расчеты свидетельствуют: подошла бы черная дыра весом в миллион тонн. Ее энергии хватило бы на 100 лет полета.

На вопрос, а где взять дыру, Крейн отвечает: можно изготовить самим, сконцентрировав очень много энергии в маленьком объеме. Например, с помощью гамма-лазера, питаемого гигантскими - в сотни квадратных километров - солнечными батареями.

Полученная в результате черная дыра будет размером всего лишь с атомное ядро. Ее надо разместить в особой камере и снабдить параболическим зеркалом, отражающим излучение Хоукинга.

По мнению исследователей, предложенный ими способ создания тяги и разгона до скорости света вполне может быть реализован в ближайшие 100-200 лет. И именно его используют инопланетяне, если они существуют.

О том, как разогнать космический корабль до скорости света и даже быстрее, используя Большой адронный коллайдер, читайте "Вжик - и на Альфа Центавра!".