Современные метаматериалы теоретически позволяют сделать человека невидимым, однако на практике до этого пока очень далеко
На днях среди пользователей китайского сегмента сети Weibo за короткое время обрело вирусную популярность видео, на котором изображено, как человек пользуется «мантией-невидимкой». Интересно, что, хотя с научной точки зрения это вполне реально, на данный момент настолько совершенных накидок, плащей и даже шапок такого рода в мире просто нет. Более того, видео, привлекшее внимание десятков миллионов людей, на самом деле просто подделка.
Сперва немного теории. То, что показано на видео, теоретически возможно, хотя еще в прошлом веке физики были уверены, что невидимости место разве что в романах Герберта Уэллса. Дело в том, что в 1967 году Виктор Георгиевич Веселаго описал ожидаемые свойства материалов с отрицательным показателем преломления.
Показатель преломления равен отношению синуса угла падения света на материал к синусу угла преломления света в материале. Если взять воздух, то его показатель преломления очень близок к единице (впрочем, при летнем мареве он выше), поэтому он не искажает очертания объектов. Уже вода имеет показатель преломления выше единицы, а ряд оптических стекол — и еще больше. Материал с отрицательным показателем преломления — это искусственный метаматериал, свойства которого обусловлены специально созданной в нем периодической структурой.
Представим себе ситуацию, когда у нас есть:
- человек, желающий замаскироваться;
- тент из метаматериала, служащий для этой цели;
- внешний наблюдатель.
Что же происходит в этом случае?
Метаматериал позволяет сделать так, что попадающие в него с одной стороны (скрытой от наблюдателя) затухающие световые волны будут складываться и усиливаться. Таким образом, он начнет «переправлять» часть света от далекого фона, заслоненного маскировочной поверхностью, наружу — к внешнему наблюдателю. Однако при этом световые волны, отраженные от замаскировавшегося человека, метаматериал не улавливает - их источник ближе, чем его специально настроенный "фокус зрения". В итоге, на стороне обращенной к наблюдателю (противоположной стороне метаматериала) такие волны воспроизводятся. Это создает ощущение, что, кроме фона, за метаматериалом ничего нет.
Однако, как и любое оптическое устройство, все существующие метаматериалы слишком грубо устроены, чтобы подмена могла быть не замечена человеческим глазом. Например, метаматериалы дают «плавно» огибать маскируемый предмет только волнам с определенной длиной. Поэтому человек за экраном из метаматериала может быть только полупрозрачным, со своего рода свечением по его контуру в определенном диапазоне. Чтобы работать даже на таком скромном уровне, метаматериал должен быть расположен на строго определенном расстоянии от маскируемого объекта или человека.
В теории можно создать метаматериал с большей гибкостью работы, но на деле до этого как минимум десятки лет кропотливой работы. Первое научное исследование в западном мире на эту тему появилось только в 2007 году, а первые образцы метаматериалов для оптического диапазона созданы (там же) всего девять лет назад. Ожидать от метаматериалов сегодня того, что продемонстрировано на вирусном китайском видео — то же самое, что ждать производства из транзисторов 1940-х годов устройства уровня iPhoneX.
Что же тогда на видео? Чжу Чжэньсун (Zhu Zhensong), продюсер компании Quantum Video в интервью шанхайской официальной газете Jiefang Daily (местный рупор Коммунистической партии Китая) заявил, что видео - подделка. «Программное обеспечение типа Adobe After Effects, Nuke или Blackmagic Fusion могут редактировать задний фон и вставлять в него объекты. Подобные эффекты ранее уже использовались в целом ряде боевиков», - уверен он.
Однако на самом деле вовсе не обязательно быть киношником, чтобы заподозрить фабрикацию этого видео. Проблема в том, что в нем есть ряд мелких нестыковок. Например, с перчатками держащего «мантию-невидимку» человека. С тем, что за пленкой показаны все находящиеся за ней объекты, кроме человека, включая доски у его ног. Настоящий «невидимый» метаматериал, способный передать вдаль изображение фона, но скрыть близлежащие предметы, замаскировал бы не только человека, но и те неживые предметы (доски у его ног), что находятся на том же расстоянии от пленки, что и маскируемый человек.
Наконец, на видео действительно шевелятся только те листья фона, которые мы видим не через «мантию-невидимку». Крайне сомнительно, что один и тот же ветер будет колыхать одни растения — вне покрытия «мантии» — и не колыхать другие, те, что за ней.
Одним словом, перед нами просто попытка получить вирусное видео с массой просмотров на модной и раскрученной в научном мире теме. Пожалуй, оно даже полезно в образовательных целях. В конце концов, что еще, кроме вирусного фейкового видео, может напомнить нам о предсказании отечественного ученого полувековой давности?
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: