Стазис - это способ приостановить физические и химические процессы, в том числе жизни. Это может помочь нам спасти критически больных или позволить сверхдальние космические миссии.
- Питер Рэй Эллисон
10 августа 2018 года
Американский поэт Делмор Шварц однажды написал: «Время - это огонь, в котором мы горим». Мы рождаемся, живем и умираем. Но на протяжении всей истории мы были очарованы возможностью уклонения от времени, от сказок, таких как «Спящая красавица» до полей застолий и приостановленной анимации в научной фантастике.
В 1971 году Джозеф Хафеле и Ричард Китинг разместили четыре атомных часа на самолетах, которые дважды летали по всему миру, сначала на восток, затем на запад. Затем их сравнили с эталонными атомными часами и обнаружили, что они не согласны.
Как доказал эксперимент Хафеле-Китинга, скорость, с которой проходит время, является косвенным и ситуационным. «Если вы путешествуете на сверхрелятивистских скоростях, близких к скорости света или вблизи черной дыры (и как-то не уничтожаясь ею), количество времени, которое вы испытаете, будет меньше, чем количество время кого-то другого », - говорит Кэти Мак, доцент Университета штата Северная Каролина .
Вам также могут понравиться:
Космонавты на борту Международной космической станции испытывают временную дилатацию, поскольку они стареют немного медленнее, чем люди на Земле. «Они движутся быстро, поэтому на них влияет особая теория относительности, но они также находятся дальше от Земли, поэтому они получают меньше гравитационных эффектов», - объясняет Мак.
Однако это время замедляется только в секундах. Чтобы добиться значительного замедления времени, потребуются огромные гравитационные поля или ближний свет. В настоящее время они совершенно несостоятельны.
Несмотря на комедийные подтексты, научно-фантастический сериал « Красный карлик» обеспечил интригующую теорию полей стаз; «Так же, как рентгеновские лучи не могут проходить через свинец, время не может проникнуть в поле застоя. Итак, несмотря на то, что вы существуете, вы больше не существуете вовремя, и для вас самого времени не существует ». Это, наряду с некоторыми дополнительными технологиями, было разработано так, что персонаж Листер мог заметить:« Как просто? »Тем не менее заставляющий думать.
Время может быть относительным, но оно остается фундаментальным аспектом нашей реальности. «Рентген и свинец - это одно, но поля времени и застоев довольно сложны. Это очень умно. Он может идти по углам и никогда не останавливается, если вы не застряли на вечеринке с дантистом », - говорит Дуг Нейлор, соавтор Красного Карлика.
Изменение восприятия времени намного проще, чем его остановка. «У вас может быть очень большая разница в том, как вы испытываете время, но это не останавливается», - говорит Мак.
Американское оборонно-исследовательское агентство Darpa в настоящее время разрабатывает биостаз, чтобы замедлить работу организма на молекулярном уровне. Биостаз распространил бы так называемый «золотой час» - время, когда раненым войскам приходилось обращаться к врачу.
Biostasis намерен замедлить скорость жизни. «Я изначально задумал программу для изучения разнообразных потенциальных технологий, начиная от молекулярной фармакологии и заканчивая химией биосовместимых материалов и сконструированных внутренне неупорядоченных белков», - объясняет менеджер программы д-р Тристан МакКлюр-Бегли из Управления биологических технологий Дарпы.
Однако биостаз предназначен только для медицинских чрезвычайных ситуаций, а не для долгосрочного использования. Нам нужно искать природу для вдохновения для долгосрочных решений.
Некоторые существа, такие как древесные лягушки, обладают способностью, известной как криптобиоз, где все метаболические процессы, по-видимому, прекращаются, но они остаются живыми, позволяя им выживать, будучи замороженными. Другие животные, такие как медведи, могут входить в спячку, где их метаболизм значительно замедляется - и пробуждается спустя несколько месяцев.
Люди уже делают это с медицинской точки зрения, хотя и в гораздо меньшей степени. В случаях сердечных арестов или черепно-мозговых травм терапевтическая гипотермия может использоваться для остывания пострадавшего пациента и в течение нескольких дней помещать их в состояние с низким метаболизмом, что позволяет восстановить время тела.
Основываясь на этом лечении, Torpor разрабатывается, чтобы вызвать спячку в космонавтах для миссии NASA «Марс».
Процесс Torpor работает в два ключевых этапа: начальный период охлаждения во время, который включает седацию, и последующий период прогрева / бодрствования. «В клинических условиях вы находитесь под довольно сильным седативным эффектом и используете инвазивные системы охлаждения, но мы смотрим на новые фармацевтические препараты, которые могут свести к минимуму количество успокоения, необходимого для входа в это состояние, и упростить процесс охлаждения», - объясняет Джон Брэдфорд, президент и главный Операционный директор SpaceWorks .
Было показано, что снижение нашей температуры тела всего на 5 ° C позволяет нам сократить наш метаболизм - химические процессы в нашем организме для поддержания жизни - более чем на 50%. «Животные, которые зимуют, живут дольше, поэтому есть фактор восстановления. Если вы находитесь в этом состоянии в течение шести месяцев, будет некоторое выздоровление, возможно, три месяца, учитывая, что скорость метаболизма снижается на 50% », - говорит Брэдфорд. «Однако этот аспект не является нашей основной мотивацией, и для количественной оценки этого эффекта потребуется гораздо больше исследований, если таковые имеются».
Torpor также может быть потенциально использован для пациентов, ожидающих пожертвования органов.
Вышеупомянутые технологии замедляют скорость метаболизма, но насколько правдоподобной является приостановленная анимация научной фантастики? Наиболее известными из них являются крионика, которая включает замораживание тела примерно до -190 ° C (-310 ° F) с целью возрождения пациента позже.
Однако размещение кого-то в криогенном состоянии намного сложнее, чем просто замораживание. «Мы вымываем кровь, а затем вводим пациенту криозащитный раствор», - объясняет Виктория Стивенс из Cryonics UK .
«Вместо того, чтобы превращать их в твердое состояние, он превращает их в стеклянное состояние, тем самым уменьшая повреждение кристалла льда».
Крионика используется только после прекращения сердца. Идея состоит в том, что медицинская наука будет продвигаться достаточно в будущем, чтобы позволить возрождение и лечение. «Никто еще не был возрожден, поскольку в настоящее время у нас нет технологии, чтобы иметь возможность это сделать», - говорит Стивенс. «Если бы мы это сделали, нам, вероятно, не понадобилось бы криохранилище в первую очередь».
Хотя сотни уже были криоконсервированы, крионика - это экстремальный процесс. «Это полностью экспериментальное развитие, которое не дошло до конца», - признает Стивенс.
В 2001 году 13-месячная Эрика Нордби оказалась в ловушке снега и в течение примерно двух часов перешла в спящий режим, прежде чем была успешно восстановлена. В течение этого времени у Эрики не было сердечного приступа, и он был клинически мертв. Хотя это может дать некоторую надежду на то, что однажды мы сможем развить приостановленную анимацию, это был отдельный инцидент, который еще не был воспроизведен.
Поскольку время является фундаментальным аспектом нашей реальности, мы не можем остановить его больше, чем мы могли бы остановить глубину или ширину. Кроме того, практическая временная дилатация потребует таких сложных инженерных и энергетических требований, которые она остается неосуществимой.
Могут ли биоинженерные проекты быть решением этой кажущейся невозможности, наконец, позволяя нам обойти время?
«Может быть, - говорит МакКлюр-Бегли. «Но не ложись спать ночью, ожидая этого».