Вследствие огромной фантастичности и не реализуемости, на данный момент, пилотируемых межзвёздных полётов, имеется несколько заблуждений относительно них.
1. Для межзвёздных перелётов пригодна только сверхсветовая скорость. Этот миф прочно укоренился в художественной литературе и кинематографе. Герои в них скачут через гиперпространство, от звезды к звезде, или даже между галактиками, преспокойно возвращаясь в пункт отбытия и заставая всё там практически без изменений. Вселенная в этих повестях и фильмах выглядит чуть ли не как большая деревня, где все друг о друге знают и сюжет развивается одновременно во всех её точках, словно и нет никакой теории относительности.
Оставим это писателям-фантастам и вернёмся к реальному миру с причинно-следственными связями и фундаментальным ограничением скорости света. В реальном мире межзвездные перелёты возможны даже с помощью термоядерной энергии, хотя она примерно на три порядка уступает энергии аннигиляции. Но применение термоядерной энергии ограничено, скорее, кораблями поколений, у которых межзвёздный перелёт занимает несколько сотен лет. Отсюда вытекает следующее заблуждение:
2. Межзвёздные перелёты бессмысленны из-за слишком длительного периода времени, занимающего жизнь нескольких поколений. То есть, подразумевается тот факт, что итоги межзвёздной экспедиции, вернувшейся через много сотен лет будут уже неактуальны.
Но наука не стоит на месте. Уже сегодня физики разрабатывают теорию петлевой квантовой гравитации, теорию супер-струн с пространством Калаби-Яу. Возможно, на заре пилотируемых межзвёздных экспедиций и будет эпоха кораблей поколений, которые сродни каравеллам эпохи великих географических открытий. Но вскоре после них появятся фотонные двигатели, преобразующие в кинетическую до 23% энергии аннигиляции. А подлинная революция наступит при переходе от реактивного движения к безопорному перемещению и овладению тайнами гравитации и энергии сверхсжатой материи (коллапсарные реакторы). Тогда в кинетическую энергию движущегося космического корабля будет возможно преобразовать почти 100% энергии (или материи, что эквивалентно). Кроме того, эти же физические принципы будут задействованы для изоляции космического корабля, движущегося с релятивистской скоростью от взаимодействия с атомами межзвёздного водорода и пылинками межзвёздной среды.
При практически неисчерпаемых запасах энергии во Вселенной, для межзвёздных коммуникаций человечества потребуется незначительная её часть. Суждения о том, что для межзвёздного перелёта требуется громадное количество энергии, станут неактуальны. Новое время диктует и новые законы. Ведь когда-то люди даже не могли предположить, что они смогут замедлить вращение Земли. А теперь, с созданием гигантских водохранилищ, этот эффект проявляется.
Поэтому, никто не станет ждать столетиями возвращения первой межзвёздной экспедиции, чтобы отправить новую. Люди начнут разлетаться из своей "колыбели", по различным жизнепригодным экзопланетным системам. Межзвёздные перелёты станут обыденностью. И теперь мы вплотную подошли к вопросу о влиянии релятивистского замедления времени уже не на экипаж отдельно взятого космолёта, а на демографию всего многомиллиардного социума.
Космическая цивилизация
Рассмотрим человечество, разросшееся до галактических размеров. Люди свободно могут путешествовать по Млечному Пути, а различные экспедиции даже посещать галактики-спутники - Большое и Малое Магеллановы облака и другие карликовые, в ближайших окрестностях. Если соблюдать физические законы и не лезть вперёд фотонов, сделать это будет непросто, но теоретически возможно.
Допустим, средняя продолжительность жизни вырастет не очень сильно, скажем, до 100 лет. Поэтому, чтобы слетать в отдалённый район Галактики, и к собственной старости успеть вернуться назад, потребуется ультрарелятивистская скорость. Скажем, за 10 лет биовремени, нужно преодолеть 50 тыс. св. лет пространства. Это соответствует путешествию из Солнечной системы куда-нибудь в центральные районы Галактики и обратно. То есть, лоренц-фактор при таком полете будет равен 5000. Для этого потребуется разогнать корабль до скорости 0,99999998 от скорости света. То есть, до 299792452 м/с, это на 6 м/с медленнее скорости света.
Расстояния между землеподобными экзопланетами в зоне обитаемости, в нашей Галактике, предположительно равны 100 св. годам. Соответственно, предположим, что в каждой подобной экзопланетной системе возникнет поселение людей. Значит, чтобы дождаться кого-либо из поездки в гости к даже к ближайшим соседям, не хватит и двух жизней. Смысл межзвёздного пассажирского сообщения теряется? Вовсе нет! Мы ведь исходим из того, что межзвёздные перелёты станут такими же доступными, какими являются межконтинентальные перелёты сейчас. Но как быть, чтобы дождаться родню из поездки и не умереть от старости? Очень просто. Поехать куда-либо самому. А для этого придётся синхронизировать свои поездки с тем кругом людей, которые тебе очень важны. Скорее всего, эта группа не сможет быть большой, только ближайшие родственники. Здесь возникает множество интересных социальных эффектов, на которых остановимся поподробнее когда-нибудь позже.
Итак, лоренц-фактор достиг нескольких тысяч. Громадное ускорение и перегрузки, благодаря управлению сильными гравитационными полями, в корабле не ощущаются. До ближайших соседних поселений лететь чуть больше недели. На противоположный край Галактики около 25 лет. Средний человек может себе позволить за свою столетнюю жизнь около десятка раз слетать куда-нибудь на расстояние 1000 св. лет. Или ежегодно мотаться в соседнюю планетную систему в сотне световых лет от дома. С учётом релятивистского замедления времени при путешествиях, за свои 100 лет биовремени, отдельный человек проживёт 20 000 лет абсолютного времени. Ну или 20 100 лет, если придираться к цифрам. В 200 раз проживёт дольше, чем если бы не покидал свой дом.
То есть, при лоренц-факторе равном 5000, и доступности межзвёздных путешествий для каждого, равновесное количество людей, находящихся в данный момент времени на планетах, составит 0,5% от численности человечества. Остальные 99,5% будут находиться в пути, в межзвёздном пространстве. Парадокс, но проводя бОльшую часть жизни осёдло, лишь иногда покидая свои планеты, тем не менее, людей будет намного больше в космосе, нежели на планетах. И чем больше лоренц-фактор перелётов, тем меньшее равновесное количество людей останется на планетах. Как такое возможно, рассмотрим на примере следующей иллюстрации:
Допустим, между Землёй и экзопланетой 1000 световых лет. Рейсы ежегодные. То есть раз в год с Земли отправляется космический корабль, и ежегодно такой же прилетает оттуда. Следовательно, в пространстве между пунктами назначения находится 2000 космических кораблей. Если в каждом по 100 человек, то 200 тыс. человек постоянно будет находиться на данной трассе перелёта.
Теперь представим всё в галактическом масштабе. Допустим, среднее расстояние между звёздами 5 св. лет, а их в Млечном Пути 200 млрд. Между жизнепригодными экзопланетами, на которых возможны поселения людей без больших затрат на терраформирование, 100 св. лет. Следовательно, в Галактике их в 20 в кубе раз меньше, т.е. в 8000 раз меньше. В абсолютном выражении получается 25 миллионов. Если нынешнее человечество расселить по всей Галактике, то в среднем на планетную систему будет приходиться 300 человек. Небольшое село. Но не забываем про релятивистские эффекты! Как уже было показано, реальная скорость галактического транспорта должна составлять с-6 м/с (или 0,99999998 с). Это означает, что если нынешнее человечество не просто расселится по всему Млечному пути, но и активно будет заниматься межзвёздным туризмом, то население обитаемых планет будет 1-2 человека.
Конечно, можно ограничиться лишь 250 обитаемыми планетами на всю Галактику. Примерно, как сейчас на Земле стран и территорий. Но и в этом случае, население каждой будет в среднем лишь 150 тыс. человек. Даже при высочайшем уровне автоматизации, поддерживать необходимый технологический уровень цивилизации будет непросто.
При уже упомянутом равновесном соотношении 1:200, характерном для цивилизации на масштабе Галактики, в 200 раз замедлятся и скорость научно-технического прогресса, социальные и исторические процессы, и даже демография. А ведь для заселения всего двух-трёх сотен планетных систем галактики Млечный Путь, нужен хотя бы десяток триллионов человек. Чтобы на каждой планете жило 150 млн. человек - население такой страны, как Россия или Япония, способных к полному циклу производства необходимых товаров и технологий.
Если же заселить все 25 млн. пригодных к жизни планет, да так, чтобы на них постоянно находился миллиард человек, нужно 5 квинтиллионов человек. Пять миллиардов миллиардов - вот типичное население типичной галактики. Но где их взять?!
Прекращение космосообщения
Локдаун. Космический. Просто в одном из галактических секторов прекратилось межзвёздное пассажирское сообщение. Временно, на пару тысяч лет всего. Не важно по каким причинам. Люди больше не летают купаться на пляжах 132-й Водолея, не посещают рестораны в Омикрон Южной Рыбы, не совершают покупки в торговых центрах Геркулеса, Андромеды и Ориона. Теперь они не выбывают на многие тысячелетия со своей планеты, а рождаются, живут и умирают на ней. В течение локдауна они живут не по растянутому релятивистскому времени галактического социума, а по своему, биологическому времени, ускоренному по отношению к нему в сотни раз. Население карантинной планеты растёт, и когда восстанавливается межзвёздный туризм, люди с удивлением взирают на приезжих туристов, словно на инопланетян.
Итак, можно расселять на жизнепригодных планетах по 50 - 100 тыс. человек, и объявлять вокруг них в радиусе 200 световых лет карантинную зону с закрытым доступом, представляя этих людей самим себе. Через несколько десятков тысяч лет собирать "урожай" из миллиардов новых членов космического сообщества. Жестоко на первый взгляд. Но ведь для самого существования космической цивилизации, необходимы "родильные дома", где люди не рассеиваются в необъятном Космосе на релятивистски ускоренных звездолётах, на десятки тысяч лет выпадая из общественной жизни. А плодятся и размножаются на затерянных в Галактике планетах, создавая свою уникальную культуру, формируя свой бесценный опыт жизни, свой генетический материал, с тем, чтобы обогатить им космическую цивилизацию, когда придёт время.