Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия

Гигантские современные машины для сталкивания атомов универсальны и используются исключительно как исследовательские инструменты — для производства антивещества они совершенно неэффективны. Частичным решением этой проблемы могла бы стать организация специальных заводов для его поточного производства. В этом случае, как считает Харольд Герриш из НАСА, стоимость антивещества могла бы снизиться до $5 млрд за 1 г.

Хранение антивещества также представляет проблему и обходится недешево. Если поместить антивещество в бутылку, оно рано или поздно соприкоснется со стенками бутылки — и аннигилирует вместе с контейнером. Для правильного его хранения потребуются ловушки Пеннинга. В них магнитное поле будет удерживать атомы антивещества в подвешенном состоянии, не давая соприкоснуться с сосудом.

В научной фантастике вопросы стоимости и хранения иногда решают, вовремя осваивая какой-нибудь антиастероид, источник дешевого антивещества. Но этот эффектный сценарий не отменяет непростой вопрос: откуда вообще берется антивещество?

Во Вселенной мы повсюду видим вещество, а не антивещество. Мы это точно знаем, потому что столкновение одного электрона с антиэлектроном высвобождает как минимум 1,02 млн электронвольт энергии. Это точный индикатор столкновения с антивеществом — что-то вроде отпечатка пальца. Однако, исследуя Вселенную, мы почти нигде не встречаем излучения такого типа. Большая часть всего, что мы видим вокруг, состоит из того же обычного вещества, что и мы с вами.

Физики считают, что в момент Большого взрыва Вселенная была абсолютно симметрична и количество вещества и антивещества в ней было одинаково. В этой ситуации аннигиляция того и другого была бы идеальной и полной, а во Вселенной в результате осталось бы одно только излучение. Однако мы существуем и состоим из вещества, которого вообще не должно было остаться. Само наше существование бросает вызов современной физике.

Мы пока не сумели понять, почему вещества во Вселенной больше, чем антивещества. Лишь одна десятимиллиардная часть вещества, изначально присутствовавшего во Вселенной, уцелела после Большого взрыва, и мы — часть этого вещества. Основная теория исходит из того, что идеальное равновесие и симметрия между веществом и антивеществом в ходе Большого взрыва были нарушены, но мы не знаем, что послужило тому причиной. Физика, который сумеет разрешить эту загадку, ждет Нобелевская премия.

Двигатели на антивеществе входят в короткий список приоритетных направлений для всех, кто хочет построить космический корабль. Но свойства антивещества до сих пор почти не исследованы. Неизвестно, к примеру, падает оно вниз или вверх. Современная физика предсказывает, что антивещество должно падать вниз, как и обычное вещество. Если это так, то антигравитация, по всей видимости, невозможна. Однако попытки исследовать гравитационные свойства антивещества определенного ответа пока не дали. А с учетом стоимости любых исследований в этой области и ограниченности наших знаний ракеты на антивеществе в ближайшие 100 лет, скорее всего, останутся всего лишь мечтой — разве что мы действительно наткнемся в открытом космосе на блуждающий антиастероид.

Космические корабли с прямоточным термоядерным двигателем

Еще одна заманчивая идея — прямоточный термоядерный двигатель[41]. Внешне корабль с таким двигателем должен напоминать гигантский рожок мороженого, поскольку смысл его в том, чтобы собирать в межзвездном пространстве водород и сжимать его в термоядерном реакторе, получая энергию. Подобно реактивному двигателю крылатой ракеты, прямоточный термоядерный двигатель, по идее, должен получиться довольно экономичным. Реактивные двигатели забирают обычный воздух, не нуждаясь в окислителе, что, естественно, снижает стоимость их производства. Поскольку водорода в космосе неограниченное количество, космический корабль с таким двигателем сможет ускоряться сколь угодно долго — подобно солнечному парусу, он имеет бесконечный удельный импульс.