Всем любителям научной фантастики, особенно космической, и космооперы, известно, что для путешествий к звёздам нужен сверхсветовой двигатель, потому что скорость света — это очень медленно. Ну, или межзвёздные расстояния — это очень много, как посмотреть. А всем, кто знает физику, известно, что физика в части специальной и общей теорий относительности к перспективе движения быстрее света относится скептически, мягко говоря.
Однако учёные-физики — тоже люди, ничто человеческое, в том числе любовь к фантастике и мечты о путешествиях к звёздам им не чуждо. И рано или поздно должен был найтись физик, который задумался бы — как и до звёзд добраться, и законы физики не нарушить. И такой физик нашёлся в 1994 году. Звали его Мигель Алькубьерре и на момент, когда его осенила идея, он учился в докторантуре в Университете Уэльса в Кардиффе.
Что придумал Алькубьерре?
Вдохновлялся Алькубьерре варп-двигателем, или двигателем искривления пространства, из телесериала Star Trek. Искривляя пространство, корабли из сериала умеют летать быстрее света — как по прямой, так и по кривой. При этом они видят, куда летят, могут поворачивать и тормозить, когда захотят.
Поскольку Алькубьерре — физик, он прекрасно понимал, что двигаться быстрее света в связанной с кораблём системе отсчёта не получится никак — теория относительности запрещает. Однако, по идее Алькубьерре, корабль вовсе не обязан двигаться в своей системе отсчёта.
Пузырь Алькубьерре — эдакий Тянитолкай: сзади толкает отрицательная масса, спереди тянет положительная. А посередине — невесомостьПо выкладкам Алькубьерре, для сверхсветового движения необходимо создать две зоны искривленного пространства — спереди и сзади корабля. Спереди положительная масса, сзади отрицательная. Положительная масса тянет, отрицательная толкает.
Обратите внимание: Код близнецов. Немецкая фантастика об искусственном интеллекте, социальных рейтингах душ и животных в виртуальной реальности.
Причем тянет и толкает вовсе не сам корабль, а кусок пространства, в котором он находится.В результате корабль не испытывает ускорения, он вообще находится в невесомости, а пространство внутри «пузыря» между массами может двигаться вперёд чуть ли не с любой скоростью, ведь скорость передвижения кусков пространства теория относительности не ограничивает никак.
Так в чём же засада?
Однако те же расчёты Алькубьерре показали, что хотя его двигатель и не нарушает никаких законов физики, но практическая реализация такого принципа выглядит по меньшей мере проблематично.
Оказалось, что получившийся двигатель скорее напоминает не Star Trek, а Star Wars.То есть летать-то таким способом вполне можно, но при превышении скорости света возникают «небольшие» проблемы.
Корабль находится между двух горизонтов событий и теряет всякую связь с Вселенной за пределами «пузыря», становясь невидимым, но отнюдь не неосязаемым и может столкнуться с объектами в космосе.
Кроме того, летит строго по прямой, не может сам затормозить посередине полёта, не может свернуть и не может видеть, куда летит — впереди видно только голубое свечение горизонта событий положительной массы.
К тому же обнаружилось множество технических проблем, которые на тот момент казались непреодолимыми. Во-первых, на запуск двигателя требовалось, мягко говоря, довольно-таки много энергия — больше, чем можно получить при аннигиляции всей видимой Вселенной.
Во-вторых, непонятно, как остановить двигатель Алькубьерре, даже если его удастся запустить. Ведь корабль, повторим, находится между двух горизонтов событий и причинно не связан ни с пузырем пространства, ни с внешним миром. Остановить его можно только из внешнего мира. Например, если корабль попадёт в сферу тяготения какой-нибудь звезды, половинки пузыря пойдут вразнос и он лопнет сам. Что при этом станет с кораблём, неизвестно.
Именно из-за этих проблем сам Алькубьерре отказался разрабатывать идею далее, сочтя её абсолютно непрактичной.
Так что же, ничего не выйдет?
По последним подсчётам, чтобы запустить это к звёздам, достаточно всего мирового электричества всего за 1000 летОднако другие учёные — Натарио, Кливер, Обоуси, Уайт и ещё целый ряд физиков безнадёжной идею вовсе не сочли. По их выкладкам оказалось, что проблемы с огромной энергией для запуска можно избежать, она сильно зависит от геометрии пузыря. Последние расчёты показывают, что для запуска наиболее оптимизированного варп-двигателя нужна энергия, эквивалентная 100—200 кг массы. Это тоже очень и очень изрядно — для сравнения, всё мировое производство электроэнергии — эквивалент примерно 100 г массы, но всё же не вся Вселенная.
Экзотическую материю с отрицательной массой учёные пока не получили, но уже известен ряд подобных ей состояний материи со схожими свойствами — вакуум Казимира или особым образом обработанный бозе-эйнштейновский конденсат рубидия.
Нерешенной пока остаётся единственная проблема — как всё это остановить, не распылив корабль на атомы. Впрочем, учитывая, что не факт, что это произойдёт при простом прибытии к месту назначения, эту проблему можно отложить до её поступления.
Что в итоге?
В 2018 году студент университета Алабамы Джозеф Агнью опубликовал довольно оптимистичную научную работу, в которой он подводил итоги исследованиям варп-двигателя за последние десятилетия.
В целом особых препятствий к реализации такого проекта он не обнаружил, даже наоборот — обнаружение гравитационных волн показало, что пространству-времени присущи рябь и возмущение, так что двигатель вполне возможен.
Совсем недавно немецкий ученый Эрик Ленц опубликовал работу в серьезном рецензируемом журнале, в которой говорилось о возможности использования обычной энергии для создания особого класса так называемых солитонов — волн, способных обеспечить деформацию пространства-времени, не прибегая к отрицательной энергии.
Но при этом затраты энергии на перелет по первым прикидкам снова становятся огромными — эквивалент массы, на полста порядков больше массы Юпитера. Но ученый не исключает возможности её уменьшения в перспективе до килограммов или даже граммов. Так что остаёмся оптимистами, на звёздах крест не ставим.
Автор статьи: Любопытный дилетант
#космос #космические корабли #космическая фантастика #наука #астрономия
Больше интересных статей здесь: Фантастика.
Источник статьи: Как обогнать свет. Возможен ли сверхсветовой двигатель в реальности.