Наса варп двигатель: Новая волна в исследованиях варп-двигателя. Решение Ленца и что из него следует / Хабр

Новая волна в исследованиях варп-двигателя. Решение Ленца и что из него следует / Хабр

Варп-двигатель — одна из тех концепций, которые кажутся преждевременно проникшими из фантастики в науку, притягательных и недостижимых. Как известно, варп-двигатель был «изобретен» во вселенной «Стар Трек» и представляет собой устройство, позволяющее космическому кораблю мгновенно перемещаться в пространстве из точки A в точку B, не совершая многолетних и многовековых перелетов на субсветовых скоростях. Этот двигатель работает на антивеществе и кристаллах дилития, поэтому, в сущности, авторы могли нарисовать его сколь угодно мощным, компактным и красивым, не ограничивая собственную фантазию. Для полноты картины приведу здесь его схему, взятую с сайта startreker.su.

При всей фантастичности подобного проекта, в нем есть более чем внушительное рациональное зерно. Действительно, согласно теории относительности Эйнштейна, ничто в пространстве не может двигаться быстрее света, но при этом никак не ограничивается скорость движения самого пространственно-временного континуума. Именно такая лазейка позволила молодому мексиканскому физику Мигелю Алькубьерре (род. 1964) сформулировать концепцию пузыря Алькубьерре, а вслед за ним – и смоделировать аналог варп-двигателя, получивший известность под названием «двигатель Алькубьерре».   

Двигатель Алькубьерре. Краткая история

В 1994 году в престижном научном журнале «General Relativity and Quantum Cosmology» вышла статья Мигеля Алькубьерре «The warp drive: hyper-fast travel within general relativity» (Варп-двигатель: гипербыстрые перемещения в рамках общей теории относительности). В этой статье Алькубьерре предлагал инженерный проект, более реалистичный, чем гиперпространственные прыжки через червоточины. Червоточина (кротовая нора) – это своеобразный туннель между сильно удаленными областями пространства или разными вселенными. Впервые подобная идея была предложена в 1935 году под названием «Мост Эйнштейна-Розена». Даже без учета того, что ни одна кротовая нора до сих пор не обнаружена, в данном контексте важны две ее черты:

Червоточина служит мостом в неизвестность, то есть, невозможно заранее рассчитать, в какую точку мы попадем, пройдя через нее.

Релятивистские червоточины фактически непроходимы, так как должны схлопываться при попадании в них космического корабля, который в таком случае будет раздавлен сингулярностью.  

Стабильная (проходимая) червоточина может существовать лишь при условии, что она будет заполнена веществом с отрицательной массой, которая, соответственно, обладает отрицательной энергией. Червоточины — отдельная большая тема, подробно раскрытая на Хабре, а также популяризованная знаменитым физиком Кипом Торном в фильме «Интерстеллар» и книге «Интерстеллар. Наука за кадром». Алькубьерре формулирует суть своей статьи так:

«Здесь показано, как в рамках общей теории относительности и без привлечения червоточин можно изменять пространство-время таким образом, что космический корабль сможет перемещаться в нем с произвольно большой скоростью. Речь идет о чисто локальном расширении пространства-времени за космическим кораблем и о таком же сжатии пространства-времени перед кораблем. В таком случае возможно перемещение, которое будет происходить со сверхсветовой скоростью с точки зрения наблюдателя, находящегося за пределами области описанных возмущений. Результирующее искажение пространства напоминает эффект «варп-двигателя», описанного в научной фантастике. Однако, как и в случае с червоточинами, для генерации таких искажений пространства-времени, которые обсуждаются здесь, потребуется экзотическая материя».

Прежде, чем перейти к обзору конструкции двигателя Алькубьерре, оговоримся, что мгновенное расширение пространства, несопоставимо более быстрое, чем скорость света – ключевой компонент теории инфляционного расширения Вселенной. Инфляционную теорию впервые предложил в 1980 году советский ученый Алексей Михайлович Старобинский (род. 1948), а вслед за ним, в 1981 году — американский космолог Алан Гут (род. 1947), также пришедший к ней независимо. Суть инфляции заключается в мгновенном расширении Вселенной от 10^-33 см практически до современных, почти сразу после Большого Взрыва.  Эпоха инфляции продлилась с 10^-35 до 10^-32 секунд после возникновения Вселенной, но здесь важно отметить, что ей предшествовали еще две космологически принципиальные эпохи: с 0 до 10^-43 секунды продолжалась планковская эпоха, по окончании которой гравитация отделилась от остальных фундаментальных взаимодействий, а с 10^-43 до 10^-35 секунды продолжалась эпоха великого объединения (ЭВО), в течение которой во Вселенной наряду с квантовыми законами начали действовать законы теории относительности. Таким образом, инфляционное расширение Вселенной произошло после того, как в ней включилась теория относительности, и согласуется с релятивистскими законами. Это дополнительно свидетельствует в пользу физической возможности как червоточин, так и двигателя Алькубьерре, к рассмотрению которого мы сейчас вернемся. Тема Мультивселенной, основанная на инфляционной теории и разработанная великим советско-американским физиком Андреем Дмитриевичем Линде (род. 1948), заслуживает отдельного рассмотрения. Периодизация первых эпох в развитии Вселенной подробно изложена в книге нобелевского лауреата Стивена Вайнберга (род. 1933) «Первые три минуты».  

Итак, варп-двигатель модели Алькубьерре воздействует не на космический корабль, а на окружающее пространство, искривляя его:

В центре иллюстрации показан пузырь Алькубьерре, в рамках которого действует релятивистская физика Эйнштейна, и скорость света локально ни разу не превышается. Зато в «кильватере» такого корабля пространство расправляется, а в направлении движения – сжимается. Итак, никакого дилития, никакого антивещества, никакого локального превышения скорости света в пространстве.

NASA со всей серьезностью отнеслось к теоретической проработке и экспериментальной проверке принципов, намеченных Алькубьерре. В 2011 году на конференции в Орландо был представлен доклад о метрике Алькубьерре, то есть, о форме пространства-времени, возникающей при движении пузыря Алькубьерре. В этом докладе содержится относительно современное представление о порядке работы двигателя Алькубьерре, и эта работа выглядит так:

•  Космический корабль отправляется от Земли на традиционной реактивной тяге и преодолевает расстояние d, после чего останавливается относительно Земли.

• Включается поле Алькубьерре, и корабль отправляется в межзвездное путешествие, ни разу локально не превышая скорость света, но преодолевая расстояние D за произвольно краткий период времени.

• Поле выключается в промежуточной точке на расстоянии d от цели, и корабль завершает рейс обычным способом.

• Такой метод позволит попасть в систему Альфы Центавра за несколько недель или месяцев, а не за десятилетия или века, как по часам наблюдателя, находящегося на Земле, так и по часам, установленным на самом космическом корабле.  

Таким образом, 10 лет назад создание двигателя Алькубьерре уперлось в фундаментальную проблему: он был непредставим без отрицательной энергии, которой должно обладать вещество с отрицательной массой, а такого вещества во Вселенной не наблюдается. На основе конденсата Бозе-Эйнштейна в лаборатории было получено вещество, проявляющее некоторые свойства отрицательной массы — произошло это в 2017 году, но на этом пришлось поставить жирную точку с запятой.

Эрик Ленц и солитоны

Удивительное решение для гиперпространственных прыжков, не требующее привлечения отрицательной массы, предложил в 2020 году Эрик Ленц из Гёттингенского университета. В статье, вышедшей в 2021 году, он предлагает использовать солитоны – одиночные волны, перемещающиеся на (потенциально неограниченно) большие расстояния, не меняя при этом формы и не разглаживаясь.

Солитон, также именуемый в научно-популярной литературе «уединенной волной», возникает в самых разных средах, располагающих к образованию волн. Солитон был открыт шотландским физиком Джоном Скоттом Расселом в 1834 году. В тот период Рассел изучал возможности использования паровой тяги в шотландских каналах, а на момент описываемых событий тяга была еще лошадиная. И вот что он заметил (цитируется по «Науке и жизни»):

«Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, когда баржа неожиданно остановилась. Но масса воды, которую баржа привела в движение, собралась около носа судна в состоянии бешеного движения, затем неожиданно оставила его позади, катясь вперед с огромной скоростью и принимая форму большого одиночного возвышения — округлого, гладкого и четко выраженного водяного холма. Он продолжал свой путь вдоль канала, нисколько не меняя своей формы и не снижая скорости. Я последовал за ним верхом, и когда нагнал его, он по-прежнему катился вперед со скоростью примерно 8-9 миль в час, сохранив свой первоначальный профиль возвышения длиной около тридцати футов и высотой от фута до полутора футов. Его высота постепенно уменьшалась, и после одной или двух миль погони я потерял его в изгибах канала».

Долгое время наблюдение Рассела не воспринимали всерьез – «померещилось». Но уже после его смерти (в 1895 году, тогда как Рассел умер в 1882), Дидерик Кортевег и Густав де Фриз показали, что стабильные одиночные волны действительно могут существовать в самых разных средах и подчиняются уравнению, обнаруженному Жозефом Буссинеском еще в 1877 году, но не применительно к солитонам. Впоследствии выяснилось, что ключевое свойство солитона – сохранение неизменной формы и скорости при распространении.  

Примерами солитона являются, в частности, цунами и нервный импульс. Признаки солитона обнаружены даже в паттернах образования кровеносных сосудов при развитии раковой опухоли. Долгое время, однако, сохранялись сомнения в том, могут ли солитоны образовываться в вакууме. Утвердительный ответ на этот вопрос был получен в 2002 году, когда спутник Европейского Космического Агентства обнаружил в районе магнитопаузы солитон шириной около 6 км, двигавшийся к внешней границе Солнечной системы со скоростью примерно 9 км/c.

Эрик Ленц изобразил в своей статье различные варианты солитона с силуэтами космических кораблей, захваченных подобной волной:

Но у фанатов «Стар-Трека» получилось более наглядно:

Статья Ленца, ссылка на которую оставлена в начале этого раздела, содержит много формул и сводится к обоснованию того, что при применении солитона вместо варп-пузыря в качестве носителя звездолета можно обойтись только известной материей, имеющей положительную массу. В качестве материи, в которой предполагается возбудить такой солитон, Ленц предлагает использовать магнитоактивную релятивистскую плазму, подчиняющуюся уравнениям Максвелла и Эйнштейна. Вот как он описывает работу над солитонами в разделе «Научные интересы» на своем персональном сайте:

Гипербыстрые (сверхсветовые) солитоны, укладывающиеся в современные теории гравитации, активно обсуждаются на протяжении последних трех десятилетий. Одно из наиболее видных критических замечаний по поводу компактных механизмов, которые бы обеспечивали сверхсветовое движение, не противоречащее общей теории относительности, заключается в следующем: геометрия такого решения в основном зависит от отрицательной энергии, а никаких макроскопических источников отрицательной энергии в физике частиц не известно. Недавно мне удалось опровергнуть это убеждение, предложив новый класс гипербыстрых солитоновых решений, строящихся исключительно на положительной энергии и, следовательно, не требующих источников экзотической материи. Это удалось сделать путем рассмотрения гиперболических отношений между компонентами вектора сдвига пространственно-временной метрики. Кроме того, такие солитоны можно генерировать из классической электронной плазмы, полностью описываемой в рамках известной физики.

Еще одно достижение Ленца заключается в том, что оно позволяет практически полностью нивелировать приливные силы, которые могли бы разорвать космический корабль. При этом масса, которую необходимо преобразовать в энергию для создания сверхсветового солитона, до сих пор остается вне наших технических возможностей и составляет несколько масс Юпитера. Тем не менее, решения Ленца являются очевидным шагом вперед, демонстрирующим, что варп-двигатель может работать в полном согласии с известной физикой.

При этом до сих пор непонятно, сможет ли экипаж выжить после такого путешествия на солитоне, а также каким образом остановить солитон в нужной точке и приступить к торможению. Во Вселенной «Стар Трека» на конечной станции маршрута предполагается ставить специальное оборудование, которое рассеет приближающийся солитон, но непонятно, как остановить волну в диком космосе без наличия какого-либо космопорта.

Итак, по состоянию на март 2021 года известны математические (но не физические) решения, которые позволяют согласовать сверхсветовые путешествия с общей теорией относительности. Более того, в феврале 2021 году вышла еще одна статья от Алексея Бобрика и Джанни Мартире, работающих в Лаборатории Реактивного Движения NASA (Advanced Propulsion Laboratory), в которой представлена полноценная классификация варп-двигателей.  Подробный ее разбор с удовольствием уступаю читателям, готовым еще немного пофантазировать, а здесь процитирую лишь ремарку авторов, тон которой кажется мне скептическим и оптимистическим одновременно:

«Варп-двигатели оказываются гораздо более простыми и менее таинственными объектами, чем может показаться по изучению популярных источников, посвященных работе Алькубьерре. Варп-двигатель – это инерционно движущаяся оболочка, внутри которой заключен «пассажирский» регион с плоской метрикой. Источником движения для варп-двигателя может служить как положительная, так и отрицательная энергия. Ключевая черта, отличающая корабли с варп-двигателем от тривиальной оболочки, движущейся по инерции – это колоссальный объем энергии, нужной для искривления окружающего пространства и модификацию пространства-времени внутри затронутой области».   

ученые создали первый пузырь Алькубьерре — GetMatch.ru на vc.ru

Еще одна технология из Star Trek оказалась больше наукой, чем фантастикой. Ученые под финансированием DARPA создали так называемую «warp bubble» — область пространства, способную расширяться или уменьшаться быстрее скорости света. Об этом сообщает бывший специалист НАСА по варп-двигателям Гарольд Уайт.

11 281
просмотров

Это первый настоящий «пузырь варп-движения», созданный в лаборатории. Который, как минимум, подтверждает, что такое возможно. И, по словам Уайта, устанавливает новую перспективу для тех, кто захочет создать первый космический корабль, способный к деформации.

Уайт говорит:

Чтобы быть ясным, наше открытие — не аналог варп-пузыря, это настоящий, хотя и скромный и крошечный, варп-пузырь. Поэтому это так важно.

Теоретические двигатели быстрее скорости света

Доктор Гарольд «Сонни» Уайт

В 1994 году мексиканский математик Мигель Алькубьерре предложил первое математически правильное уравнение для варп-двигателя. Вдохновленный перелетами в Star Trek, он в общих чертах обрисовал двигательную установку космического корабля, которая может перемещаться по космосу быстрее скорости света без нарушения законов физики.

Это решение хвалили за элегантную математику, но одновременно высмеивали за использование «науки из сериала» и траты многих лет работы впустую над решением, которое казалось невозможным на практике.

Десять лет спустя теория Алькубьерре претерпела серьезные изменения, когда доктор Уайт, работавший тогда в НАСА, переработал исходную метрику Алькубьерре и привел ее в каноническую форму. Это изменение в дизайне двигателя резко сократило требования к экзотическим материалам и снизило необходимые затраты энергии. Тогда исследователи и поклонники научной фантастики получили проблеск надежды на то, что реальный варп-двигатель может однажды стать реальностью. Работа Уайта также привела к неофициальному переименованию первоначального теоретического проекта: теперь концепцию чаще называют «Варп-двигатель Алькубьерре/Уайта».

С тех пор многие физики и инженеры предпринимали попытки разработать жизнеспособный варп-двигатель, включая целую группу международных исследователей, работающих над двигателем варпа, не требующего никакой странной материи. Однако, как и Алькубьерре и Уайт до них, их концепции до сих пор оставались полностью теоретическими. Но теперь, похоже, ситуация изменилась.

Время — всё. Особенно на скорости света

Часто говорят, что время решает все. Поэтому неудивительно, что когда доктор Уайт начал свое последнее исследование, финансируемое DARPA, он и не думал о создании варп-пузыря. Ученые занимались исследованием геометрии пустот Казимира (наноскопической структуры, возникающей в результате эффекта, заставляющего две металлические пластины притягиваться в вакууме).

Не вдаваясь глубоко в сложную физику, лежащую в основе пустот Казимира и странных квантовых сил, наблюдаемых в этих структурах, достаточно сказать, что они никоим образом не связаны с механикой варп-двигателя. По крайней мере, так думали раньше. Но, по словам Уайта, они с его командой в LSI очень увлечены этой работой, а по мнению DARPA она имеет ряд возможных применений, выходящих далеко за рамки даже текущей находки.

Первый варп-пузырь

В итоге один из немногих ученых с интересом к варп-пузырям и пониманием уравнений Алькубьерре оказался в нужное время и в нужном месте. И заметил поразительное сходство между его текущим проектом и теоретическим микроскопическим двигателем, способным перемещаться быстрее скорости света.

Проверка учеными и подтверждение пузыря Алькубьерре

Фактические результаты, опубликованные после проверки в European Physical Journal, говорят:

При проведении анализа, связанного с проектом, финансируемым DARPA, по оценке возможной структуры плотности энергии, присутствующей в полости Казимира, как это предсказано динамической моделью вакуума, была обнаружена наноразмерная структура, которая предсказывает распределение плотности отрицательной энергии, которое близко соответствует требованиям метрики Алькубьерре.

Или, проще говоря, как говорит Уайт, «Насколько мне известно, это первая статья в рецензируемой литературе, которая говорит о реальной наноструктуре, которая, по прогнозам, будет являться настоящим, хотя и скромным, пузырем деформации».

Это случайное открытие, по словам Уайта, не только подтверждает предсказанную «тороидальную» структуру варп-пузыря и наличие в нем отрицательной энергии, но также дает потенциальный путь другим исследователям, пытающимся спроектировать, а в один прекрасный день и построить настоящий космический корабль, способный на перемещение путем искажения пространства-времени вокруг себя.

«Эта потенциальная структура будет генерировать отрицательное распределение плотности энергии вакуума, которое очень похоже на то, что требуется для деформации пространства Алькубьерре».

Путь вперед

Чтобы оценить возможные перспективы, Уайт и его команда разработали проект тестируемого наномасштабного «корабля с варп-двигателем». Во время его презентации AIAA (крупнейшему в мире аэрокосмическому техническому сообществу) он объяснил:

Мы проанализировали игрушечную модель двигателя, состоящую из сферы диаметром 1 микрон, расположенной в центре цилиндра диаметром 4 микрона. Она показала трехмерную плотность энергии Казимира, которая хорошо коррелирует с требованиями метрик Алькубьерре.Эта качественная корреляция предполагает, что мы можем проводить эксперименты в масштабе наночипа, чтобы попытаться измерить крошечные сигнатуры. Но пока что мы видим наглядную иллюстрацию реального, хотя и очень скромного по размерам, варп-пузыря деформации.

Уайт развил эту идею в электронном письме в The Debrief:

Мы уже можем предложить сообществу структуру, которая генерирует отрицательное распределение плотности энергии вакуума, очень похожее на то, что требуется для деформации космоса Алькубьерре.

Уайт говорит, что такие мини-двигатели уже можно производить — если использовать 3D-принтер GT, печатающий в нанометровом масштабе. Но в настоящее время ученые продолжают заниматься тем, на что получили финансирование — исследовании свойств полостей Казимира. А постройкой кораблей и масштабированием двигателей для них могут заняться все остальные.

Предложение для следующего эксперимента

Уайт и его команда даже предлагают путь для дальнейших исследований. По их словам, стоит построить эксперимент, включающий несколько созданных пустотами Казимира варп-пузырей, стоящих друг за другом в виде цепочки. По их словам, такая конструкция позволит лучше понять физику структуры варп-пузыря, а также то, сможет ли корабль однажды пересечь реальное пространство внутри такого пузыря.

Уайт на конференции AIAA объяснил:

Мы могли бы провести исследование оптических свойств этих маленьких, наноразмерных пузырей деформации. Если объединить большое количество из них подряд, мы можем намного усилить эффект, чтобы можно было его увидеть и изучить.

Ползти, идти, бежать

Учитывая, что DARPA платит лаборатории LSI Eagleworks за исследование полостей Казимира, а не за случайное открытие пузыря искривления пространства-времени, независимо от его (потенциально) невероятных последствий Уайт и его команда не могут бросить свой текущий проект. Поэтому призывают других ученых попробовать реализовать варп-пузыри и протестировать их свойства. Поскольку DARPA принадлежит Министерству обороны США, публично обнародовать результаты проектов им сложно. Текущий прорыв был достигнут еще в начале лета, а говорить о нем в деталях стало можно только сейчас. И это при том, что исследование полостей Казимира официально не было засекреченным, что и позволило ученым в итоге выйти на публику.

Если DARPA профинансирует работу LSI над космическим кораблем с наноразмерным варп-двигателем, о таком проекте мы можем не услышать еще много лет.

В конце концов, особенно с учетом масштабов этого открытия и его потенциальных последствий, Уайт считает, что создание и испытание его мини-варп-корабля — это лишь вопрос времени. По его мнению, теперь наука будет медленно, но верно продвигаться к этой цели в виде космического корабля, способного к деформации.

Когда его спросили, как быстро протестированный наноразмерный «корабль» может быть масштабирован до чего-то, на чем действительно можно было бы летать в космос, Уайт предложил более реалистичный подход к этому исследованию:

Еще рано задавать вопросы о каких-то реальных летательных экспериментах. На мой взгляд, первый шаг — просто изучить основную науку в нано / микромасштабе. И постепенно пытаться переходить к чему-то более крупному. Сначала мы должны научиться ползать, потом — идти, и только потом — бежать.

• Перевод статьи научного журнала TheDebrief.
• Первая презентация варп-пузыря Уайтом на Propulsion Energy Forum доступна на ютубе. Тогда его находка еще не была проверена научным сообществом.

Автор оригинала: Christopher Plain

Хотите найти крутую работу? Подключайте телеграм-бот getmatch. Указываете желаемую зарплату, и он выдает вам лучшие вакансии от топовых компаний, и помогает пройти интервью. Для старта не нужно ни резюме, ни портфолио, настройка занимает меньше 30 секунд.

Warp Drive — возможен ли Warp Drive?

• Бывший физик-двигатель НАСА, по его словам, разрешил определенный парадокс в гипотетическом варп-двигателе.
• Привод Алькубьерре использует огромное количество энергии, чтобы создать что-то вроде складчатого карманного измерения.
• Эта технология крайне далека от , но размышления над ней, по мнению экспертов, могут привести к прорыву .

НАСА действительно работает над . . . варп-двигатель ? Внутренний технико-экономический отчет предполагает, что агентство может быть или, по крайней мере, что идея путешествия через свернутое пространство является частью меню межзвездных космических полетов НАСА.

Обязательно к прочтению

• Варп-двигатель теоретически возможен

Космическое агентство пока не строит двигатель, который может приблизиться к скорости света. В отчете передовой физик-двигатель Гарольд «Сонни» Уайт, доктор философии, ныне работающий в Limitless Space, разрешает главный парадокс в ведущей теоретической модели сверхсветового (более быстрого, чем скорость света) путешествия, известного как варп-двигатель Алькубьерре.

Разговорный термин «варп-двигатель» пришел из научной фантастики, наиболее известной из которых является Звездный путь. Сверхсветовой варп-двигатель Федерации работает за счет столкновения материи и антиматерии и преобразования энергии взрыва в движение. Шоу предполагает, что только эта необычайная сила толкает корабль на скорости, превышающей скорость света.

История по теме

• Как построить червоточину

Двигатель Алькубьерре, впервые предложенный физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре, соответствует общей теории относительности Эйнштейна для достижения сверхсветовых путешествий. Это немного похоже на классический трюк для вечеринки со скатертью и посудой: космический корабль садится на скатерть пространства-времени, двигатель тянет ткань вокруг него, и корабль располагается в новом месте относительно ткани.

Алькубьерре описывает пространство-время, расширяющееся с одной стороны корабля и сжимающееся с другой благодаря огромному количеству энергии и необходимому количеству экзотической материи — в данном случае отрицательной энергии. Теория Алькубьерре создает своего рода карман в пространстве-времени, где космический корабль может действовать вне физики. Он настаивает на том, что требование об экзотической материи не лишено правдоподобия в рамках квантовой механики.

Парадокс, сдерживающий Alcubierre, в дополнение к таким ограничениям, как отсутствие отрицательной плотности энергии, заключается в том, что направление космического корабля произвольно, когда используется двигатель — им невозможно управлять. Научная фантастика решила этот парадокс с помощью «стабильных червоточин», но НАСА не может доставить deus ex machina к Альфе Центавра.

НАСА

НАСА

В своем отчете Уайт предлагает другую парадигму. Вместо стационарного космического корабля, запускающего двигатель Алькубьерре из остановленного положения, Уайт объясняет: «В этой модифицированной концепции космический корабль отлетает от Земли, устанавливает начальную досветовую скорость, а затем инициирует поле. Повышение поля воздействует на начальную скорость как скалярный множитель, что приводит к гораздо более высокой кажущейся скорости». Корабль будет использовать плавный старт в качестве ориентира.

В 2011 году Уайт провел анализ чувствительности поля модели Алькубьерре, чтобы посмотреть, сможет ли он высвободить какие-либо новые идеи. Он обнаружил, что первоначальный двигатель Алькубьерре создает относительно слабое поле с отрицательной энергией вакуума на стороне корабля, проталкиваемой через складку пространства-времени. Создавая более надежное поле, говорит Уайт, «вы можете уменьшить нагрузку на пространство-время, так что количество энергии, необходимой для работы трюка, значительно уменьшится. Думайте о метрической тонне, а не о Юпитере».

Уайт предполагает, что испытательный полигон для варп-скорости может быть ближе к дому, чем ближайшие звезды. Если ученые смогут создать так называемую «отрицательную массу», необходимую для двигателя Алькубьерре, даже крошечный образец можно будет развернуть в атмосфере Земли. «Идея варп-двигателя может иметь некоторые плодотворные бытовые применения «подсветовой», что позволит ему созреть, прежде чем он станет настоящей межзвездной системой привода», — объясняет он.

Ранний пример мог значительно увеличить скорость и надежность доставки полезной нагрузки в космос. Уайт предполагает, что использование небольшого варп-двигателя «для начинающих» даст ученым что-то для повторения по мере развития технологии.

Прежде чем уйти…

• Могут ли эти кристаллы помочь нам путешествовать во времени?

Кэролайн Делберт

Кэролайн Делберт — писатель, заядлый читатель и пишущий редактор журнала Pop Mech. Она также энтузиаст практически всего. Ее любимые темы включают ядерную энергию, космологию, математику повседневных вещей и философию всего этого.

Ученые объявляют, что космический варп-двигатель теперь возможен: НАСА может применить его для исследования космоса

Луис Смит, Tech Times

05 марта 2021 г., 07:03

Пара исследователей из Applied Physics создала то, что они называют первой общей моделью варп-двигателя, моделью космического корабля, который может двигаться быстрее скорости света, фактически не нарушение законов физики. Варп-двигатель бросает вызов тому, что мы долгое время считали безумной концепцией путешествия на варп-скорости: для этого требуются экзотические отрицательные силы.

Технология варп-двигателя для использования в НАСА

PhysOrg сообщает, что ученые Алексей Бобрик и Джанни Мартире написали статью, описывающую свои идеи варп-двигателя, и опубликовали ее в журнале IOPs «Классическая и квантовая гравитация». Бобрик и Мартир начинают с концепции варп-двигателя Алькубьерре, концепции, разработанной Мигелем Алькубьерре в 1994 году.

Алькубьерре представил его как космический корабль, который может сжимать пространство-время перед транспортным средством и расширять его позади корабля. Но для такого корабля потребуется огромное количество отрицательной энергии, что невозможно для настоящего космического корабля.

Теоретически, варп-двигатель изгибает и изменяет форму пространства-времени, чтобы преувеличить разницу во времени и расстоянии, что при некоторых обстоятельствах может привести к тому, что путешественники будут двигаться в пространстве со скоростью, превышающей скорость света.

Читайте также:  Дебют твердотельных аккумуляторов Hitachi Zosen в Японии — ответ для космических кораблей с батарейным питанием?

Бобрик и Мартир вместо этого предполагают, что для искривления пространства-времени можно использовать мощную гравитационную силу. Хитрость заключается в том, чтобы найти способ сжать массу размером с планету до управляемого размера модуля космического корабля, чтобы использовать ее гравитацию. Из-за подразумеваемых трудностей варп-двигатель, созданный на основе модели исследователей, не может быть построен сегодня, но предполагается, что когда-нибудь это может быть возможно.

Popular Mechanics сообщает, что ученые десятилетиями изучали и теоретизировали космические путешествия со скоростью, превышающей скорость света. Одной из основных причин такого интереса является чистый прагматизм: без варп-двигателя космические путешествия человека, вероятно, никогда не доберутся до соседних звездных систем.

Космические технологии, вдохновленные «Звездным путем»

Чтобы лучше понять термин «варп-двигатель», некоторые могут быть знакомы с научно-фантастическим сериалом 60-х годов «Звездный путь», где экипажу нужно было куда-то быстро отправиться, капитан Кирк отдал свою знаменитую команду («Мистер, Сулу, Казнить»). Корабль быстро оттолкнул к другому удаленному пункту назначения. Физики высмеивали идею настоящего варп-двигателя, потому что он предполагает движение со скоростью, превышающей скорость света.0017

Однако, как следует из названия привода, такой двигатель не разгонял космический корабль быстрее скорости света; вместо этого он просто искажал пространство-время таким образом, чтобы можно было использовать ярлык.

Но у нового исследования есть обходной путь. Согласно исследованиям независимой исследовательской группы Applied Physics из Нью-Йорка, можно отказаться от вымысла об отрицательной энергии и при этом создать варп-двигатель, хотя и медленнее, чем в «Звездном пути», сообщает ScienceAlert.