В поисках технологии для движения быстрее света - Naked ScienceNaked Science
23.11.2018, 16:58
13 минут
Naked Science
126

В поисках технологии для движения быстрее света

Межзвездные путешествия продолжают будоражить умы общественности. Варп-двигатели уже давно активно упоминаются в поп-культуре — как в литературе, так и в кино. Но удастся ли человечеству создать технологию, которая сможет манипулировать пространством-временем, обеспечивая передвижение быстрее света?

1_mehzusnmldyxgrs3ua3tfg1

Мы постоянно встречаем это в научной фантастике: корабли с варп-двигателями позволяют персонажам рассказа, романа, фильма или телесериала исследовать новые планеты и даже галактики. Эти аппараты могли бы даже летать быстрее скорости света, пусть и Общая теория относительности учит нас, что никто не может двигаться быстрее света. Не так ли? В конце концов, у света нет массы, значит, он может перемещаться со скоростью 299 792 458 метров в секунду.

 

Все это верно. Ничто не может превысить вселенский скоростной предел. Однако, возможно, у нас все еще есть возможность построить варп-двигатель, не нарушив при этом никаких физических законов.

 

В 1994 году физик-теоретик Мигель Алькубьерре из Мексики написал статью, в которой представил математические выкладки и научную базу для создания настоящего варп-двигателя, который бы не противоречил Общей теории относительности. Он заинтересовался этим способом межзвездных путешествий после того, как увидел его в действии — при преодолении гигантских расстояний в научно-фантастических произведениях.

 

Космический аппарат с варп-двигателем в представлении художника / © NASA

 

 

Работа Алькубьерре была обнадеживающей и впечатляющей, но в ней было и немало дыр. В оригинальной работе он теоретизировал, что для обеспечения такого корабля достаточной мощностью понадобилось бы больше отрицательной энергии, чем вообще есть во Вселенной, а именно благодаря ей расширяется пространство. Проблема заключается в том, что отрицательная энергия неуловима, даже многие физики сомневаются в ее существовании, не говоря уже о том, что нам удастся произвести огромные ее объемы.

 

Наших наблюдений того, что могло бы оказаться отрицательной энергией, мягко говоря, недостаточно. Предположительно, то, что мы считаем пустым пространством, отнюдь не пустое — у него есть плотность энергии, которую также называют нулевой. Согласно квантовой механике пустое пространство наполнено появляющимися и исчезающими частицами энергии. Если нам удастся остановить их появление, мы получим отрицательную энергию.

 

Визуализация варп-поля согласно двигателю Алькубьерре / © AllenMcC

 

Ученые пытались создать ее в лаборатории, сдавливая две металлические пластины (которые были настолько плоскими, что были идеально гладкими почти на атомном уровне) на расстояние, гораздо меньшее толщины человеческого волоса. Остававшееся пространство было настолько маленьким, что в нем не могли существовать частицы, из-за чего сила вокруг пластин увеличивалась и проявляла свойства отрицательной энергии. Конечно, этих наблюдений недостаточно — это всего лишь небольшой опыт, результаты которого далеки от того, чтобы делать окончательные выводы.

 

Если нам в будущем все-таки удастся выяснить, как получить больше отрицательной энергии, возможно, ее не понадобится столько, сколько предполагал Алькубьерре. Последние уточнения его работы, проведенные учеными NASA, значительно уменьшили количество энергии, которое понадобилось бы варп-двигателю, при помощи колебания частей аппарата на высоких частотах. Это упростило бы его движение через пространство-время и уменьшило объемы необходимой энергии. Современные теории о том, сколько отрицательной энергии может понадобиться для работы варп-двигателя, варьируются от 65 экcаджоулей до энергии нескольких отрицательных и позитивных солнечных масс. 65 эксаджоулей — примерно то, сколько энергии используют США за год. Это все еще много, но вполне реально. Если нам удастся использовать темную энергию, то понадобится не более массы Юпитера. Единственная проблема — мы толком не понимаем, что такое темная энергия и как она работает. И она в итоге может оказаться экзотическим материалом, необходимым для работы варп-двигателя.

 

Для сравнения: для межзвездных путешествий на традиционных ракетах не только понадобятся сотни тысяч лет, но и топливный резервуар больше Вселенной. И это не говоря о том, что еще необходимо найти материал, который сможет выдержать столь длительное путешествие.

 

В некоторых моделях — например, в концепции Гарольда Уайта — космический аппарат на варп-двигателе может двигаться в 10 раз быстрее света. На такой скорости мы смогли бы добраться до ближайшей экзопланеты — альфы Центавра B b — всего за шесть месяцев, несмотря на то, что она находится более чем в четырех световых годах от Земли. Самые быстрые современные аппараты могут достигать скорости чуть выше 32 тысяч километров в час: путешествие до альфы Центавра B b на такой скорости займет 142 тысячи лет. Тридцать две тысячи километров в час — это около 0,003% скорости света.

 

Концепт межзвездного космического корабля NASA с варп-двигателем IXS Enterprise / © NASA/Mark Rademaker

 

Путешествие на такой скорости позволило бы человечеству преодолеть космологический горизонт и исследовать не только свою Вселенную, но и Мультивселенную. Теоретически у скорости варп-двигателя есть предел, но даже эти теоретические пределы дали бы нам возможность перемещаться в новые галактики за долю доли секунды. В качестве преимущества корабль смог бы ускоряться и замедляться, а пассажиры бы не испытывали замедления времени. Проще говоря, удалось бы избежать ситуации, когда вы прибыли в пункт назначения и обнаружили, что настолько далеко переместились вперед во времени, что все на Земле, кого вы знали, уже давно мертвы.

 

Помимо источников энергии, проблемой также считаются частицы, ускоренные во время путешествия, которые ненароком могут быть запущены при торможении и уничтожать целые миры. Более того, есть вероятность, что замедлиться, как только вы начнете движение, будет уже невозможно, а экипаж может погибнуть по целому ряду причин. И все же математические выкладки и экспериментальные данные показывают, что у варп-двигателей может быть шанс.

 

Если нам действительно удастся создать эту технологию, пройдет еще ни один век, пока мы научимся ее применять. Подобно червоточинам, возможности, которые могут предоставить варп-двигатели, невероятны, но добиться их реализации будет нелегко.

16 октября
5 минут
Сергей Васильев

Аномальное вращение газа в активном центре далекой галактики подсказывает решение загадки раннего рождения сверхмассивных черных дыр.

15 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Авиастроительная компания Bell Helicopter показала макет разведывательно-ударного вертолета Bell 360 Invictus, ранее привлекшего большое внимание СМИ.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

Вчера, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

Вчера, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментарий
Елькин Владимир
10 месяц назад
-
0
+
В данном случае речь не идет о каком то реальном двигателе, ни сейчас и никогда.Научитесь сначала летать со скоростью,хотя бы, километров 200 в секунду . Человечество навряд ли когда нибудь преодолеет рубеж в 10000 км/сек. Вот как объяснить людям ,что перемещение, корабля в несколько сотен тонн на огромное расстояние потребует еще более огромного количества энергии.
    Океан Тайги
    7 месяц назад
    -
    0
    +
    Чтобы вам понять какой вы глупец, вам сперва надо ответить на вопрос о том, на что ИМЕННО такому кораблю будет нужно огромное количество энергии ? Ведь, в отсутствии сколь-либо значимого трения поддержание скорости также НЕ требует значительного количества энергии. Главным образом, энергия нужна нам на разгон ! Именно поэтому, когда в Советское время еще строили планы межзвездных перелетов на будущую перспективу, то рассматривали двигатели и на фотонной тяге и на солнечном ветре. Хотя, казалось бы - так ли уж велика сила света по сравнению с силами атома ?
Selenit Lunatik
10 месяц назад
-
0
+
Все это конечно интересно , правильно НО сначала люди изготовят по этому принципу какую-нибудь бомбу или еще какое нибудь оружие.
Ванечка
10 месяц назад
-
0
+
Почитайте на досуге :)
ulogin_facebook_1361564043943118
10 месяц назад
-
0
+
Через 23 года будет создан Универсальный Генератор Волновых Колебаний (УГВК). Принцип работы УГВК заключается в том, чтобы сгенерировать и передать волновую информацию объекта разных уровней из одной точки пространства в другую. Таким образом, происходит подтверждение эффекта суперпозиции в квантовой механике, по которой нахождение предмета предполагается сразу везде, и только после определения его свойств, в пространстве он материализуется. Уровни передачи информации могут быть разные, от передачи звука и изображения – до передачи самого объекта. Таким же образом может передаваться энергия, собственно, передаётся волновая информация высшего уровня, чтобы получить энергию. УГВК возможны, как для домашнего применения, так и для промышленного применения, вплоть до перемещения в межзвёздном пространстве. Вероятно, возможно корректировать передаваемый объект, в процессе передачи. Например, можно будет при телепортации человека провести его омоложение или корректировку здоровья. Причем, при материализации они возникали в нужной точке пространства, а не только в пределах материализатора.
    Василий Вьюнников
    8 месяц назад
    -
    0
    +
    Нет наоборот хотел поблагодарить очень интересно вот бы мне такие знания!
      ulogin_facebook_1361564043943118
      8 месяц назад
      -
      0
      +
      Знания, которые я продвигаю в сети, известны каждому человеку с момента его рождения. Мы рождаемся с этими знаниями потому, что мы часть ВРЭС и находимся внутри её. Другое дело, что в силу различных причин мы не можем их озвучить по разным причинам. А уж, как их интерпретировать и понимать - это дело людей, которые так или иначе к ним подготовлены и пытаются их осознать.
ulogin_facebook_1999378157048767
10 месяц назад
-
0
+
".. Сжатие пространства-времени перед космическим аппаратом будет тянуть его, а расширение позади него будет продолжать это движение вперед.." На мой взгляд, движение должно происходить ровно наоборот: расширение пространства перед космолётом будет тянуть его вперёд, а сжатие позади - подталкивать. Впрочем, теория настолько абстрактна, что её реализация не представляется возможной. Годится только для того, чтобы потешить воображение.
Александр Петров 1
10 месяц назад
-
0
+
Опечатка, для начала: "у света нет массы, значит, он может перемещаться со скоростью 299 792 458 метров в секунду." Не "метров", а КИЛО метров в секунду.
    Naked Science
    10 месяц назад
    -
    0
    +
    Все верно написано.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.