МОЖНО ЛИ ОБМАНУТЬ ЗАКОНЫ ФИЗИКИ?

marvel
Ежегодно в кинопрокате появляются фильмы, основанные на историях Marvel DC. Комиксы – это отдельный мир не только с точки зрения художественной реальности, там часто действуют совсем другие законы физики.
Буду откровенен: я хотел бы иметь способность не спать и все равно чувствовать себя прекрасно, быть полным сил и энергии. А еще было бы круто уметь управлять погодой. Нет, я не хочу быть ответственным за погодные условия во всем мире, хватило бы и возможности иметь солнце над головой, когда едешь на большое, а вокруг хлещет дождь. И конечно, порой хочется испепелить кого-то взглядом. В буквальном смысле
Александер Штрук
профессор, доктор теоретической физики Рейн-Ваальського университета прикладных наук

Кто из нас не мечтал иметь суперспособности? Даже если не ради спасения человечества, то хотя бы для удовлетворения собственных маленьких потребностей и прихотей? Кого не спросишь, все хотят иметь сверхспособности. Желания бывают разными: от способности много есть и совсем не толстеть до передвижения с помощью телепортации.

И возможно ли это с научной точки зрения? Вселенные Marvel и DC (крупнейшие издатели комиксов в США – прим. ред.) предстают перед нами как задачи из школьного курса физики: по условию, некоторые силы (трения, например) нивелируются, поэтому герои могут буквально ВСЕ.

А что же будет на самом деле, если кто-то из нас будет иметь какую из суперспособностей в реальном мире, где существуют законы термодинамики, сохранения энергии, импульса, момента импульса, массы, электрического заряда и т. п, где тела подчиняются гравитации и другим силам, которые действуют на Земле?

СУПЕРСКОРОСТЬ

marvel Суперскорость

Двигаться с невероятной скоростью — привычный способ передвижения для многих супергероев. Для них не является проблемой двигаться со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе (343,1 м/c), а для кого — то-и света (299 792 458 м/с). Суперскорость дает возможность не только добираться из пункта А в пункт Б за считанные секунды, но и иметь молниеносную реакцию, поэтому, например, Супермен может прочитать толстую книгу лишь за мгновение.

Вызов №1. Мы живем не в вакууме, соответственно, воздух, что нас окружает, состоит из частиц — молекул кислорода, азота и других веществ и содержит кусочки пыли. Не стоит забывать о капли дождя, снежинки, а также жучков-букашек, которые парят в воздухе.

Все это значительно усложняет возможность сверхбыстрого перемещения в пространстве, ведь, двигаясь, тело трется частицы, высвобождая тепловую энергию. Аналогичный процесс происходит, когда мы хотим согреть замерзшие руки, потирая их друг о друга: чем быстрее мы это будем делать, тем теплее нам будет. Поэтому, путешествуя в пространстве со сверхвысокой скоростью, человек просто сожгла бы себе лицо. Поэтому если получите суперскорость в подарок, будьте внимательны — в комплекте должна быть защитная маска.

Вызов №2. Согласно законам Ньютона, в частности первого, что постулирует понятие инерции, остановиться без летальных последствий, увы, не получится. Инерция — свойство, при которой тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя по отношению к так называемой инерциальной системы отсчета (когда внешнее воздействие на тело отсутствует или когда на тело действует зрівноважена система сил). Каждый из нас мог чувствовать ее влияние, когда автобус резко тормозит. Движение транспортного средства прекращается, однако тела пассажиров по инерции все еще движутся вперед, а потом внезапно обратно.

Двигаясь со скоростью звука, тело супергероя разгоняется от 0 до более чем 300 м/с за мгновение, а через некоторое время оно уже должно тормозить. При таких условиях, по законам Ньютона, мозг сначала (во время ускорения) ударяется о заднюю стенку черепа, а впоследствии (при торможении) — в переднюю. Упс! И мозг превратился в похлебку. Виной является не суперскорость, а ускорение и резкое торможение, что приводит к повреждению внутренних органов. Поэтому, учитывая оба аргументы, говорить о безопасное передвижение на суперскорости невозможно.

КВАНТОВАЯ ТЕЛЕПОРТАЦИЯ

marvel телепортация

“Надоели длинные перелеты? Часы, проведенные в зале ожидания, кажутся невыносимыми муками? Выход есть! Воспользуйтесь суперпредложением: квантовая телепортация в любую точку мира!” Что-то подсказывает, что такой сервис появится нескоро. Да и может вообще не появиться.

Однако пока мы думаем, Рэй Палмер, также известный как супергерой Атом (The Atom) из вселенной комиксов DC, пользуется этой услугой уже с 1961 года. Мистер Палмер способен, сохраняя функційність собственного тела, уменьшать его до субатомного уровня, в частности к размеру фотона. Уменьшившись, Атом цепляется за один из фотонов в телефонном кабеле, чтобы переместиться вместе с телефонным сигналом к абонента на другой стороне проволоки. А не слишком бурная фантазия у авторов?

Сентябрь 2016 года. В области квантовой телепортации установили сразу два новых рекорда. Используя оптоволоконный кабель, команда канадских ученых смогла телепортировать фотон — элементарную частицу на расстояние в 6,2 километра, в то время как в Шанхае исследователи, проводя аналогичный эксперимент, переместили фотоны на 14,7 километра.

Осуществить телепортацию удалось благодаря применению принципа квантовой запутанности — сохранению связи между частицами даже после независимого движения этих частиц. Элементарные частицы — микрообъекты субатомного масштаба, которые невозможно расцепить на еще меньшие частицы. Квантовая запутанность сочетает в себе принципы квантовой механики и принцип суперпозиции — существование состояний с неопределенными характеристиками.

Принцип суперпозиции продемонстрировал в своем мисленнєвому эксперименте австрийский физик Эрвин Шрьодінґер (Erwin Schrödinger) в 1935 году. Во время эксперимента в коробку сажают кота, в коробке также расположена емкость с ядовитым газом и очень малое количество радиоактивного вещества, время распада атомов которой — час. Вероятность распада за этот промежуток времени — 50 %.

Если он произойдет, то сработает механизм, который выпустит ядовитый газ. Он убьет несчастного кота. В течение эксперимента неизвестно, произошел распад и живой кот. Узнать это можно только открыв ящик. К моменту открытия кот находится в двух состояниях: он одновременно и жив, и мертв, то есть его характеристика не определена.

Квантовая запутанность допускает возможность, измерив параметры одной частицы, узнать параметры другой. Это можно проиллюстрировать так: вы и ваш воображаемый брат, что живет за тысячи километров от вас, делите одну пару ботинок на двоих. Если вы являетесь владельцем левого ботинка, то вы знаете наверняка, что брат прав. То есть ваши ботинки и является запутанной парой.

Вернемся теперь к телепортации фотона. Ученые из Калгарского университета в Канаде использовали во время эксперимента два фотона. Сначала фотон А направили в городской мэрии; он оставался запутанным (то есть рядом) с фотоном Б, который тем временем все еще находился в университете. Далее они прислали фотон Бы в совсем другой локации в городе. Добравшись до места назначения, фотон сам телепортовался до своего спаренного фотона А, что находился в мэрии (здесь «телепортация» означает самопроизвольное перемещение фотона Б, то есть он не имел никакого толчка, запустил бы его движение к фотона А).

Квантовая телепортация имеет целью реальное применение — разработку сверхбыстрых интернет-сетей, с помощью которых данные будут храниться в легких частицах, а не на чипах. Однако технология пока является очень сложной для применения.

Что ж, тогда идея телепортации телефонным кабелем не является такой уж и сумасшедшей. Вот только бы иметь возможность превращаться в фотоны. А до этого долгие путешествия остаются реалиями нашей жизни. По крайней мере еще некоторое время.

А БЕЗ СУПЕРСИЛ?

marvel Суперсила

Среди всех супергероев можно отметить отдельную группу персонажей, которые не имеют сверхспособностей. Ни Бэтмен, ни Железный человек не бессмертны, не телепортируются, не трансформируют свое тело никоим образом, но они — высокоинтеллектуальные, физически и психологически сильные люди.

Такая себе комбинация гения, атлета и детектива. В своей деятельности они используют разнообразные технические разработки: суперкостюм и, очки, дающие возможность видеть в темноте, пояса и щиты, которые собирают и производят энергию, варежки, которые пригодятся в самый ответственный момент.

Хотя в одной из версий истории Тони Старк (Железный человек) и был заражен техновирусом, что повлиял на его нервную систему и дал возможность телу синхронизироваться с костюмом, и все же основным источником его суперспособностей являются именно “железные доспехи”.

Тони Старк часто путешествует в открытом космосе, а потому жизненно необходимыми функциями его костюма должны быть подача кислорода, регулирования температуры и давления воздуха, защита от ультрафиолетового излучения и радиоактивных частиц. А разве не похожи костюмы имеют астронавты?

В комплекте к “доспехов” Старка идут и перчатки, которые дают возможность Железному человеку направлять мощные движущие лучи. Аналогичный, однако более интенсивный энергетический поток может излучаться из нагрудной части костюма.

Согласно вики-базой данных Marvel Comics, создатели комикса описывают эти лучи как «пучок мюонов высокой плотности… направлен магнитами, который фокусируется в электростатических линзах».

Мюони являются вполне реальными. Это – неустойчивые субатомные частицы с отрицательным зарядом. Первые идеи разработки оружия с применением пучка субатомных частиц датируются 1950-ми годами. Впоследствии, во время Холодной войны, инициатива создания такого оружия была детально рассмотрена американскими учеными в рамках Стратегической оборонной инициативы – программы США по созданию системы противоракетной обороны (во времена президентства Рональда Рейгана). Однако количество энергии, необходимой для создания такого луча, сделала разработку этого оружия крайне непрактичной…

“Латы” Железного человека есть также екзоскелетом, что придает телу Старка прочности и выносливости. Несколько систем экзоскелетов используют уже сегодня. Сфера их применения — это программы военного назначения и спасательные работы.

Супергерои, что не имеют суперсил, но используют прогрессивные технологии, являются примерами того, как человеческая фантазия может опережать время.

MARVEL

В XIX веке такие идеи из произведений Жюля Верна, как подводная лодка или вертолет, выдавались крайне удивительными, и впоследствии стали вполне реальными. Первая атомная субмарина, спущенная на воду в 1955 году, получила название «Наутилус» в честь подводной лодки капитана Немо, описанного Жюлем Верном в романе «Двадцать тысяч лье под водой».

Возможно, те выдумки, которые мы сегодня считаем абсолютным безумием, однажды станут явью. Потому что наука не стоит на месте. Почему бы не предположить, что когда-нибудь мы сможем телепортироваться из Москвы в Вашингтон за несколько минут или подарить суперкостюм бабушке на Рождество?

Источник: http://tsn.ua/special-projects/marvel/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
webnewsite.ru / автор статьи
Загрузка ...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: