Варп двигатель что такое: двигатель | это… Что такое Варп-двигатель?

двигатель | это… Что такое Варп-двигатель?

Варп-двигатель (англ.  Warp drive, двигатель искривления) — cобирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления из вымышленной вселенной Star Trek, позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет. Это становится возможным благодаря генерации специального поля искривления (варп-поля), которое окутывает судно и искажает пространственно-временной континуум космического пространства, перемещая его. Двигатель искривления не разгоняет физическое тело быстрее скорости света в обычном пространстве, но использует свойства пространства — времени для перемещения быстрее, нежели это происходит с плоской электромагнитной волной (свет) в вакууме.

В сериале Звёздный путь

Технология

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолета, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищенным от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остается неподвижным: перемещается само искаженное пространство, в котором он находится.

Использование варп-двигателей требует больших энергетических затрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет приводятся в действие благодаря реакции между материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ.  electro-plasma system, EPS) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, создают варп-поле. Разные цивилизации используют разные источники энергии, но в целом процесс происходит аналогично.

Варп-поле, Поле искривления (Warp field)

Поле искривления состоит из множества слоев. Эти слои формируют «субпространственное поле». Это очень походит на «мини-вселенную», которая отделена от нормального пространства. Из-за отличающихся законов в этой мини-вселенной, относительно нормального пространства, мини-вселенная может двигаться со сверх световой скоростью. Чем из большего количества слоев состоит поле искривления, тем более глубоко корабль погружается в субпространство, тем дальше он отделяется от нормального пространства и тем выше скорость. Чтобы достигать более высоких скоростей, необходимо увеличить число субпространственных слоев. Для создания и поддержания последующего слоя требуется все больше энергии. Теоретический предел, наложенный на работу двигателя искривления называется предел Юджина. Согласно которому, фактор деформации 10 никогда не может быть, так как при этом расход энергии, как впрочем и скорость, становились равны бесконечности. Полный оставшийся доступным скоростной диапазон сжат между Warp 9 (9 слоев) и Warp 10 (бесконечная скорость).

На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой геометрией, позволяющее двигаться с еще более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нем расположенным. На более новом классе звездолётов «Суверин» устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения геометрии.

Элементы системы

• Контейнер с антивеществом
• Катушка индуктивности антивещества
• Реле антивещества
• Патроны дилитиума
• Электро-плазма
• Механизм экстренной остановки реакции
• Основная магистраль охлаждающего устройства
• Магнитный трубопровод
• Магнитный блок
• Гондолы

Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идет Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшийся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих двигатели искривления, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.

• • Коллекторы Буссарда

Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления, и служащее для первичного сбора межзвездного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвездный газ.

• • Плазменный инжектор
  • Варп-катушка (катушка деформации)

Тороид, разделенный на несколько частей, который создает поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на Варп — скоростях.

• Аннулирующее ядро
• Предварительная магистраль охлаждения
• Катушка индуктивности
• Плазменный трубопровод
• Промежуточный охладитель плазмы
  • Смазочно-охлаждающая жидкость
• Регулятор плазмы
• Энергопередающий канал
• Сеть передачи энергии

Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолетов Федерации для питания всех источников потребления, за ее работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передается в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.

• Космическая матричная катушка восстановления
• Варп-плазменный трубопровод
• Ядро деформации
  • Реактор материи/антиматерии
  • Инжектор антиматерии
  • Плата кристаллов дилитиума
    • Кристалл дилитиума

Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.

• • • Механизм соединения кристаллов
  • Инжектор материи
  • Наборщик тета-матрицы

Разработка варп-двигателей

Каждая космическая цивилизация разработала варп-технологии самостоятельно и в разное время. Так Вулканцы имели варп-двигатели в третьем столетии по земному летоисчислению. В 2151 они преодолели скорость, равную семи варп-факторам. В том же году Клингоны смогли достичь шестой скорости. Следует заметить что сами клингоны не разработали варп-технологий — они были «позаимствованы» у хур’ков, когда-то захвативших родной мир клингонов КроноС (Хронос).

Объединенная Федерация Планет признала создание варп-двигателя важным этапом и фактором, характеризующим развитие какого-либо общества. Директивы Звёздного флота запрещают вступать в контакт с инопланетными расами до тех пор, пока те не войдут в эру варп-технологий.

Варп-технологии Федерации

Первый полет «Феникса»

На Земле варп-двигатель был создан ученым Зефрамом Кокрейном вскоре после окончания Третьей Мировой Войны. Несмотря на недостаток ресурсов, ему удалось переоборудовать для своих экспериментов космическую ракету «Титан V».

Первый испытательный полет варп-судна «Феникс» состоялся 5 апреля 2063 года и стал причиной «первого контакта» — встречи Землян и Вулканцев.

Однако дальнейшее развитие варп-технологий шло очень медленно (это во многом связанно с позицией Вулканцев, считающих человечество не готовым к освоению космоса) и только 80 лет спустя, в 2140-х, новый двигатель, созданный инженером Генри Арчером смог достичь варп-фактора 2. Вскоре сын Генри, Джонатан Арчер, преодолел 2-варп барьер, достигнув скорости варп 2.5.

К 2151 технология была развита настолько, что человечество стало готовым преодолеть барьер в 5 варп-факторов. Первым судном, оборудованным новым двигателем, стал звездолет «Энтерпрайз», который 9 февраля 2152 поставил новый рекорд скорости.

В 2161 была достигнута скорость 7 и новые двигатели начали устанавливаться на звездолеты.

В 2240-х годах скорость в 6 варп-факторов стала крейсерской (максимальная скорость на тот момент составляла варп 8).

Более высокие скорости были достигнуты только благодаря вмешательству других цивилизаций. Так в 2268 году Келвансы внесли изменения в конструкцию звездолета «Энтерпрайз», в результате чего тот смог добиться скорости варп 10^[1]. В том же году из-за саботажа Лосира звездолет «разогнался» до варп 14.1.

В то же время на звездолеты стали устанавливаться новые гондолы, сделавшие скорость варп 8 обыденной («Звёздный путь: Фильм»). В 2280-х была разработана технология «трансварп», которая должна была позволить двигаться с ещё большей скоростью, однако неудача испытаний новых двигателей вынудила инженеров отказаться от их практического применения.

Ко времени появления класса «Галактика» в 2360-х успехи инженеров позволили звездолетам двигаться со скоростью варп 9.6 в течение двенадцати часов.

Корабль Вояджер мог поддерживать крейсерскую скорость на уровне 9.975 по шкале ВАРП

В 2370 было обнаружено, что использование высоких варп-скоростей наносит существенный вред пространству и командование флота ввело ограничение на максимальную скорость в 5 варп-факторов. Однако уже через восемь месяцев было найдено решение проблемы и звездолёты с модернизированными двигателями вновь смогли использовать высокие скорости.

См. также

• Сверхсветовое движение
• E=mc²
• Импульсный двигатель

Примечания

1. ↑ Следует отметить, что до 24 века использовалась warp шкала Кокрейна, которая имела разметку более 10 warp факторов. Эта шкала в 24 веке была заменена на скорректированную шкалу TNG (не имеет отношения к названию сериала Star trek TNG), которая учитывала неоднородность областей пространства. Максимум этой шкалы равнялся 10 warp факторам.

Ссылки

• Варп-двигатель в вики Memory-Alpha  (англ.)
• статья о Варп-двигателях на сайте НАСА (англ.)
• Статья о теоретической возможности создания Варп-двигателя на сайте membrana.ru  (рус.)

двигатель | это… Что такое Варп-двигатель?

Варп-двигатель (англ.  Warp drive, двигатель искривления) — cобирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления из вымышленной вселенной Star Trek, позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет. Это становится возможным благодаря генерации специального поля искривления (варп-поля), которое окутывает судно и искажает пространственно-временной континуум космического пространства, перемещая его. Двигатель искривления не разгоняет физическое тело быстрее скорости света в обычном пространстве, но использует свойства пространства — времени для перемещения быстрее, нежели это происходит с плоской электромагнитной волной (свет) в вакууме.

В сериале Звёздный путь

Технология

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолета, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищенным от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остается неподвижным: перемещается само искаженное пространство, в котором он находится.

Использование варп-двигателей требует больших энергетических затрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет приводятся в действие благодаря реакции между материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ.  electro-plasma system, EPS) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, создают варп-поле. Разные цивилизации используют разные источники энергии, но в целом процесс происходит аналогично.

Варп-поле, Поле искривления (Warp field)

Поле искривления состоит из множества слоев. Эти слои формируют «субпространственное поле». Это очень походит на «мини-вселенную», которая отделена от нормального пространства. Из-за отличающихся законов в этой мини-вселенной, относительно нормального пространства, мини-вселенная может двигаться со сверх световой скоростью. Чем из большего количества слоев состоит поле искривления, тем более глубоко корабль погружается в субпространство, тем дальше он отделяется от нормального пространства и тем выше скорость. Чтобы достигать более высоких скоростей, необходимо увеличить число субпространственных слоев. Для создания и поддержания последующего слоя требуется все больше энергии. Теоретический предел, наложенный на работу двигателя искривления называется предел Юджина. Согласно которому, фактор деформации 10 никогда не может быть, так как при этом расход энергии, как впрочем и скорость, становились равны бесконечности. Полный оставшийся доступным скоростной диапазон сжат между Warp 9 (9 слоев) и Warp 10 (бесконечная скорость).

На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой геометрией, позволяющее двигаться с еще более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нем расположенным. На более новом классе звездолётов «Суверин» устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения геометрии.

Элементы системы

• Контейнер с антивеществом
• Катушка индуктивности антивещества
• Реле антивещества
• Патроны дилитиума
• Электро-плазма
• Механизм экстренной остановки реакции
• Основная магистраль охлаждающего устройства
• Магнитный трубопровод
• Магнитный блок
• Гондолы

Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идет Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшийся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих двигатели искривления, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.

• • Коллекторы Буссарда

Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления, и служащее для первичного сбора межзвездного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвездный газ.

• • Плазменный инжектор
  • Варп-катушка (катушка деформации)

Тороид, разделенный на несколько частей, который создает поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на Варп — скоростях.

• Аннулирующее ядро
• Предварительная магистраль охлаждения
• Катушка индуктивности
• Плазменный трубопровод
• Промежуточный охладитель плазмы
  • Смазочно-охлаждающая жидкость
• Регулятор плазмы
• Энергопередающий канал
• Сеть передачи энергии

Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолетов Федерации для питания всех источников потребления, за ее работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передается в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.

• Космическая матричная катушка восстановления
• Варп-плазменный трубопровод
• Ядро деформации
  • Реактор материи/антиматерии
  • Инжектор антиматерии
  • Плата кристаллов дилитиума
    • Кристалл дилитиума

Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.

• • • Механизм соединения кристаллов
  • Инжектор материи
  • Наборщик тета-матрицы

Разработка варп-двигателей

Каждая космическая цивилизация разработала варп-технологии самостоятельно и в разное время. Так Вулканцы имели варп-двигатели в третьем столетии по земному летоисчислению. В 2151 они преодолели скорость, равную семи варп-факторам. В том же году Клингоны смогли достичь шестой скорости. Следует заметить что сами клингоны не разработали варп-технологий — они были «позаимствованы» у хур’ков, когда-то захвативших родной мир клингонов КроноС (Хронос).

Объединенная Федерация Планет признала создание варп-двигателя важным этапом и фактором, характеризующим развитие какого-либо общества. Директивы Звёздного флота запрещают вступать в контакт с инопланетными расами до тех пор, пока те не войдут в эру варп-технологий.

Варп-технологии Федерации

Первый полет «Феникса»

На Земле варп-двигатель был создан ученым Зефрамом Кокрейном вскоре после окончания Третьей Мировой Войны. Несмотря на недостаток ресурсов, ему удалось переоборудовать для своих экспериментов космическую ракету «Титан V».

Первый испытательный полет варп-судна «Феникс» состоялся 5 апреля 2063 года и стал причиной «первого контакта» — встречи Землян и Вулканцев.

Однако дальнейшее развитие варп-технологий шло очень медленно (это во многом связанно с позицией Вулканцев, считающих человечество не готовым к освоению космоса) и только 80 лет спустя, в 2140-х, новый двигатель, созданный инженером Генри Арчером смог достичь варп-фактора 2. Вскоре сын Генри, Джонатан Арчер, преодолел 2-варп барьер, достигнув скорости варп 2.5.

К 2151 технология была развита настолько, что человечество стало готовым преодолеть барьер в 5 варп-факторов. Первым судном, оборудованным новым двигателем, стал звездолет «Энтерпрайз», который 9 февраля 2152 поставил новый рекорд скорости.

В 2161 была достигнута скорость 7 и новые двигатели начали устанавливаться на звездолеты.

В 2240-х годах скорость в 6 варп-факторов стала крейсерской (максимальная скорость на тот момент составляла варп 8).

Более высокие скорости были достигнуты только благодаря вмешательству других цивилизаций. Так в 2268 году Келвансы внесли изменения в конструкцию звездолета «Энтерпрайз», в результате чего тот смог добиться скорости варп 10^[1]. В том же году из-за саботажа Лосира звездолет «разогнался» до варп 14.1.

В то же время на звездолеты стали устанавливаться новые гондолы, сделавшие скорость варп 8 обыденной («Звёздный путь: Фильм»). В 2280-х была разработана технология «трансварп», которая должна была позволить двигаться с ещё большей скоростью, однако неудача испытаний новых двигателей вынудила инженеров отказаться от их практического применения.

Ко времени появления класса «Галактика» в 2360-х успехи инженеров позволили звездолетам двигаться со скоростью варп 9.6 в течение двенадцати часов.

Корабль Вояджер мог поддерживать крейсерскую скорость на уровне 9.975 по шкале ВАРП

В 2370 было обнаружено, что использование высоких варп-скоростей наносит существенный вред пространству и командование флота ввело ограничение на максимальную скорость в 5 варп-факторов. Однако уже через восемь месяцев было найдено решение проблемы и звездолёты с модернизированными двигателями вновь смогли использовать высокие скорости.

См. также

• Сверхсветовое движение
• E=mc²
• Импульсный двигатель

Примечания

1. ↑ Следует отметить, что до 24 века использовалась warp шкала Кокрейна, которая имела разметку более 10 warp факторов. Эта шкала в 24 веке была заменена на скорректированную шкалу TNG (не имеет отношения к названию сериала Star trek TNG), которая учитывала неоднородность областей пространства. Максимум этой шкалы равнялся 10 warp факторам.

Ссылки

• Варп-двигатель в вики Memory-Alpha  (англ.)
• статья о Варп-двигателях на сайте НАСА (англ.)
• Статья о теоретической возможности создания Варп-двигателя на сайте membrana.ru  (рус.)

Физики увеличивают шансы космических путешествий со скоростью, превышающей скорость света

Ближайшая к Земле звезда — Проксима Центавра. Он находится на расстоянии около 4,25 световых лет, или около 25 триллионов миль (40 триллионов км). Самый быстрый космический корабль Parker Solar Probe, который сейчас находится в космосе, достигнет максимальной скорости 450 000 миль в час. Чтобы добраться из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк с такой скоростью, потребуется всего 20 секунд, но солнечному зонду потребуется около 6633 лет, чтобы добраться до ближайшей к Земле соседней солнечной системы.

Если человечество когда-нибудь захочет легко путешествовать между звездами, людям нужно будет двигаться быстрее света. Но пока что путешествия со скоростью, превышающей скорость света, возможны только в научной фантастике.

В серии книг Айзека Азимова «Основание» человечество может путешествовать с планеты на планету, от звезды к звезде или через вселенную, используя прыжковые двигатели. В детстве я прочитал столько таких историй, сколько смог достать. Теперь я физик-теоретик и изучаю нанотехнологии, но я все еще очарован тем, как человечество однажды сможет путешествовать в космосе.

Некоторые персонажи — например, астронавты в фильмах «Интерстеллар» и «Тор» — используют червоточины для перемещения между солнечными системами за считанные секунды. Другой подход, знакомый фанатам «Звездного пути», — это технология варп-двигателя. Деформационные приводы теоретически возможны, если все же надуманная технология. Две недавние статьи попали в заголовки газет в марте, когда исследователи заявили, что преодолели одну из многих проблем, стоящих между теорией варп-двигателей и реальностью.

Но как на самом деле работают эти теоретические варп-двигатели? И перейдут ли люди к скорости деформации в ближайшее время?

Это двухмерное представление показывает плоский, неискаженный пузырь пространства-времени в центре, где должен располагаться варп-двигатель, окруженный сжатым пространством-временем справа (нисходящая кривая) и расширенным пространством-временем слева (восходящая кривая).
АлленМакК/Викисклад

Сжатие и расширение

Текущее понимание физиками пространства-времени исходит из общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Общая теория относительности утверждает, что пространство и время сливаются воедино и ничто не может двигаться быстрее скорости света. Общая теория относительности также описывает, как масса и энергия искажают пространство-время — массивные объекты, такие как звезды и черные дыры, искривляют пространство-время вокруг себя. Эта кривизна — это то, что вы ощущаете как гравитацию, и именно поэтому многие космические герои беспокоятся о том, чтобы «застрять» или «упасть» в гравитационный колодец. Ранние писатели-фантасты Джон Кэмпбелл и Азимов видели в этом искривлении способ обойти ограничение скорости.

Что, если бы звездолет мог сжимать пространство перед собой и расширять пространство-время позади себя? «Звездный путь» взял эту идею и назвал ее варп-двигателем.

В 1994 году Мигель Алькубьерре, мексиканский физик-теоретик, показал, что сжатие пространства-времени перед космическим кораблем и его расширение сзади математически возможно в соответствии с законами общей теории относительности. Так что это значит? Представьте, что расстояние между двумя точками составляет 10 метров (33 фута). Если вы стоите в точке А и можете двигаться со скоростью один метр в секунду, вам потребуется 10 секунд, чтобы добраться до точки Б. Однако, скажем, вы можете каким-то образом сжать пространство между вами и точкой Б, чтобы интервал теперь составлял всего один метр. . Затем, двигаясь в пространстве-времени с максимальной скоростью один метр в секунду, вы сможете достичь точки B примерно за одну секунду. Теоретически такой подход не противоречит законам относительности, поскольку вы не двигаетесь со скоростью, превышающей скорость света в окружающем вас пространстве. Алькубьер показал, что варп-двигатель из «Звездного пути» теоретически возможен.

Проксима Центавра, вот и мы, верно? К сожалению, метод сжатия пространства-времени Алькубьерре имел одну проблему: он требовал отрицательной энергии или отрицательной массы.

Это двумерное представление показывает, как положительная масса искривляет пространство-время (левая сторона, голубая земля), а отрицательная масса искривляет пространство-время в противоположном направлении (правая сторона, красная земля).
Токамак/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Проблема с отрицательной энергией

Варп-двигатель Алькубьерре будет работать, создавая пузырь плоского пространства-времени вокруг космического корабля и искривляя пространство-время вокруг этого пузыря, чтобы сократить расстояния. Для работы варп-двигателя потребуется либо отрицательная масса — теоретический тип материи, либо кольцо с отрицательной плотностью энергии. Физики никогда не наблюдали отрицательную массу, поэтому отрицательная энергия остается единственным вариантом.

Чтобы создать отрицательную энергию, варп-двигатель должен использовать огромное количество массы, чтобы создать дисбаланс между частицами и античастицами. Например, если рядом с варп-двигателем появятся электрон и антиэлектрон, одна из частиц будет захвачена массой, что приведет к дисбалансу. Этот дисбаланс приводит к отрицательной плотности энергии. Варп-двигатель Алькубьерре использовал эту отрицательную энергию для создания пространственно-временного пузыря.

Но чтобы варп-двигатель генерировал достаточно отрицательной энергии, вам потребуется много материи. Алькубьер подсчитал, что для варп-двигателя со 100-метровым пузырем потребуется масса всей видимой Вселенной.

В 1999 году физик Крис Ван Ден Брок показал, что увеличение объема внутри пузыря при сохранении неизменной площади поверхности значительно снизит потребность в энергии, примерно до массы Солнца. Значительное улучшение, но все же далеко за пределами всех практических возможностей.

Научно-фантастическое будущее?

Две недавние статьи — одна написана Алексеем Бобриком и Джанни Мартире, а другая — Эрика Ленца — предлагают решения, которые, кажется, приближают варп-двигатели к реальности.

Бобрик и Мартир поняли, что, изменяя пространство-время внутри пузыря определенным образом, они могут избавиться от необходимости использовать отрицательную энергию. Это решение, однако, не создает варп-двигатель, который может двигаться быстрее света.

[ Более 100 000 читателей полагаются на информационный бюллетень The Conversation, чтобы понять мир. Зарегистрируйтесь сегодня.]

Ленц также предложил решение, не требующее отрицательной энергии. Он использовал другой геометрический подход для решения уравнений общей теории относительности и, таким образом, обнаружил, что варп-двигателю не нужно использовать отрицательную энергию. Решение Ленца позволит пузырю двигаться быстрее скорости света.

Важно отметить, что эти захватывающие разработки являются математическими моделями. Как физик, я не буду полностью доверять моделям, пока у нас не будет экспериментального доказательства. Тем не менее, наука о варп-двигателях становится все более очевидной. Как поклонник научной фантастики, я приветствую все это новаторское мышление. По словам капитана Пикарда, вещи невозможны только до тех пор, пока они не существуют.

Технология варп-двигателя «Звездного пути», объяснение

Автор
Элис Роуз Доддс

Опубликовано 9 июня, 2022

Делиться
Твитнуть
Делиться
Делиться
Делиться
Электронная почта

В этой научно-фантастической вселенной возможно все. Давайте рассмотрим технические аспекты преодоления скорости света.

Вселенная, созданная чудесным умом Джина Родденберри еще в конце 1960-х, содержит множество странных и замечательных вещей, от невероятно разнообразных инопланетных рас до головокружительного множества футуристических технологий. Одна из таких невероятных технологий находится в самом сердце 9.0060 Звездный путь. Без него вообще не было бы особого шоу, а такие, как Кирк и Пикард, были бы крайне ограничены в исследовании чудесным образом пустого Млечного Пути. Технология, конечно же, является варп-двигателем и является важным краеугольным камнем в обширной истории Star Trek .

Роль варп-двигателя во франшизе «Звездный путь»

Варп-двигатель необходим по двум причинам. Во-первых, он служит важным маркером Первого контакта между Федерацией (или вулканцами до образования Федерации) и развивающейся культурой. Причина этого довольно проста: если вид может легче перемещаться по вселенной, он в конечном итоге столкнется с чужеродными видами, поэтому они также могут представиться. Он также служит важным маркером того, что культура достаточно развита, чтобы справляться с богатством технологий и информации, которыми делится федерация, не искажая при этом естественную эволюцию культуры.

СВЯЗАННЫЕ: Как «Звездный путь: Следующее поколение» исследовали слепоту и доступность с Джорди ЛаФоржем

Вторая причина важности варп-двигателя еще проще: космос очень, очень большой. Пересечение его даже с использованием технологии варп-двигателя может занять от недель до месяцев — и это только при путешествии между двумя довольно близкими звездными системами. Экипаж USS Voyager прекрасно это понимает. Путешествие капитана Кэтрин Джейнвей, чтобы вернуть свою команду домой из Дельта-квадранта, заняло примерно 70 лет, не считая пит-стопов и объездов по пути. Сценаристы 9.0039 Star Trek требовалось решение, чтобы каждый эпизод был не просто медленной прогулкой по космосу, сжимая пальцы в голодеке, и чтобы сократить огромные расстояния между звездными системами и, таким образом, варп-двигатель (или гипердвигатель, как его классифицировали в пилотный эпизод) родился. Зрители могут часто слышать этот термин, но как именно он работает?

Технология вымышленных космических путешествий

Несмотря на то, что варп-двигатель был чисто вымышленным, было затрачено много усилий на то, чтобы объяснить и изучить науку о том, как он может работать. «Звездный путь » опирался на различные примеры ранее написанной научной фантастики, чтобы создать свой собственный сплав того, как может работать это межгалактическое космическое путешествие, и с годами он только расширялся. Первый пример такого путешествия с использованием таких скоростей впервые упоминается в романе 1915–1921 годов « Космический жаворонок », поэтому идея витала в воздухе некоторое время. Самая большая проблема, связанная с таким перемещением в пространстве, заключается в том, что скорость, с которой объект должен двигаться на такие расстояния, должна быть выше скорости света. Не обращая внимания на эту невозможность, сшитую теорией относительности Эйнштейна, варп-путешествие работает, искривляя пространство-время, как складки на ткани, немного искривляя реальность, чтобы позволить путешествовать с такими скоростями.

Для этого требуется огромное количество энергии. Конечно, было бы логично, если бы для футуристической цивилизации у них был бы и футуристический источник энергии. В Star Trek, основное топливо создается путем сжигания материи (в данном случае дейтерия, разновидности газообразного водорода) и антиматерии в термоядерном реакторе, который тщательно контролируется с помощью кристаллов дилития. Это создает вокруг корабля варп-пузырь или поле, которое искажает локальный пространственно-временной континуум и позволяет совершать путешествия, которые обычно не допускаются законами физики.

Эти скорости измеряются в варп-факторах и доходят до варп-фактора 9,99. Можно двигаться быстрее, как обнаружил пилот-ренегат Том Пэрис в серии Voyager , но эта великая скорость начала слишком сильно искажать реальность, и в результате вы оказываетесь абсолютно везде одновременно. В результате это очень нестабильный и неправдоподобный способ транспортировки. Коэффициенты деформации в оригинальной серии были определены как число, возведенное в куб, а затем умноженное на скорость света; например, Warp 4 определяется как скорость, в 64 раза превышающая скорость света. Однако все изменилось по мере того, как сценаристы вводили во вселенную все больше и больше. В течение The Next Generation, Специфика варпа была немного смягчена, и сценаристы заставили эти расстояния работать на то, что лучше всего подходит для повествования.

Технология варп-двигателя лежит в основе Star Trek и, возможно, является одним из самых важных столпов его повествования. Мало того, что это имеет основополагающее значение почти для каждого отдельного эпизода, поскольку необходимое означает, что их команда полагается больше, чем на что-либо еще, чтобы просто передвигаться, но было несколько целых эпизодов, исследующих возможности и проблемы, связанные с этим, в том числе, в Discovery , что бывает, когда сильно ограничен. Это неотъемлемая часть сериала и, вероятно, останется таковой на протяжении всей франшизы.

БОЛЬШЕ: Самый душераздирающий момент в «Звездном пути: Глубокий космос 9»

Создатель Boys посоветовал фанатам-женоненавистникам перестать смотреть сериал

Читать Далее

Делиться

Твитнуть

Делиться

Делиться

Делиться

Эл.