Скептики скажут, что перемещения во времени и пространстве невозможны в принципе, сомневающиеся начнут уповать на то, что технологии еще не способны на подобное, а реалисты ответят — телепортация доступна уже сейчас. Но не та, которую нам демонстрируют, например, в «Звездном пути», «Доктор Кто» или «Чарли и его шоколадная фабрика». Прямо сейчас ученые более или менее освоили квантовую телепортацию, когда перемещается не сам объект, а его состояние.
В теории, перемещения в пространстве и времени существуют нескольких типов: телепортация на сверхсветовых скоростях при помощи варп-двигателей, дырочная телепортация, перемещения сквозь кротовые норы и квантовая телепортация. Успеха добились пока в последнем, но у главы фейсбука Марка Цукерберга есть свое видение пространственно-временных путешествий, и об этом мы тоже сегодня расскажем.
Теоретическая телепортация
Сначала давайте кратко разберемся с теоретическими моделями пространственно-временных путешествий, а затем более детально остановимся на уже реальной квантовой телепортации.
Путешествия с варп-двигателем
Для начала — что такое варп-двигатель и как с его помощью мгновенно преодолевать условный маршрут из точки А в точку Б? На деле это вымышленный вид двигателя, позволяющий перемещаться в пространстве со скоростью света или даже быстрее. То есть это не устройство телепортации, как таковое, а банальное средство для передвижения, пусть и на недоступных для человечества скоростях. Хотя долгое время варп-двигатель являлся физически невозможным устройством, поскольку нарушал теорию относительности Эйнштейна, в 1994 году его перенесли в разряд физически возможного аппарата.
Случилось это благодаря известному мексиканскому физику-теоретику Мигелю Алькубьерре Мойя, разработавшему математическую модель, позволяющую передвигаться быстрее скорости света не нарушая физический принцип Эйнштейна. Речь идет о «Пузыре Алькубьерре», когда летающий космический корабль сжимает пространство перед собой и расширяет его позади себя. Именно этот эффект в теории и может позволить путешествовать на сверхсветовых скоростях. Но вот незадача: у нас еще нет технологий для воплощения подобного в реальность, а второе — достичь сверхудаленной точки Вселенной с его помощью все равно не получится, поскольку Вселенная все время расширяется. Делает это она настолько быстро, что даже свету не суждено преодолеть эту скорость. Наконец, это снова-таки не телепортация, а просто очень быстрый теоретический двигатель.
Дырочная телепортация
Еще более невероятный вид телепортации, так как для этого необходимо либо выбросить частицу за пределы Вселенной, либо искривить пространство-время так, чтобы стартовая и финишная точка совпадали. В первом случае теоретическая телепортация возможна за счет того, что за пределами Вселенной ничто не может существовать, а потому объект обязательно выбросит обратно в случайной точке. Как видим, даже в теории это полный провал, так как мгновенные перемещения в неопределенное место — то еще приключение.
С искривлением пространства-времени тоже не все так просто, поскольку это снова метод выброса частицы за пределы Вселенной, но с использованием сферы из вакуумных дырок путем искривления пространства согласно модели неевклидовой геометрии Пуанкаре. Понятное дело, что ни сейчас, ни в ближайшие сотни лет человечество не изобретет оборудование, способное делать дырки в пространстве и времени.
Кротовые норы
Еще их называют, «кротовины», «червоточины» и они не противоречат общей теории относительности (ОТО). То есть их существование возможно, но пока не доказано. Согласно ОТО, если такие тоннели и существуют, то они должны быть заполнены экзотической материей с отрицательной плотностью энергии. Это необходимо для препятствования схлопыванию тоннеля и существования внутри него гравитационного отталкивания (чтобы никто не застрял на середине пути).
Как выглядит кротовая нора? Грубо говоря, это как срезать путь и пройти маршрут не по внешним улицам, а сквозь дворы, наискосок. Кротовую нору можете соорудить и из подручных средств: просто сложите листок бумаги пополам и проткните его трубочкой. Ученые же представляют ее следующим образом (картинка ниже), опуская время и одну угловую координату. Хотя в теории червоточины могут существовать, не факт, что с их помощью возможна телепортация. Часть ученых считает, что они позволяют путешествовать во времени, другие — перемещаться между Вселенными. Кто из них прав, надеемся, мы когда-нибудь узнаем.
Квантовая телепортация
Вернемся к делам насущным. Квантовая телепортация — это ни что иное, как передача квантового состояния между двумя аналогичными элементами, от одного другому. Для этого используется явление квантовой запутанности. При этом состояние в начальной точке разрушается и воссоздается со 100%-й точностью в конечной. В теории, расстояние между элементами может достигать бесконечности, но на практике ученым удалось провести успешный эксперимент с передачей квантового состояния на 500 км.
Впервые осуществить телепортацию квантового состояния иона на 1 метр удалось деятелям науки из университета Мэриленда в 2009 году. Спустя год исследователи из Китая сумели повторить эксперимент, передав квантовое состояние фотона на уже 16 км. 2015 год ознаменовался удачей ученых из США — сотрудники Национального института стандартов и технологий телепортировали состояние фотона на 100 км, используя оптоволоконную сеть. Спустя 2 года после этого телепортация фотона уже достигла расстояния в 500 км — его успешно переместили с поверхности Земли на ее орбиту. Рекорд поставили китайские специалисты.
Интересно, что успешные эксперименты с квантовой телепортацией вызвали резонанс среди научного сообщества. К примеру, профессор Рональд Хенсон из Делфтского технического университета, презентующий квантовую телепортацию в 2014 году, и вовсе отметил, что это открытие поможет в будущем перемещать в пространстве-времени человека. Ведь все в этой вселенной — набор атомов, собранных в определенной последовательности, а значит, подобное мероприятие возможно. Еще это осуществимо, поскольку при этом не нарушаются общепринятые законы физики, но воплотить в жизнь задуманное получится очень нескоро.
Пока до перемещения в пространстве-времени крупных объектов еще далеко, квантовую телепортацию успешно применяют в других целях. Ее активно используют в квантовой оптике для повышения безопасности передачи данных.
А вот реальную телепортацию не только предметов, но и живых организмов многие, читающие эту статью, смогут увидеть своими глазами. По крайней мере, так считают ученые Имперского колледжа Лондона и Университета Глазго, пророчащие открытие реальной телепортации примерно в 2080 году. По их словам, в природе нет основных законов, запрещающих телепортацию как способ перемещения во времени и пространстве.
Мэри Жаклин Ромеро, доктор наук Школы физики и астрономии при Университете Глазго, в 2014 году отметила, что телепортация человека, процедура, безусловно, сложная. Однако бурное развитие технологий, новые открытия в химии и молекулярной биологии в будущем позволят воплотить задуманное в жизнь. Звучит немного абсурдно, но до недавнего времени физики в принципе отвергали возможность телепортации, а нынче она доступна на атомарном уровне благодаря методу квантовой запутанности. Поэтому — долой скептицизм!
Телепортация по методу Марка Цукерберга
Глава соцсети Facebook и вовсе пророчит появление технологий для телепортации уже в 2030 году. Правда Марк Цукерберг имеет в виду не сверхсветовые двигатели, кротовые норы и прочие теории, а вполне реальные способы. Конечно же, речь идет о технологиях виртуальной и дополненной реальности. По его мнению, чуть менее чем через 10 лет VR и AR-гаджеты станут настолько продвинутыми, что при помощи умных очков с поддержкой VR каждый сможет перемещаться в другие места. То есть картинка будет настолько реалистичной, что создаст эффект телепортации.
В подобное охотно верится, тем более, что эффект присутствия при помощи виртуальной и дополненной реальности не просто прихоть, а еще и очень полезная разработка. Цукерберг отмечает, что это позволит меньше путешествовать и загрязнять окружающую среду, а также вывести удаленную работу на совершенно новый уровень, что в условиях пандемии особенно важно. VR и AR позволят общаться, а самое главное увидеться тем, кто давно не может сделать это в реальной жизни.