Ретрооптична система Антонюка

Гіпотетична технологія, що дозволяє “побачити” Землю в її далекому минулому – через відбите світло.

Post in English is available here.

Кожна технологія колись була мрією, або ідеєю. Одна з ідей, які навряд чи коли будуть втілені – машина часу. Але вже зараз, коли ми дивимось на зорі, ми бачимо їх минуле. Світло, яке доходить до нас, мандрувало мільйони років.
Але що якби ми змогли побачити наше власне минуле – побачити Землю такою, якою вона була багато років тому?

Я хочу поділитись гіпотезою, яку умовно називаю Ретрооптичною системою Антонюка. Це ідея, що базується на фізиці світла та можливостях далекого майбутнього.

---

Дисклеймер!
Цей допис не претендує на відкриття чи практичну реалізацію. Це гіпотетична концепція, сформульована в рамках фізичних законів, але в масштабах, які не досяжні сьогодні.
Це не наукова публікація, а особистий футурологічний нарис, запрошення до мислення про те, що може бути колись можливим.

---

Суть ідеї

Уявімо: колись давно, Землю освітило сонячне світло. Воно відбилося від поверхні планети – континентів, океанів, хмар – і полетіло в космос.
Через тисячі років воно могло потрапити на поверхню іншої планети, скажімо, вкриту густими білими хмарами чи льодом. Частина цього світла могла відбитися назад, у напрямку Сонячної системи.

Якщо ми зможемо зібрати це повернуте світло – теоретично, ми зможемо побачити Землю в тому далекому моменті.
Звісно, така поверхня – не дзеркало. Хмари або лід розсіюють світло, а не відбивають його чітко. Але це не означає, що вся інформація втрачається.

Дифузне розсіювання (як у білому матовому склі) все ще зберігає структуру світлового потоку – особливо його спектр, інтенсивність і навіть певну геометрію.
Якщо хмари (чи крига) однорідні, а наша оптика достатньо чутлива, ми можемо вловити загальні контури: океани, хмарні пояси, льодовики – не “картинка”, а щось схоже на розмите відлуння світла минулого.

Як це може працювати?

Світло відбивається від Землі і зберігає інформацію про її стан у конкретний момент часу.
Відбивається від хмарної планети, і розсіюється, частково повертаючись до Землі.
Збирається гігантською оптичною системою, після чого ми аналізуємо його й реконструюємо загальні риси “зображення” минулої Землі.

Технічне обґрунтування

Оптична інтерферометрія

Щоб побачити настільки слабкий сигнал, потрібно збільшити ефективну апертуру телескопа до неймовірних розмірів. Сьогодні це роблять за допомогою інтерферометрії – поєднують кілька телескопів у єдину систему:

У VLTI (Very Large Telescope Interferometer) використовуються дзеркала і лазери, щоб поєднати сигнали з точністю до мільярдних часток метра.
У радіодіапазоні схожі системи (VLBI) працюють уже десятиліттями.

Фазова стабілізація – це ключ до втілення ідеї.

У світловій інтерферометрії найскладніше – втримати фазу світлової хвилі, щоб хвильові фронти з різних телескопів “збігалися”.

Майбутні системи, ймовірно, використовуватимуть:

• лазерну фазову синхронізацію між космічними приймачами;
• нанометрову стабільність і контроль траєкторій;
• обчислення з урахуванням часу прольоту світла, червоного зсуву тощо.

Саме фазова стабілізація дозволить зібрати фотони, що мандрували міжзоряним простором, і скласти з них картину, подібну до “тіней минулого”.

Що ми могли б побачити?

Роздільна здатність буде обмеженою, але загальні образи можливо і вдасться відтворити:

• великі контури материків і океанів;
• глобальні хмарні системи, урагани;
• масивні виверження, удари метеоритів або пилові шлейфи;
• зміни клімату – розширення/відступ льодовиків;
• розрізнення денного/нічного боку Землі (залежно від інтенсивності сигналу).

Чи це реально?

Ні – не сьогодні. Так – у майбутньому.

Це не план для втілення до 2030 чи 2050 року, а щось на рівні сфери Дайсона: коли людство матиме інфраструктуру на рівні зоряної системи, інтерферометри між орбітами, і здатність керувати квантовими фотонними потоками.
Це не перша шалена ідея, які зараз обговорюються фантастами чи футуристами.

Історія науки має багато прикладів гіпотез, які спершу здавались неймовірними:

• Сфера Дайсона – ідея збирати всю енергію зорі, що сьогодні використовується в SETI, як визначна характеристика можливих існуючих позаземних цивілізацій.
• Космічні ліфти – сьогодні вивчаються серйозно, хоча ще не мають практичних матеріалів.
• Космічні зонди на світлових вітрилах, уже запускалися в навколоземний простір (і навіть існують ідеї міжзоряних подорожей – Breakthrough Starshot).
• LISA – майбутній інтерферометр довжиною в мільйони кілометрів для виявлення гравітаційних хвиль.
  
  Ще додам, що пряме спостереження екзопланет було фантастикою не так давно, але в 2022 телескоп Джеймс Вебб зміг це зробити.

Ретрооптична система Антонюка стоїть у тому ж ряду: як інтелектуальна рамка для цивілізації майбутнього.

Я не стверджую, що побачити динозаврів буде можливо, але припускаю, що фізика дозволяє уявити таку систему.
Хочу сподіватися, коли-небудь наші нащадки і справді збудують дзеркала часу.

Обговорити допис можна тут:
Bluesky
Twitter
Facebook