Шаг шестой: создание гигантских ускорителей частиц

Каким же образом мы посуроим машину, способную покинуть нашу вселенную в условиях неограниченного доступа к высоким технологиям? В какой момент мы можем надеяться обуздать мощь энергии Планка? К тому времени, когда цивилизация достигнет статуса третьего типа, она по определению будет обладать достаточной мощью, чтобы управлять энергией Планка. Ученые смогли бы играть с порталами-червоточинами и собрать достаточно энергии, чтобы открывать проходы в пространстве и времени.

Существует несколько путей, которыми может пойти высокоразвитая цивилизация. Как я уже упоминал, наша вселенная может быть мембраной, на расстоянии всего лишь одного миллиметра от которой существует другая вселенная, парящая в гиперпространстве. Если это так, то при помощи Большого адронного коллайдера, возможно, удастся зафиксировать ее присутствие. К тому времени, когда мы совершим переход к цивилизации первого типа, у нас, возможно, даже появится технология для исследования природы этой вселенной-соседки. Поэтому концепция установления контакта с параллельной вселенной может оказаться вовсе не такой уж притянутой за уши.

Но предположим худший вариант развития событий, когда энергия возникновения квантовых гравитационных эффектов и есть энергия Планка, которая в квадриллион раз превосходит энергию Большого адронного коллайдера. Для исследования энергии Планка цивилизации третьего типа понадобится создать ускоритель частиц звездных масштабов. В ускорителях частиц субатомные частицы путешествуют по узкому туннелю. По мере того, как в туннель поступает все больше и больше энергии, частицы ускоряются до высоких энергий. Если мы воспользуемся гигантскими магнитами для искривления пути частиц и превращения его в круг, то частицы можно ускорить до триллионов электронвольт энергии. Чем больше радиус окружности, тем выше энергия пучка. Диаметр Большого адронного коллайдера составляет 27 километров, что дает как раз верхний предел энергии, доступной цивилизации типа 0,7.

Но у цивилизации третьего типа появляется возможность создания ускорителя частиц размером с солнечную или даже звездную систему. Предполагается, что высокоразвитая цивилизация могла бы запустить пучок субатомных частиц в открытый космос и ускорить их до энергии Планка. Как мы помним, с приходом нового поколения лазерных ускорителей частиц за несколько десятилетий физики могут создать настольный ускоритель, способный достичь 200 ГэВ (200 миллиардов электронвольт) на расстоянии в один метр. При последовательном расположении этих ускорителей один за другим, возможно, получится достичь энергий, при которых пространство-время теряет стабильность.

Если мы предположим, что будущие ускорители частиц смогут разогнать их только на 200 ГэВ за метр, что само по себе является довольно сдержанным предположением, то для того, чтобы достичь энергии Планка, нам понадобился бы ускоритель частиц длиной в 10 световыхлет. Хотя такие размеры неимоверно велики для цивилизаций первого и второго типа, они вполне в пределах досягаемости цивилизации третьего типа. Для того чтобы построить ускоритель частиц таких колоссальных размеров, цивилизация третьего типа могла бы либо загнуть путь, по которому должны проходить частицы, в окружность, тем самым значительно сэкономив пространство, либо оставить путь прямым — тогда он протянется намного дальше ближайшей звезды.

Для примера, можно было бы построить ускоритель частиц, который разгоняет субатомные частицы по окружности внутри пояса астероидов. Тогда не пришлось бы конструировать дорогостоящие туннели, поскольку вакуум открытого космоса лучше любого вакуума, который мы можем создать на Земле. Но все же на далеких лунах и астероидах в Солнечной системе или в различных звездных системах пришлось бы построить гигантские магниты, расположенные с равными интервалами, которые от одного к другому изгибали бы направление движения пучка.

При приближении пучка к луне или астероиду гигантские магниты, расположенные на этой луне, притянули бы пучок, слегка изменяя направление его движения. (Кроме того, лунные или астероидные станции должны будут производить новую фокусировку пучка, поскольку на столь далеких расстояниях он будет постепенно расходиться.) Пройдя мимо нескольких лун, пучок постепенно прижмет форму дуги. В конечном счете он будет путешествовать по почти правильной окружности. Теперь можно представить себе два пучка, несущихся по этой окружности навстречу друг другу, один по часовой стрелке, а другой — против. При столкновении двух пучков энергия, выделившаяся из вещества/антивещества, приблизилась бы к энергии Планка. (Можно подсчитать, что магнитные поля, не-ооходимые для искривления такого мощного пучка, и во сне не виделись нашим современным технологиям. Однако весьма вероятно, что высокоразвитая цивилизация использует взрывчатые вещества для того, чтобы послать через катушки мощную волну энергии для создания гигантского магнитного импульса. Этот титанический выброс энергии будет одноразовым, поскольку, вероятнее всего, он Уничтожит катушки; поэтому магниты должны быть быстро заменены, прежде чем пучок частиц возвратится для следующего прохода по кругу.)

Не говоря уже об ужасно сложных инженерных проблемах, с которыми придется столкнуться при постройке такого ускорителя частиц, остается еще довольно скользкий вопрос: существует ли предел энергии, набираемой пучком частиц? Любой энергетический пучок частиц в конце концов сталкивается с фотонами, из которых состоит фоновое излучение (с температурой 2,7 градуса), и потому потеряет энергию. Теоретически это может высосать из пучка так много энергии, что возникнет своеобразный потолок энергии, который нельзя превысить в открытом космосе. Этот результат еще не был проверен экспериментально. (В сущности, есть указания на то, что энергетика столкновений космических лучей превышает этот максимальный уровень, что ставит под сомнения все вычисления.) Однако если; это правда, то понадобится еще более дорогостоящая модификация аппарата. Во-первых, можно заключить весь пучок в вакуумный туннель с защитой, чтобы не допустить воздействия фонового излуче-гния. Или же, в случае если эксперимент будет проводиться в далеком гоудущем, возможно, что фоновое излучение снизится настолько, что уже не будет представлять проблему.

Дата добавления: 2015-07-10