宇宙の基準では、人類は非常に脆弱で弱いです：温度の50度の上昇、電離および紫外線の増加、水の欠如、大気中の酸素の減少-これらはすべて、必然的な死につながります。 そして、人間の心が、それらのバックアップを「展開」するために、私たちの生活にとって好ましい条件を持つ他の惑星の存在の可能性を探し始めたという事実には驚くべきことは何もありません。 ただし、惑星が見つかった場合、輸送の問題は未解決のままです。 今日の投稿では、惑星間および星間旅行の方法と展望についてお話します。
今日、人類が利用できる技術では、宇宙船が人間の人生で最も近い星にさえ到達することはできません。 たとえば、太陽に最も近い星-プロキシマケンタウリ-は4.2光年離れています。 アルファケンタウリ（私たちに最も近い星系、プロキシマケンタウリを含む）39兆キロ。 現代の宇宙船は、この距離を7万年で克服できます。 誰もそのような距離を克服できないことが明らかになります。 したがって、星間旅に行くための新しい方法を見つける必要があります。
今日の宇宙エンジン
科学者たちは宇宙エンジンの新しい技術を開発しようとしていますが、ソーラーセイル（以下の）を除いて、それらのどれも実験サンプルのレベルに引き上げられていません。
ケミカル
これまでに証明された唯一の技術はロケットエンジンです。 その簡略化されたスキームは次のとおりです。
宇宙での燃焼は、天然の酸化剤が不足しているため不可能です。したがって、ロケットには燃料と一緒にロケットを装備する必要があります。 しかし、残念ながら、化学ロケットエンジンの効率は非常に低く（他の技術と比較して）、そのため、このような「エンジン」は星間飛行には適していません。
核
現実に最も近づいたプロジェクトの1つは、長距離宇宙ミッション用の有人宇宙船プロジェクトであるOrionでした。 このプロジェクトでは、2つのオプションが作成されました。最初の宇宙船の総質量は約4,000万トンで、1800年後にアルファケンタウリに到達します。 したがって、彼は「世代の船」と考えられていました。 2番目の船の重量は約400,000トンで、理論的には130年で目的地に到着するはずでした。 ただし、ペイロードを制限すると、2番目のより魅力的なオプションが有人飛行に適さなくなりました。
反物質エンジン
このエンジンの本質は、物質と反物質の相互作用です。その後、大量のエネルギーが放出され、瞬時に相互消滅します。 このエネルギーはポイントBに到達するのに十分です。しかし、反物質で動作する理論的に可能な最高のエンジンでさえ、巡航速度に加速するために約10の鉄道燃料タンクと目的地でのブレーキングが必要です。 そして、ここで疑問が生じます。なぜこのテクノロジーを使用しないのですか？ 答えは簡単です。1グラムの反物質の生産コストは数百億ドルになります。 さらに、反物質の保管は未解決の科学的問題です。反物質は一定の時間、通常の物質の原子と接触してはならないため、そうでなければ爆発が発生します。
ソーラーセイル
燃料が使用されていない宇宙船の移動を確保するためのアイデアがあります。 それらはソーラーセイル（またはライトセイル、またはフォトンセイル）と呼ばれます。 星から放出される光子は、物理的な物体に圧力をかけることができます。 そして、船に大きくて非常に薄くて軽い帆が装備されている場合、日光の圧力はその動きに十分です。 さらに、このような帆は、他の放射源、たとえば、地球に近い軌道に配置されたヘビーデューティレーザーによって影響を受け、船舶に常に向けられます。 問題は、シャトルを動かすにはアフガニスタンほどの大きさのソーラーセールが必要だということです。
旅行の問題
旅行の主な問題は、燃料やエンジンでさえありませんが、時間がかかります。 長い間中断されたアニメーションに人を浸すための技術を作成しないと、船ではなく星に小さな惑星を送る必要があります。 しかし、全く異なる文明が目的地に飛ぶ可能性があります。
しかし、理論物理学者はあきらめません。 被写体の質量は式E = mc 2に従って無限大になる傾向があるため、光の速度を超える速度で空間を移動することは不可能です。 ただし、相対性理論によれば、光の速度は時空内で最大になります。 時空自体を変更すると、無制限の速度で移動できます。 たとえば、宇宙の膨張は光の速度よりもはるかに速い速度で発生する可能性がありますが、同時に、宇宙自体の内部の動きは光の速度を超えることはできません。
以下では、理論的に道路を「遮断」し、適切な場所と時間にいることができる2つの方法について説明します。
星への短い道
最初の方法：ワームホールを介して
この方法は、1935年にアインシュタインとローゼンによってその存在が実証された空間に「抜け穴」があるという仮定に基づいています。 フィクション愛好家は、「時空トンネル」、「ワームホール」、「ワームホール」などの用語でこれらの抜け穴を知っています。 これらのトンネルは、時空連続体の2つのポイントを接続します。 これらを使用すると、ポイントAからポイントBに移動できます。
いつか人々が時空トンネルを検出するための科学的かつ手段的な方法を作成できるようになり、その存在が実験的に確認された場合、このウサギの穴が私たちの宇宙のどの点を導くかを決定する可能性は、現代科学は理論的にさえも表していない。
そのようなトンネルの助けを借りて移動するというまさにアイデアは、1世代の人生の間に星に到達する方法としてだけでなく、タイムトラベルの理論的な不可能性を回避する科学的かつ実用的なトリックとして、理論物理学者を引き付けます。 もちろん、時空トンネルを本格的なタイムマシンにすることはできません。これは、旅行者がトンネルの反対側で出発する時間を選択できないためです。 しかし、科学はまだ他の可能性を提供できません。
ワームホールはどのように見えますか？ 人間と私たちが自由に使用できるデバイスの場合、既知の範囲では放射しないため、それらは見えません。 しかし、たとえば、人類は基礎科学の歴史の中で最大の発見の1つを行い、ワームホールへの入り口を発見しました。 使い方は？ 悲しいかな、今日の科学で知られている物質からの船は理論的に時空トンネルを通過することができません-おそらく、そのようなオブジェクトがワームホールに入ると、それは崩壊します。 1988年、アメリカの物理学者キップソーンは、時空トンネルを通過するには「エキゾチックな物質」が必要であると仮定しました。 そのような軽薄な名前の下で、物理学者は「エキゾチックな」特性を持つ物質を意味します。例えば、エネルギー密度の負の質量を持つ物質がトンネル安定装置の役割を果たすことができると仮定されます。
シェルに加えて、科学は、仮想船がその中にある間、トンネルからの出口がブロックされるのを防ぐという難しいタスクを解決する必要があります。 事実は、動く物体がトンネル内に重力波を発生させ、空間をゆがめ、それがトンネルの出口の早すぎる閉鎖につながる可能性があるということです。 そしてこれは、その瞬間にその中に現れるすべてのものが私たちの宇宙から単に消えることを意味します。
2番目の方法：バブルアルキュビエールで
1994年、理論物理学者ミゲル・アルキュビエールは 、人を動かすのではなく、空間自体を動かすことに焦点を当てることにより、光の速度を回避することを提案しました。 このためには、宇宙船の周りに時空バブルを作成する必要があります。これは、宇宙の残りの部分から独立して存在します。
物理学者によって提案された宇宙空間での移動方法は、船の前の空間を圧縮し、船の後ろで引き伸ばすというアイデアです。 圧縮境界では、いわゆる波が形成され、これを仮想船が乗らなければなりません。 この波は船自体の空間を移動するのではなく、一定の限られた歪みのない空間を移動します。 実際、船の周りに独特の空間バブルが作成され、その境界は、空間そのものの問題の記述された歪みによって形成されます。
したがって、バブル自体の内部では、光は常に船よりも速く移動するという事実にもかかわらず、バブル自体は通常の空間を光よりも速く移動します。 船が気泡内で正式に移動しないという事実を考えると、加速中の過負荷と制動は気泡に作用しません。
残念ながら、そのような技術を作成する可能性は、エキゾチックな物質の使用にも関連しています。 また、科学が（たとえば、 カシミール効果のおかげで）金属の「空間を歪める」エンジンを実現できたとしても、宇宙船のような物体を動かすには膨大なエネルギーが必要になります。
おわりに
今後50〜100年で星間飛行の技術を作成するために、最高の科学者は、推進システムの多くのオプションに関する科学研究、研究開発作業を系統的に行う必要があります。 事実、今日まで誰も「星間」エンジンを作成するためにどの方向に移動すべきかを言うことができません。 このレビューで示された方向の1つは、人類が次の世紀に星への遠征を装備することを可能にする可能性があります。
今日のほとんどの技術は、理論物理学者によって提唱されたこれらすべてのアイデアの技術的実装に実質的に近いものではないため、近い将来、特に「ほくろの穴」またはアルキュビエールの泡の助けを借りて星に到達することはほとんどありません。
非叙情的な余談
この投稿をブログに投稿することに決めたのはなぜですか？ Mail.Ru Groupを訪れた人々の歓迎メッセージを読むと、私たちのほとんどが将来的に何らかの形、つまり最新のテクノロジー、トレンド、SFに興味を持っていることに気付くでしょう。 私たちの多くは、キューブリックのスペースオデッセイを崇拝し、夕食時に未来の予測を読み、しわがれなく議論します。 さまざまな角度から、さまざまな角度から未来についてブログを書くのは素晴らしいことだと判断しました。 次の投稿のアイデアはありますか？ 星間旅行の見通しについての考えは？ コメントを待っています！