Варп двигатель принцип работы: Принцип работы варп двигателя. Реально ли создать варп-двигатели

Принцип работы варп двигателя. Реально ли создать варп-двигатели

С тех пор, как Зефрам Кокрейн изобрел двигатель искривления, стали использоваться две шкалы искривления. Основная шкала Кокрейна была разработана этим великим человеком для первого испытательного полета на корабле «Феникс». Это была относительно линейная шкала, где скорость корабля была пропорциональна кубу варп-фактора. Эта шкала использовалась около 2-х столетий. Формула для расчета скорости была такой:

где V
-скорость корабля, с
-скорость света, W
-варп-фактор.

К 2300 году все больше и больше людей становились недовольными этой шкалой искривления. Хотя очень удобно использовать эту формулу для перевода в единицы скоростей света, но эта формула была очень неудобна инженерам и специалистам, так как им приходилось учитывать состояние подпространства (которое в разных местах космоса неодинаково). Например, если звездолет находился в пределах гравитационного искажения, то ему требовалось больше энергии, чтобы достичь скорости Варп 5, чем в нормальном «спокойном» пространстве. Инженерный департамент требовал ввести новую шкалу, но капитаны кораблей не соглашались с этим требованием. Командование звездного флота, которое в основном состояло из бывших капитанов, не согласилось с требованием инженеров.

Но после того как в 2309 году USS Wilmington был разрушен ионным штормом, командование изменило свое мнение. Этот звездолет попал в ионный шторм, и необходимо было срочно покинуть это место. Капитан Lamarr приказал включить скорость Варп 7. Этот звездолет мог двигаться с такой скоростью, но в нормальных условиях, а не в условиях ионного шторма. Поэтому когда он разогнался до Варп 7, двигатели были сильно перегружены, и ядро искривителя разрушилось, уничтожив звездолет. Конечно причиной взрыва корабля были и другие факторы, такие как поломка в коммуникационной системе звездолета, но Звездный флот не хотел, чтобы такая ситуация повторилась. Поэтому была предложена новая шкала, которая назвалась фамилиями создателей шкалы: шкала Terrance-Neltorr (Terrance-Neltorr Graduated), сокращенно TNG (не путать с сокращенным названием сериала STAR TREK: Next Generation). 11)]

где a
— плотность поля подпространства, n
— электромагнитный поток f1
и f2
индексы преломления и отражения. При идеальных условиях a = 0.00264320, n = 2.87926700, f1=0.06274120 и f2=0.32574600.

Хотя шкала TNG показала, что она очень удобна в использовании, но недавний прогресс при разработке ядра искривителя ставит вопрос о практичности использования этой шкалы. В 2312 году казалось, что маловероятно, что звездолеты будут летать на скорости выше, чем Варп 9,9. Но современные корабли могут летать со скоростью более Варп 9,97. А в следующие двадцать лет скорость кораблей будет Варп 9,999 и выше. Инженеров устраивает эта шкала, но вскоре эта шкала не будет устраивать командование кораблем, особенно при критических ситуациях. Пока капитан будет говорить, с какой скоростью лететь (Варп 9,999563742346), корабль будет уже уничтожен.

Показанная ниже таблица применима к идеальным областям подпространства. Но есть такие регионы космоса, где звездолет будет двигаться со скоростью значительно выше нормальной. Эти регионы получили прозвище «шоссе искривления (warp highways)» в честь древней системы перемещения. Они могут состоять из широких областей, включающие в себя множество звездных систем, но это может быть и узкий коридор, протяженностью тысячи световых лет. Эффект «шоссе искривления» изменяет скорость корабля на множитель, известный как число Кокрейна. Это число может резко меняться, при движения корабля из одного региона в другой. Пример одного «шоссе искривления», это то шоссе, которое существовало между Nimbus III и ядром галактики. В 2287 году USS Enterprise на скорости Варп 7 (по старой шкале), влетел в это шоссе, и за 6,8 часа достиг ядра галактики, пролетев 22 000 световых лет. Но явление «шоссе искривления» существует в течении определенного промежутка времени. Поэтому то «шоссе искривления» больше не существует, поэтому USS Voyager не смог использовать его, возвращаясь из Дельта квадранта. «Шоссе искривления» очень трудно обнаружить. USS Voyager смог преодолеть эту трудность с помощью своих астрометрических датчиков. «Шоссе искривления» сыграли значительную роль в расширении границ Федерации.

Тем не менее, существуют такие области подпространства, в которых скорость искривления значительно ниже обычной. Например, в области Xendi Sabu, скорость падает почти в два раза. Там число Кокрейна равно 0,55. Эти регионы получили прозвище «отмели искривления (Warp Shallows)», и они чаще встречаются, чем «шоссе искривления» и занимают большие области космоса.

Но существуют и такие области, в которых использование двигателей искривления невозможно. Там число Кокрейна падает до 0. Эти области называются «рифы искривления». К счастью эти области очень редки.

В самом начале XX столетия молодой служащий патентного бюро из города Берн потряс своей новой предложенной картиной окружающего мира. Клерка звали Альберт Эйнштейн, а его идея сегодня широко известна как Теория относительности. Дело в том, что на стыке веков в мире физики бытовало популярное мнение, что все секреты природы уже, в общем-то, известны, а ученым осталось всего лишь решить несколько незначительных задач.

Теория относительности буквально перевернула все представления о законах физики. Главным ее достижением стало нахождение точного отношения между пространством и временем. Благодаря Альберту Эйнштейну эти две величины теперь представлялись и представляются физикам, как четко связанные и взаимозависимые. Константой, связывающей время и пространство, стало постоянство скорости распространения света в вакууме. Однако та же самая утверждала, что является максимально возможной скоростью в природе. Поскольку фотоны являются безмассовыми квантовыми частицами, ни одна частица, обладающая положительной массой (а из них состоит окружающая нас материя) не сможет приблизиться к световой скорости. Ведь для этого разгона ей потребовалась бы бесконечная энергия, что по определению невозможно. Но ведь до самых ближайших к нам звезд несколько световых лет. А до многих из них сотни и тысячи Так что же, любой, даже максимально возможно быстрый космический аппарат, обречен тратить века на преодоление

Спасительная «варп-скорость»

Законы физики невозможно нарушить, но, оказывается, они, как и любые юридические законы, оставляют нам лазейки, позволяющие обойти их, перехитрить саму природу. И ответ кроется все в той же Теории относительности. Развивая свои идеи, Эйнштейну и некоторым его современникам удалось также обнаружить связь между пространством-временем и гравитацией. Кратко говоря, эта связь заключается в том, что гравитация искривляет время и пространство.

Так, возле объектов в космосе, обладающих чудовищным гравитационным влиянием, ход времени сильно замедляется, а само пространство буквально сжимается. Этому открытию и обязан своим появлением варп-двигатель — как популярный образ в научной фантастике второй половины XX века, а также в качестве перспективной идеи современных ученых. В пространстве невозможно двигаться быстрее скорости света, однако теоретически само пространство возможно деформировать так, чтобы оно сжималось между двумя объектами. Например, и желанной звездой. Варп-двигатель, таким образом, не смог бы быстро преодолевать далекие расстояния, однако при помощи специально создаваемого поля искривления мог бы сделать эти самые расстояния удивительно близкими. Конечно, пока это всего лишь фантазия, ничего подобного не существует в технологиях людей. Варп-двигатель больше известен благодаря сериалам вроде «Звездного пути», «Звездных врат», «Звездных войн» и подобных им. Ведь там он является важнейшим элементом фантастических историй, объясняющим саму их возможность.

Варп-двигатель НАСА

Однако подобная технология теоретически может быть осуществлена в будущем. Более того, исследования в этой области уже ведутся. Идея была впервые предложена в 1994 году физиком из Мексики Мигелем Алькубьерре. Собственно, именно он и предложил создать своеобразный пузырь, который будет окружать корабль и деформировать вокруг него пространство необходимым образом. Главной проблемой нынешних расчетов остается то, что варп-двигатель может потребовать слишком большую и пока недостижимую энергию для своей работы. Однако уже сегодня НАСА проводится множество экспериментов, призванных разрешить важные проблемы относительно возможностей и физических свойств явления.

На днях специалисты NASA осуществили успешное тестирование нового революционного метода космических путешествий, позволяющего достичь нереально высоких скоростей. Эксперименты впервые проводились в глубоком вакууме, что соответствует условиям космического пространства.

Команда ученых из США, Китая и Великобритании занималась разработкой варп-двигателя для космических ракет более 15 лет, однако перспектива исследований была спорной, так как законы его работы не вписывались в существующие физические теории. Однако тесты, проведенные в лабораториях NASA, установили, что новый способ осуществления электромагнитного движения в космосе всё же реализовать возможно.

Технология основывается на применении электромагнитного привода. Основная идея – преобразование электрической энергии в тягу без использования пропеллента (ракетного топлива). Однако в реалиях классической физики это невозможно, так как в данном случае нарушается фундаментальный закон сохранения импульса.

Если теория, выдвинутая учеными, действительно имеет право на жизнь, то её можно будет внедрить в разработке космических аппаратов уже в ближайшем будущем. Варп-двигатели обеспечат снижение стоимости космических полетов и повышение их скорости, дадут возможность путешествовать не только по Солнечной системе, но и за её пределы.

Представьте себе автомобиль, который способен доставить на Луну четырех пассажиров и их багаж примерно за четыре часа, или космическое путешествие нескольких поколений на скорости, составляющей всего одну десятую скорости света – достичь Альфы Центавра при этом можно менее чем за столетие. Варп-двигатели, без сомнения, изменят мир космических путешествий. Именно они сегодня являются главным козырем американской космической программы.

Пол Марч (Paul March), инженер, работающий над созданием варп-двигателей, отмечает:

«Моя работа в Eagleworks [лаборатории, занимающейся проведением испытаний варп-двигателей] является продолжением исследования фундаментальных проблем, препятствующих развитию пилотируемой космонавтики и ставших причиной приостановления лунной программы Аполлон. Если результаты исследований будут успешными, то мы получим эффективную технологию, которая позволит избавиться от ограничений, налагаемых ракетным уравнением [формула Циолковского, определяющая взаимосвязь между скоростью летательного аппарата и тягой ракетного двигателя]».

По мнению Марча, технология по-прежнему требует проведения значительного количества испытаний, которые убедят ученых в том, что она действительно не является результатом ошибки или совпадения. В настоящее время варп-двигатели проходят тестирование в Космическом центре Джонсона. Предполагается, что если такой двигатель будет создан, его можно будет установить на любом космическом корабле, причем энергию электромагнитный привод будет получать от компактной атомной электростанции, созданной специально для таких целей.

В романе И. А. Ефремова «Час Быка» земляне, основываясь на работах Рен Боза (персонаж романа «Туманность Андромеды ») и исследованиях найденного землянами корабля жителей туманности Андромеды, создали звездолёт прямого луча (ЗПЛ), принцип действия которого основан на варп-эффекте.

…было понято нуль-пространство, как граница между миром и антимиром, между миром Шакти и Тамасом, где взаимно уравновешены и нейтрализованы полярные точки пространства, времени и энергии. Нуль-пространство тоже скручено в спираль соответственно обоим мирам, возникает возможность передвигаться в нем, почти мгновенно достигая любой точки нашей вселенной звездолет прямого луча идет не по спиральному ходу света, а как бы поперек него, по продольной оси улитки, используя анизотропию пространства. Кроме того, звездолет в отношении времени как бы стоит на месте, а вся спираль мира вращается вокруг него.

Освоение движения по принципу прямого луча позволило землянам совершать дальние звёздные путешествия, в результате чего в развитии Земли и цивилизаций Великого Кольца наступила новая эра — Эра Встретившихся Рук (ЭВР). Впрочем, следуя из описания ЗПЛ в романе, можно предположить, что земляне используют не столько варп-движение, сколько нуль-транспортировку .

В романе Люди как боги

Звездолёты, использующие принцип работы, схожий с принципом работы варп-двигателя, описаны в романе Сергея Снегова «Люди как боги».

В сериале Звёздный путь

Технология

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным, — перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. (В целом это совпадает с ожидаемой картиной работы возможного реального варп-двигателя.)

Максимальная скорость Энтерпрайза-D — 9,8 варп, что приблизительно равно 9000 скоростей света (на основании данных из 6 серии 1 сезона). Скорость в 1 варп равняется скорости света и растет экспоненциально. За день корабль на максимальной скорости способен преодолеть 24 световых года.

Прямым аналогом варп-перемещения Warhammer 40,000 является перемещение в фильме «Сквозь горизонт » с соответствующим эффектом при отсутствии «поля Геллера».

Во вселенной Mass Effect

Сверхсветовое движение в серии видеоигр Mass Effect осуществляется посредством так называемого «эффекта массы» — поля темной энергии, которое генерируется путем подачи электрического тока на ядро варп-двигателя. Ядро двигателя содержит в себе «нулевой элемент» — фантастический химический элемент, в котором отсутствует ядро. Согласно кодексу вселенной, нулевой элемент образуется при воздействии энергии вспышки сверхновой звезды на поверхность планет, астероидов и т. д. Когда на ядро двигателя с нулевым элементом подается электрический ток с отрицательным зарядом, образуется темная энергия, а масса объекта снижается. Космический корабль оказывается заключенным в поле темной энергии, в которое он как бы проваливается. Принцип действия поля «эффекта массы» очень схож с предполагаемым принципом действия Пузыря Алькубьерре . В результате, получается, что объект, будучи заключенным в поле «эффекта массы» способен преодолевать скорость света не нарушая при этом ОТО, так как в локальном «пузыре» скорость света увеличивается, а световой барьер не преодолевается. Однако, эта разновидность варп-двигателя лишь решает проблему, связанную со снижением массы корабля и заключением его в поле темной энергии. Для движения и создания реактивной тяги все еще нужны обычные маршевые двигатели. Они могут быть жидкостными химическими, ионными или, военными, антипротонными. Также, в качестве источника энергии для питания масс-ядра, на корабле должен присутствовать термоядерный реактор, обычно работающий на Гелии-3. Скорости кораблей во вселенной Mass Effect варьируются от 50 до 11000 скоростей света.

Отдельно от технологий сверхсветового перемещения на самих космических кораблях, в галактике Млечный Путь существует разветвленная система ретрансляторов массы — загадочных древних порталов, способных мгновенно перемещать объекты на расстояния в сотни или даже тысячи световых лет. Ретрансляторы массы работают по принципу парного взаимодействия: космический корабль может пройти через пару ретрансляторов мгновенно переместившись на расстояние, которое с помощью обычных сверхсветовых двигателей пришлось бы преодолевать многие месяцы или даже годы. Согласно кодексу игры, ретрансляторы массы являются мощнейшими из известных механизмов использующих «эффект массы» (темную энергию). Уничтожение ретранслятора массы способно полностью уничтожить планетарную систему в которой он находится, так как энергия взрыва ретранслятора сопоставима с энергией взрыва сверхновой звезды.

Варп-двигатель, или двигатель Алькубьерре, это гипотетическая технология, которая позволит кораблю, оснащённому таким двигателем, преодолевать межзвёздные расстояния со скоростями, превышающими скорость света. Хорошо известен в научной фантастике. Работа двигателя Алькубьерре возможа, как ожидают некоторые физики, благодаря общерелятивистским эффектам. Пространство перед кораблем сжимается, а позади него — расширяется, что позволяет ему буквально «пронзать» пространство, оставаясь на месте. Корабль не разгоняется — локально — даже до околосветовых скоростей, но тем не менее движется быстрее, чем плоская электромагнитная волна в вакууме. Например, вымышленный варп-двигатель в «Звёздном пути» работает именно так.

В августе 2008 года Министерство обороны США предложило десяткам научных групп заняться рассмотрением вопросов перспектив исследования совершенно новых аэрокосмических технологий, включая новые методы движения, взлета и скрытности. Среди представленных работ наиболее интересной значился 34-страничный доклад, подготовленный двумя учеными под заголовком « , темная энергия и манипуляция дополнительными измерениями». Документ был представлен перед военными 2 апреля 2010 года и лишь недавно был открыто опубликован Разведывательным управлением Министерства обороны США (DIA), сообщает издание Business Insider.

Доктор Гарольд «Сынок» Уайт продолжает свою работу в Космическом центре Джонсона, где он пытается . по-прежнему находится лишь на экспериментальной стадии, однако это совсем не означает, что мы с вами не можем представить то, как, вполне вероятно, будет выглядеть настоящий космический корабль «Энтерпрайз». Ниже предлагаем ознакомиться с концептами и набросками корабля, на котором человечество в далеком, а может и не совсем далеком будущем будет исследовать просторы нашей галактики, и, кто знает, возможно, и всей Вселенной.

Как создать двигатель корабля из «звездного пути». NASA в шаге от создания варп-двигателя

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.

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 . 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

Таинственный доклад США о варп-двигателях May 30th, 2018

Научная фантастика, похоже, вскоре может стать реальностью. Во всяком случае, так считает американская армия.

Во второй половине 2008 года Министерство обороны США связалось с десятками ученых для изучения продвинутых аэрокосмических технологий, среди которых — невиданные ранее методы движения, подъема и стелс-технологии.

В итоге два исследователя представили 34-страничный доклад «Варп-двигатель, темная энергия и манипуляция дополнительными измерениями». Он датирован 2 апреля 2010 года, но был опубликован Разведывательным управлением совсем недавно.

«Наблюдения за пространством этого высшего измерения могут стать источником технологического контроля над плотностью темной энергии и в итоге могут сыграть важную роль в развитии экзотических технологий движения, — говорится в докладе. — Полеты к планетам Солнечной системы не будут занимать целые годы, а путешествия к соседней звездной системе будут измеряться неделями, нежели сотнями и тысячами лет».

Тем не менее физик-теоретик из Калифорнийского технологического университета Шон Кэрролл, изучающий темы, затронутые в докладе, считает, что оптимизм исследователей пока неуместен.

«Это обрывки теоретической физики, оформленные так, будто их можно применить в реальном мире, но это не совсем верно, — уверен Кэрролл. — Это не безумие, не гуру, утверждающий, что мы будем использовать духовную энергию, чтобы парить над землей, а настоящая физика. Однако в ближайшее время это нельзя будет связать современной инженерией, может, и вообще никогда».
Следует разобраться, с чего стартовало изучение варп-двигателя. Насколько известно, начало оно берет из документа о «Поддержке поиска угроз», который помогает армии США предугадывать или описывать новые вражеские технологии. Также на него повлияла крупная работа, известная как Программа применения продвинутых аэрокосмических оружейных систем (Advanced Aerospace Weapon System Applications Program), включавшая в себя Программу продвинутого определения авиационных угроз (Advanced Aviation Threat Identification Program, или AATIP).

The New York Times и Politico раскрыли существование AATIP в декабре 2017-го. Источники утверждали, что бывший сенатор Невады Гарри Рид помог с организацией и финансированием программы. Большая часть денег была направлена магнату недвижимости и другу Рида Роберту Бигелоу, строящему приватные космические станции посредством Bigelow Aerospace. Он также годами лично финансировал исследование и поиск НЛО.

Миллиардер создал отдельную организацию — Bigelow Aerospace Advanced Space Studies, — чтобы получить финансирование от правительства, и нанял 46 исследователей и много других сотрудников.

Анонимный представитель разведки сообщил Politico, что AATIP изначально запущена для выявления неизвестных китайских и российских технологий. Но спустя несколько лет управление пришло к выводу, что программа не приносит существенных плодов. В итоге финансирование прекратилось в 2011-м или 2012 году.

Все «свидетельства» НЛО, добытые в ходе AATIP, также были встречены скепсисом со стороны ученых. Старший астроном Института поиска внеземных цивилизаций (SETI) Сет Шостак в интервью заявлял, что после 50 лет сообщений о визитах инопланетян не было выявлено ни одного достоверного свидетельства.

«Это довольно странно, что пришельцы путешествуют за сотни и сотни световых лет и просто ничего не делают», — сказал Шостак.

Потому и более крупная программа, исследовавшая возможности осуществления варп-двигателей и

В самом начале XX столетия молодой служащий патентного бюро из города Берн потряс своей новой предложенной картиной окружающего мира. Клерка звали Альберт Эйнштейн, а его идея сегодня широко известна как Теория относительности. Дело в том, что на стыке веков в мире физики бытовало популярное мнение, что все секреты природы уже, в общем-то, известны, а ученым осталось всего лишь решить несколько незначительных задач.

Теория относительности буквально перевернула все представления о законах физики. Главным ее достижением стало нахождение точного отношения между пространством и временем. Благодаря Альберту Эйнштейну эти две величины теперь представлялись и представляются физикам, как четко связанные и взаимозависимые. Константой, связывающей время и пространство, стало постоянство скорости распространения света в вакууме. Однако та же самая утверждала, что является максимально возможной скоростью в природе. Поскольку фотоны являются безмассовыми квантовыми частицами, ни одна частица, обладающая положительной массой (а из них состоит окружающая нас материя) не сможет приблизиться к световой скорости. Ведь для этого разгона ей потребовалась бы бесконечная энергия, что по определению невозможно. Но ведь до самых ближайших к нам звезд несколько световых лет. А до многих из них сотни и тысячи Так что же, любой, даже максимально возможно быстрый космический аппарат, обречен тратить века на преодоление

Спасительная «варп-скорость»

Законы физики невозможно нарушить, но, оказывается, они, как и любые юридические законы, оставляют нам лазейки, позволяющие обойти их, перехитрить саму природу. И ответ кроется все в той же Теории относительности. Развивая свои идеи, Эйнштейну и некоторым его современникам удалось также обнаружить связь между пространством-временем и гравитацией. Кратко говоря, эта связь заключается в том, что гравитация искривляет время и пространство.

Так, возле объектов в космосе, обладающих чудовищным гравитационным влиянием, ход времени сильно замедляется, а само пространство буквально сжимается. Этому открытию и обязан своим появлением варп-двигатель — как популярный образ в научной фантастике второй половины XX века, а также в качестве перспективной идеи современных ученых. В пространстве невозможно двигаться быстрее скорости света, однако теоретически само пространство возможно деформировать так, чтобы оно сжималось между двумя объектами. Например, и желанной звездой. Варп-двигатель, таким образом, не смог бы быстро преодолевать далекие расстояния, однако при помощи специально создаваемого поля искривления мог бы сделать эти самые расстояния удивительно близкими. Конечно, пока это всего лишь фантазия, ничего подобного не существует в технологиях людей. Варп-двигатель больше известен благодаря сериалам вроде «Звездного пути», «Звездных врат», «Звездных войн» и подобных им. Ведь там он является важнейшим элементом фантастических историй, объясняющим саму их возможность.

Варп-двигатель НАСА

Однако подобная технология теоретически может быть осуществлена в будущем. Более того, исследования в этой области уже ведутся. Идея была впервые предложена в 1994 году физиком из Мексики Мигелем Алькубьерре. Собственно, именно он и предложил создать своеобразный пузырь, который будет окружать корабль и деформировать вокруг него пространство необходимым образом. Главной проблемой нынешних расчетов остается то, что варп-двигатель может потребовать слишком большую и пока недостижимую энергию для своей работы. Однако уже сегодня НАСА проводится множество экспериментов, призванных разрешить важные проблемы относительно возможностей и физических свойств явления.

На днях специалисты NASA осуществили успешное тестирование нового революционного метода космических путешествий, позволяющего достичь нереально высоких скоростей. Эксперименты впервые проводились в глубоком вакууме, что соответствует условиям космического пространства.

Команда ученых из США, Китая и Великобритании занималась разработкой варп-двигателя для космических ракет более 15 лет, однако перспектива исследований была спорной, так как законы его работы не вписывались в существующие физические теории. Однако тесты, проведенные в лабораториях NASA, установили, что новый способ осуществления электромагнитного движения в космосе всё же реализовать возможно.

Технология основывается на применении электромагнитного привода. Основная идея – преобразование электрической энергии в тягу без использования пропеллента (ракетного топлива). Однако в реалиях классической физики это невозможно, так как в данном случае нарушается фундаментальный закон сохранения импульса.

Если теория, выдвинутая учеными, действительно имеет право на жизнь, то её можно будет внедрить в разработке космических аппаратов уже в ближайшем будущем. Варп-двигатели обеспечат снижение стоимости космических полетов и повышение их скорости, дадут возможность путешествовать не только по Солнечной системе, но и за её пределы.

Представьте себе автомобиль, который способен доставить на Луну четырех пассажиров и их багаж примерно за четыре часа, или космическое путешествие нескольких поколений на скорости, составляющей всего одну десятую скорости света – достичь Альфы Центавра при этом можно менее чем за столетие. Варп-двигатели, без сомнения, изменят мир космических путешествий. Именно они сегодня являются главным козырем американской космической программы.

Пол Марч (Paul March), инженер, работающий над созданием варп-двигателей, отмечает:

«Моя работа в Eagleworks [лаборатории, занимающейся проведением испытаний варп-двигателей] является продолжением исследования фундаментальных проблем, препятствующих развитию пилотируемой космонавтики и ставших причиной приостановления лунной программы Аполлон. Если результаты исследований будут успешными, то мы получим эффективную технологию, которая позволит избавиться от ограничений, налагаемых ракетным уравнением [формула Циолковского, определяющая взаимосвязь между скоростью летательного аппарата и тягой ракетного двигателя]».

По мнению Марча, технология по-прежнему требует проведения значительного количества испытаний, которые убедят ученых в том, что она действительно не является результатом ошибки или совпадения. В настоящее время варп-двигатели проходят тестирование в Космическом центре Джонсона. Предполагается, что если такой двигатель будет создан, его можно будет установить на любом космическом корабле, причем энергию электромагнитный привод будет получать от компактной атомной электростанции, созданной специально для таких целей.

Звездный пузырь: когда человечество создаст варп-двигатель

5 апреля 2063 года Зефрам Кокрейн успешно совершил первый полет на корабле «Феникс», оснащенном варп-двигателем. Это привлекло внимание вулканцев, которые вступили с землянами в первый контакт. А дальше понеслось: звездолет «Энтерпрайз», Объединенная Федерация Планет, where no man has gone before…

Так описывается создание корабля, способного развивать сверхсветовую скорость, во вселенной «Звездного пути». Событие должно произойти уже через 40 лет. Но насколько человечество приблизилось хотя бы теоретически к межзвездным путешествиям?

Королевство кривых пространств

Огромные расстояния в космосе и скоротечность человеческой жизни — вот главные препятствия для межзвездных путешествий. Осознать масштабы Вселенной довольно сложно, но вот простой пример: запущенный в 1977 году «Вояджер-1» сейчас является самым удаленным искусственным телом, созданным землянами. Только в 2012 году он вошел в межзвездную среду, а границу Солнечной системы (по крайней мере, по современным представлениям о ней) он преодолеет только… через 30 тысяч лет! Если бы «Вояджер» летел к Альфе Центавра, ближайшей к Солнцу звезде, ему понадобилось бы 73 тысячи лет.

Но даже если мы изобретем двигатели, способные разогнать нас до очень больших скоростей, есть фундаментальное ограничение: специальная теория относительности говорит, что любая частица, имеющая массу, может только приблизиться к скорости света, но не достичь ее. А любая безмассовая частица может перемещаться только со скоростью света. Это утверждение получило уже очень много экспериментальных доказательств, так что оспаривать его бессмысленно. Поэтому мы теоретически можем разогнаться до скорости, чуть меньшей чем 299 792 458 метров в секунду — и это наш потолок. Увы, это не очень много для космических путешествий: до той Альфы Центавра (где, походу, делать особо нечего) придется лететь не меньше 15 лет.

Разумеется, при этом нужно иметь в виду, что чем быстрее скорость нашего перемещения в пространстве, тем медленнее мы перемещаемся во времени. Это хорошо показано в фильме «Интерстеллар», где персонажи попадают на планету вблизи черной дыры. Из-за ее гравитации пространство искривляется, и для героев на поверхности планеты проходит несколько часов, а для их коллеги на орбите — десятки лет.

Однако пытливый человеческий ум не терпит всяких ограничений, поэтому физики ищут способы таки запустить что-нибудь со скоростью больше, чем скорость света. Разумеется, изменить фундаментальные законы нельзя. Значит, их нужно обойти.

В мире «Звездного пути» этот обход реализован технологией искривления пространства. Перед кораблем оно сжимается, а сзади — растягивается, при этом сам звездолет попадает как бы в пузырь. Относительно этого пузыря судно покоится, а вот он перемещается сквозь пространство значительно быстрее скорости света. Это не противоречит специальной теории относительности, ведь объект покоится, «движется» само пространство-время.

Впрочем, в том же «Звездном пути» (да и в других фантастических произведениях, где варп-технология упоминается довольно часто) никак не объясняется физический принцип, по которому варп-двигатель создает искривление. Зато нашелся реальный ученый, который попытался это сделать.

Пускаем пузыри

Мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре тоже любит «Звездный путь». Он настолько вдохновился сериалом, что решил научно обосновать технологию варпа. И в 1994 Алькубьерре это удалось. В журнале Classical and Quantum Gravity он опубликовал статью, в которой привел такие решения уравнений специальной теории относительности, которые приводили бы к заданному искривлению пространства. Также он очертил общие принципы, на которых может быть построен варп-двигатель. Теорию назвали пузырем Алькубьерре, одни ученые хвалили физика за дерзновенность и элегантную математику, другие ругали за то, что он убил уйму времени на какую-то ерунду. Тем не менее, оказалось, что лазейка у нас все-таки есть.

Принцип работы пузыря в целом полностью соответствует описанному в «Звездном пути». Корабль деформирует пространство, сам оставаясь в состоянии покоя относительно пузыря, в котором находится. Скорость перемещения в таком случае зависит только от того, с какой скоростью звездолет сможет искривлять пространство-время до и после себя.

Но само по себе искривление в теории Алькубьерре — это задача с бесконечным числом звездочек. Прежде всего, для того чтобы образовался пузырь необходимо экзотическое вещество с отрицательной массой. Оно сможет образовать антигравитацию, которая и искривит пространство в соответствии с метрикой Алькубьерре. Увы, сейчас мы можем только предполагать, что может быть источником такого вещества. Возможно, какими-то свойствами такой материи обладает энергия Казимира — это энергия квантовых флуктуаций в вакууме. Когда Алькубьерре разрабатывал свою теорию, считалось, что вакуум — это состояние с нулевой энергией. Теперь мы знаем, что в нем постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы и вакуум обладает собственной энергией. Возможно, это та самая «темная энергия», которую физики ввели в стандартную модель для того, чтобы объяснить, почему Вселенная расширяется с ускорением. Иными словами, мы все еще не знаем такого вещества, благодаря которому можно было бы создать пузырь.

Другая проблема пузыря Алькубьерре — огромное количество энергии, необходимое для его создания и поддержания. Майкл Пфеннинг и Лоуренс Форд вычислили, что для пузыря радиусом 100 метров необходимо количество энергии, на десять порядков превышающее количество энергии всей наблюдаемой Вселенной. Крис Ван Ден Брок модифицировал геометрию Алькубьерре и снизил количество энергии до нескольких масс Солнца. Наконец, самое низкозатратное на сегодняшний день решение предложили Шон Фелл и Лавиния Гейзенберг. В их расчетах нам необходима сотая процента массы Солнца — всего лишь чуть больше, чем 33 массы Земли. При этом эта энергия не просто однократно потребляется, она должна постоянно тратиться на поддержание пузыря.

Запуск отложен

Рассмотрев теоретические выкладки, связанные с пузырем Алькубьерре, мы можем ответить на вопрос, вынесенный в заголовок статьи: когда же будет построен варп-двигатель. По всей видимости, правильный ответ — мы не знаем. Очевидно лишь, что этого не произойдет в ближайшие 40 лет, как завещал Джин Родденберри.

Две описанных выше сложности в проекте пузыря уже представляются нам непреодолимыми на нынешнем этапе развития человечества. Но стоит иметь в виду, что, создавая подобный пузырь, мы углубляемся в такие дебри квантовой физики, в которых могут найтись совершенно новые для нас эффекты, о которых мы и не подозревали. Нестабильная работа варп-двигателей, нарушение устойчивости пузыря могут привести к губительному для всего живого гамма-всплеску или даже созданию черной дыры. Кроме того, сам пузырь проницаем для космического излучения, и даже если мы решим вопрос с его созданием, непонятно, как защищать его от воздействия частиц, с которыми звездолет может столкнуться в пространстве.

Все эти проблемы не делают открытие Мигеля Алькубьерре менее элегантным и значительным. Он несомненно сделал варп-двигатель чуть более возможным, чем это было. Кроме того, многие ученые уверены, что высокоразвитая цивилизация вполне может освоить технологии, необходимые для подобных перемещений. Когда человечество выйдет на этот уровень? Может быть, через сотни лет, а может, и через тысячи. В любом случае, маловероятно, что даже наши праправнуки смогут удобно устроиться в капитанском кресле и пафосно произнести «Engage!»

Принцип работы варп двигателя.

Реально ли создать варп-двигатели? В сериале Звёздный путь

Разведывательное управление Министерства обороны США опубликовало документ о возможности использования темной энергии и манипуляции дополнительными измерениями для создания варп-двигателя.

Такие технологии позволят перемещаться со скоростью выше скорости света, однако, по словам скептически настроенных ученых, их создание на настоящий момент и в обозримом будущем невозможно.

Ученые сообщили, что темная энергия используется для создания разработки. Двигатель сможет преодолеть скорость света.

Новость о создании опубликовали в Разведывательном управлении Пентагона. Конкретно сооружение прозвали варп-двигатель. В Пентагоне разработку расценивают на перспективном уровне, так как благодаря ему эксперты создадут корабль, который позволит обогнать даже движение света. Многие астрофизики полагают, что технологии не имеют таких перспектив, которые видят авторы двигателя будущего. Несмотря на критику, Пентагон верит, что путешествовать быстрее чем скорость света реально. Изначально ученые намерены изучить тайну разгонного усиления Вселенной. Астрофизики сообщают о том, что если существуют помимо нашей еще какие-либо измерения, то перемещения на
гипербыстрой скорости не будет чудом.

Как пишут авторы документа, человечество приблизилось к разгадке тайн скрытых измерений и темной энергии, которая служит причиной ускоренного расширения Вселенной. Использование дополнительных измерений, которые вводятся М-теорией, может помочь создать экзотическую материю, необходимую для сверхсветового движения. Такая материя обладает отрицательной плотностью.

Однако некоторые ученые скептически относятся к таким утверждениям. Например, физик Шон Кэрролл (Sean Carroll) считает, что в докладе используются отдельные фрагменты теоретической физики, которые собраны вместе для создания видимости, что у них может быть практическое применение. Однако технология варп-двигателя, возможно, никогда не будет изобретена.

Ещё в 1994 году физик-теоретик Мигель Алькубьерре предложил метод искривления пространства-времени с помощью волны, которая сжимает его впереди и расширяет сзади, создавая «пузырь». Хотя внутри «пузыря» гипотетический корабль не может двигаться со сверхсветовой скоростью, сама волна может преодолеть предел, установленный специальной теорией относительности Эйнштейна.

По словам Кэрролла, хотя теоретически искривить пространство возможно, неизвестно, как для этого получить и использовать материю с отрицательной энергией. Для путешествия к альфе Центавра, удаленной от Земли на 4,367 светового года, потребуется астрономическое количество такой материи, сравнимое с тем, что выделится при полной аннигиляции целой планеты. Хотя ученый не исключает, что в далеком будущем будут разработаны технологии сверхсветового движения, он склоняется к мысли, что они невозможны в принципе.

Иллюстрация варп-поля, создаваемого теоретическим устройством «Двигатель Алькубьерре». Находящийся внутри поля космический корабль сможет двигаться быстрее скорости света за счет «сжатия» ткани пространства перед ним и «разворачиванием» пространства позади

В докладе его авторы затрагивают сразу несколько вопросов, интересующих современную физику. Среди обсуждаемых концептов говорится о темной энергии (предсказал, но не доказал существование которой отец ОТО Альберт Эйнштейн), об искривляющих пространство-время гравитационных волнах, об эффекте Казимира, заключающемся во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме, а также об М-теории, в которой говорится о возможном существовании нескольких дополнительных измерений, освоение которых определенно понадобится для работы варп-двигателя.

«Этот документ рассматривает возможность, даже высокую вероятность того, что будущие разработки в области передовых аэрокосмических технологий будут связаны с воздействиями, искажающими пространственно-временные структуры, лежащие в основе пространства вакуума. Это можно назвать вакуумной или метрической инженерией».

«Это далеко не просто причудливая концепция. Существует специализированная литература в рецензируемых публикациях по физике, тема в которых подробно изучается».

«Идея в том, что достаточно продвинутая технология может взаимодействовать и получать прямой контроль над пространственно-временными измерениями. Эта дразнящая своими перспективами возможность, безусловно, заслуживает более глубокого изучения», — говорится в документе.

«Конечно, еще очень долго мы, возможно, будем не в состоянии достичь таких технологических высот, но уже сейчас, на раннем этапе 21 века, мы можем рассмотреть множество впечатляющих физических явлений, которые мы считаем истинными
».

В этом же документе приводится инфографика, объясняющая, насколько быстрыми смогут стать космические путешествия, если человечество сможет передвигаться в космосе со скоростью, в сотню раз превосходящей скорость света

В документе также приводится общий принцип, согласно которому эти путешествия можно будет осуществлять. Так, согласно документу, использование достаточного объема темной энергии позволит «сжимать» перед космическим аппаратом и «разворачивать» позади него пространство. Находясь в своеобразном пузыре, корабль будет защищен от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически будет оставаться неподвижным, — перемещаться будет само искаженное пространство, в котором он находится. Это по сути и позволит кораблю двигаться быстрее скорости света, технически не нарушая физический принцип Эйнштейна.

Кэрролл отмечает, что концепт «не является абсолютным бредом», поскольку его математическая модель была разработана еще в 1994 году мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре.

«Вы действительно не можете двигаться быстрее скорости света, однако вполне можете себе представить возможность эффективного искривления пространства-времени, которое позволит преодолеть вам этот барьер»,
— говорит Кэрролл.

«
То есть если вы, например, захотите посетить Альфу Центавра, то вполне сможете прибегнуть к принципу искривления пространства-времени, чтобы Альфа Центавра оказалась совсем рядом с вами. Достаточно близко, чтобы можно было добраться туда за день, а не за десятки тысяч лет. Поможет ли вам в этом искривление пространства-времени? Конечно поможет. Но сможете ли вы это сделать? Сомневаюсь
».

По мнению Кэрролла, доклад DIA слишком глубоко закапывается в аналитику.

«
В нем обсуждаются варп-двигатель, дополнительные измерения, эффект Казимира и темная энергия. Все эти вещи действительно, возможно, когда-нибудь нам откроются. Но я убежден, что никто не сможет разобраться во всем этом в течение ближайшего тысячелетия, не говоря уже о том, как все это использовать»,
— комментирует ученый.

Кэрролл считает, что мы очень далеки от реальности с варп-двигателями потому, что пока никто толком не знает, что вообще представляет собой темная энергия (отсюда и название «темная», то есть непонятная), не говоря уже о том, откуда она берется, как ее хранить и уж тем более использовать.

Более того, по мнению ученого, чтобы долететь до Альфы Центавра – ближайшей к нам звездной системе, расположенной в 4,367 светового года – за пару лет с помощью, скажем, космического аппарата объемом в сотню кубических метров, нам придется говорить об астрономических объемах отрицательной энергии.

«Возьмите Землю и превратите весь ее объем в энергию – именно столько вам ее потребуется. Только следует понимать, что именно отрицательной энергии. Сейчас никто понятия не имеет, как это сделать
», — говорит Кэрролл.

«
И мы не говорим об обычных атомах, из которых состоит Земля, и их рассеивании, как это делось с помощью «Звезды Смерти». Нам придется придумать способ, позволяющий стереть их из этой реальности
».

После этого эту энергию необходимо как-то собрать, сохранить и использовать со 100-процентной эффективностью.

«
Это нереальная задача. Здесь вопрос не в том, что «у нас просто нет подходящих транзисторов» для работы. Речь идет о чем-то, что не вписывается в пределы возможности в принципе
».

К слову, в самом докладе и говорится, что все его выводы являются умозрительными; признается факт необходимости использования «огромного объема отрицательной энергии», а также отмечается, что на «полное понимание природы темной энергии может потребоваться очень много времени».

В то же время в документе авторы предполагают, что «экспериментальные научные прорывы в исследованиях с Большим адронным коллайдером, а также дальнейшее развитие М-теории могут привести к квантовому скачку в нашем понимании этой необычной формы энергии и, возможно, новым прямых технологическим инновациям».

Спустя почти десять лет работы БАК так и не нашел хоть какого-нибудь доказательства существования частиц, которые позволили бы приоткрыть завесу тайны
вокруг темной энергии. Проводимые эксперименты также не поспособствовали дальнейшему развитию М-теории.

Даже если предположить, что каким-то образом будет обнаружен способ получения темной энергии, а также способ скормить ее планетарный объем варп-двигателям корабля, выбрать подходящее направление для путешествия и даже отправиться в него, мы, а точнее те, кто полетят, столкнутся с не менее важными проблемами, решить которые будет жизненно необходимо еще до начала такого путешествия.

Из-за самого искривления пространства межзвездные путешественники могут утратить контроль над кораблем еще в момент начала полета. На пути следования к своей цели люди также могут столкнуться с проблемами. Есть вероятность, что излучение Хокинга, предположительно находящееся на границах черных дыр и других очень искривленных гравитацией областях космоса, может не только создать помехи в работе варп-поля, но и убить пассажиров корабля, пролетающего мимо.

Замедление космического аппарата также может оказаться смертельным для его команды. Аппарат, выходящий из варпа, может превратить космический газ и пыль, протяженностью в несколько световых лет от места отправки до места назначения, в смертоносную ударную волну из высокозаряженных частиц.

«Наука не позволяет мне одномоментно исключить возможность варп-путешествий, но все-таки я считаю, что это невозможно. Я думаю, что если бы мы лучше понимали физику, то уже бы без всяких сомнений сказали, что это сделать просто невозможно»,
— подытожил Кэрролл.

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 . 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

На днях специалисты NASA осуществили успешное тестирование нового революционного метода космических путешествий, позволяющего достичь нереально высоких скоростей. Эксперименты впервые проводились в глубоком вакууме, что соответствует условиям космического пространства.

Команда ученых из США, Китая и Великобритании занималась разработкой варп-двигателя для космических ракет более 15 лет, однако перспектива исследований была спорной, так как законы его работы не вписывались в существующие физические теории. Однако тесты, проведенные в лабораториях NASA, установили, что новый способ осуществления электромагнитного движения в космосе всё же реализовать возможно.

Технология основывается на применении электромагнитного привода. Основная идея – преобразование электрической энергии в тягу без использования пропеллента (ракетного топлива). Однако в реалиях классической физики это невозможно, так как в данном случае нарушается фундаментальный закон сохранения импульса.

Если теория, выдвинутая учеными, действительно имеет право на жизнь, то её можно будет внедрить в разработке космических аппаратов уже в ближайшем будущем. Варп-двигатели обеспечат снижение стоимости космических полетов и повышение их скорости, дадут возможность путешествовать не только по Солнечной системе, но и за её пределы.

Представьте себе автомобиль, который способен доставить на Луну четырех пассажиров и их багаж примерно за четыре часа, или космическое путешествие нескольких поколений на скорости, составляющей всего одну десятую скорости света – достичь Альфы Центавра при этом можно менее чем за столетие. Варп-двигатели, без сомнения, изменят мир космических путешествий. Именно они сегодня являются главным козырем американской космической программы.

Пол Марч (Paul March), инженер, работающий над созданием варп-двигателей, отмечает:

«Моя работа в Eagleworks [лаборатории, занимающейся проведением испытаний варп-двигателей] является продолжением исследования фундаментальных проблем, препятствующих развитию пилотируемой космонавтики и ставших причиной приостановления лунной программы Аполлон. Если результаты исследований будут успешными, то мы получим эффективную технологию, которая позволит избавиться от ограничений, налагаемых ракетным уравнением [формула Циолковского, определяющая взаимосвязь между скоростью летательного аппарата и тягой ракетного двигателя]».

По мнению Марча, технология по-прежнему требует проведения значительного количества испытаний, которые убедят ученых в том, что она действительно не является результатом ошибки или совпадения. В настоящее время варп-двигатели проходят тестирование в Космическом центре Джонсона. Предполагается, что если такой двигатель будет создан, его можно будет установить на любом космическом корабле, причем энергию электромагнитный привод будет получать от компактной атомной электростанции, созданной специально для таких целей.

Еще не появилась эта новость, но, возможно, ученые из NASA создали варп-двигатель!

Группа ученых из NASA провели серию оптических тестов посредством пропуска через камеру резонатора двигателя лазерных лучей, и оказалось, что скорость проходящих лучей разная, чего быть не должно, так как скорость света постоянна.Поведение лучей полностью соответствует тому, как если бы они проходили через варп–поле. Однако есть вероятность того, что полученные данные есть следствие искажений из–за земной атмосферы, поэтому ученые сейчас хотят повторить тест в вакууме, а в идеале — в космосе.

Если вы еще не знаете, что такое варп-двигатель, вот выдержка из Википедии:
Варп-двигатель
(англ. Warp drive, двигатель искривления
) — гипотетическая технология, которая согласно гипотезе позволит кораблю, оснащённому таким двигателем, преодолевать межзвёздные расстояния со скоростями, превышающими скорость света. Это возможно, как ожидают некоторые физики, благодаря генерации специального поля искривления — варп-поля, — которое, окутывая судно, искажает пространственно-временной континуум, перемещая его. Двигатель искривления не будет разгонять физическое тело быстрее скорости света в обычном пространстве, но использует свойства пространства-времени для перемещения быстрее, нежели это происходит с плоской электромагнитной волной (светом) в вакууме.

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства впереди и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разбухает» позади судна. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным: перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. Например, вымышленный варп-двигатель в Звездном пути работает именно так.

Не так давно в средствах массовой информации появились слухи о том, что создали, наконец, в NASA варп-двигатель. Официальным представителям организации приходилось открещиваться от вброса, объясняя, что на самом деле проводились тесты совсем другого устройства, EmDrive. Но интерес к фантастическому прибору, искривляющему пространство, не утихает. Футуристы верят: где-то в секретных лабораториях разрабатывается варп-двигатель. НАСА испытания, однако, не проводило, так как на практике не создано ничего подобного. По крайней мере, официальные источники никакой информации об этом не представляют. Остается довольствоваться теоретической информацией.

Американские исследования

Некоторые ученые полагают, что на космических кораблях возможны полеты, со скоростью в разы больше скорости света. На практике исследования нисколько не приблизили двигатель к его фактическому воплощению. Но, так или иначе, подобные высказывания приятны слуху фантастов и юных романтиков, мечтающих бороздить космические пространства.

Техасские ученые Джеральд Кливер и Ричард Обоуси, опубликовавшие свою работу в Интернете, считают создание гиперскоростного корабля возможным, так как оно не противоречит теориям относительности Эйнштейна и струн.

Последняя находит подтверждение в некоторых недавних открытиях (например, обнаружение непостоянства мировых констант или наличия дополнительных пространственных измерений).

В своих исследованиях американцы отталкивались от работы мексиканского физика, Мигеля Алькубиерре, который написал ее еще в 1994 году и назвал «Двигатель деформации пространства».

Как работает

Принцип его действия заключается в следующем. Варп-двигатель образует замкнутый пузырь вокруг космического корабля, отделяя часть пространства-времени. Привод заставляет его расширяться сзади, а впереди — сжиматься. Благодаря этому пузырь приобретает способность перемещаться вперед со скоростью, превышающей скорость света.

При этом заявляется, что условие, при котором скорость света невозможно превысить, выполняется. Ведь луч рядом с кораблем улетит вперед вместе с ним.

Но пузырь с частью пространства-времени прибудет на какую-либо звезду гораздо быстрее другого корабля, как если бы он стартовал одновременно с тем, на котором установлен варп-двигатель.

По природным законам получается, что он вообще будет оставаться неподвижным в течение всего путешествия, а его кинетическая энергия останется той же, что и до старта.

Вместе с развитием Вселенной

Можно ли в реальности допустить расширение пространства-времени? Физики ссылаются на начало развития Вселенной, когда расширялась не только материя, но и пространственная ткань.

Кливер утверждает, что позади корабля они как бы воссоздают процессы молодой Вселенной. Чтобы космический корабль оказался в таком пузыре, необходимо действие экзотической отрицательной энергии (той же, что нужна и для машины времени). И исследователи даже знают, как ее получить.

«Эффект Казимира»

Они считают, что надо полагаться на «эффект Казимира». Утверждается, что между двумя телами, которые расположены друг от друга на близком расстоянии в вакууме, возникает притяжение. Оно образуется в результате разности виртуальных фотонов, создающихся в вакууме. Между телами их будет значительно меньше, чем в остальном вакууме. Ученые считают, что этот эффект способен помочь путешественникам в космосе. Ведь, переводя на физические понятия, между телами возникает та самая отрицательная энергия, которая и требуется.

Источник — в «темной» энергии

Кроме того, считают, что отрицательная находится и в так называемой «темной» энергии, которая в наши дни обуславливает расширение Вселенной. Ученые уверены, что варп-двигатель станет реальностью как раз тогда, когда поймут эту энергию.

Но как заставить пространство расшириться позади образованного пузыря? Предлагается воспользоваться дополнительными измерениями пространства, существование которых вытекает из теории струн.

Теория струн

Для более легкого их понимания можно мысленно провести сквозь пространство линию. Мы представляем, что она состоит из точек. Но если каждую из них очень сильно увеличить, то они превратятся в кольца, которые и являются проявлением этих измерений.

Ученые полагают, что там рождаются и виртуальные фотоны, имеющие длину волны, способную резонировать с длиной окружности. Кольца здесь играют ту же роль, что и тела-пластины, понятие о которых присутствует в теории об «эффекте Казимира».

А как же все будет воплощено на практике?

Предполагают, что изменяя размер дополнительных измерений, можно вычислить часть пространства-времени в пузыре. Логика здесь проста: при расширении дополнительных измерений происходит сжатие нашего пространства-времени и наоборот.

Чтобы создание варп-двигателя увенчалось успехом, необходима энергия порядка 10 45 джоулей. Для сравнения: столько ее содержится во всей массе Юпитера, если посчитать по общеизвестной формуле Эйнштейна. Раньше считалось, что необходимо еще более колоссальное количество энергии, сопоставимой с массой всей Вселенной.

Кливер также теоретически вычислил, какую должен иметь варп-двигатель скорость. Она превышает скорость света в 10 32 раз. Ученый тут же добавляет, что величина является недостижимой ни с уже имеющимися, ни со всеми, которые только можно себе представить, технологиями.

Практической реализации ожидать отсюда, в общем-то, и не стоит. Ведь всем известно, что американцы летают в космос на российских двигателях. Кстати, из этого следует, что и на Луну они на советском двигателе летали? Что ж, исходя из таких данных, представляется, что если и будет создан когда-либо варп-двигатель, Россия, по крайней мере, примет самое активное участие в его разработке.

Где взять энергию для варп-двигателя?

Всем, кто увлекается фантастикой и мечтает о звездах, несомненно известна концепция варп-двигателя. Это один из вполне перспективных способов выбраться из нашей одиночной камеры. И возможность достаточно быстро долететь до самых далеких звезд. Для тех, кто не в теме, кратко поясню – принцип работы варп-двигателя заключается в том, что он не перемещается в пространстве. Вместо этого перемещается некая область искаженного пространства, эдакий пузырь в его ткани. А вот в этом пузыре, внутри него, перемещается межзвездный корабль. С любой удобной скоростью. Красиво? Красиво.

Однако почему же мы до сих пор не летаем по всей Вселенной, используя подобную идею? Ну, во-первых, мы пока не знаем, как создать пространственный пузырь. Только в теории. И то весьма туманно. Ну а во-вторых, несмотря на слабое понимание способа создания подобного объекта, совершенно очевидно, что поддержание его в стабильном состоянии потребует колоссальных расходов энергии. Сегодня мы поговорим о том, возможно ли вообще в этой Вселенной концентрация такого количества энергии в локальном объеме пространства. И есть ли в ней явления, энергию которых можно использовать для его деформации.

Много энергии для варп-двигателя

Ученые рассчитали, что для того, чтобы изменить структуру пространства объемом 1 кубометр, нужно иметь не менее 10 ⁴² Дж энергии. И нам нужно найти явление, которое может высвободить нужное ее количество очень быстро. И практически в одной точке. Конечно, мы могли бы установить много солнечных панелей вокруг достаточного количества звезд. И ждать миллиарды лет. До тех пор, пока не накопим достаточно энергии. Но это очень непрактично даже для самых продвинутых существ. Нет, нам нужен один взрыв, который можно было бы использовать для создания варп-пузыря. И именно поэтому, в первую очередь, обратим внимание на сверхновые. Когда массивные звезды умирают, они выделяют больше энергии, чем требуется даже для полного разрушения нашего тяжелого и большого Солнца. И больше, чем потребуется для совершения межзвездного путешествия. Сверхновые звезды возникают в тот момент когда звезда, имеющая от 8 до 130 солнечных масс и выше, коллапсирует в черную дыру.

Типичная сверхновая звезда при взрыве может выделить до 10 ⁴⁶ Дж энергии. Это в 100 раз больше, чем необходимо для  питания варп-двигателя. С таким количеством энергии любой варп-корабль мог бы перемещаться через пространства космоса со сверхсветовой скоростью. Конечно, остается один совершенно пустячный вопрос – как использовать всю эту энергию? И как сфокусировать ее в области пространства объемом всего несколько кубических метров? Ведь сверхновые звезды занимают очень большую область пространства. А вот гиперновые звезды могут быть более удобными для этих целей. Поскольку в тот момент, когда вновь образовавшиеся из них черные дыры начинают питаться оставшейся звездной материей, они испускают чрезвычайно мощные пучки гамма-лучей. Всего в двух направлениях. Таким образом энергия фокусируется с помощью магнитных полей.

Если бы эту энергию еще сильнее сфокусировал гипотетический космический корабль, летящий вдоль них, возможно, их можно было бы использовать, чтобы создать варп-пузырь. И проложить путь к другой звезде. Но все получится только в том случае, если космический корабль в нашем сценарии не подойдет слишком близко к пучку энергии. И не будет им уничтожен. Или, что еще хуже, не будет затянут в пасть черной дыры ее мощными приливными силами. Совершенно очевидно, что осуществить таким образом межзвездную миссию чрезвычайно сложно…

А магнетары?

Однако есть еще один потенциальный источник энергии для варп-корабля. Он способен производить до 2,7 × 10 ⁴⁸ Дж энергии. Это магнетар, нейтронная звезда с магнитным полем, которое более чем в квадриллион раз сильнее, чем у нашей планеты. И если на подобном объекте происходят какие-то динамические процессы, смещение поля всего лишь на один сантиметр приводит к глобальному перестроению магнитных линий. При этом происходит выброс энергии, достаточно сильный, чтобы его можно было почувствовать на расстоянии около 50 000 световых лет. Именно такое событие однажды произошло с магнетаром SGR 1806–2020.

Магнетары, генерирующие колоссальные объемы энергии, могут привести в действие даже очень большой корабль всего за одно извержение. Однако звезды, которые могут рождать гиперновые или магнитары, составляют меньшинство населения нашей Галактики. И рассматриваемый гипотетический космический аппарат должен иметь возможность добраться до них еще до планируемого события. Кроме того, магнитные поля силой индукции в 10 миллиардов тесла могут легко поджечь любой космический корабль и мгновенно убить его экипаж. И это тоже не есть хорошо.

Хотя попытка использовать силу, высвобождаемую умирающими и мертвыми звездами, может показаться непрактичной, приведенные цифры показывают, что в космосе можно найти достаточное количество энергии для того, чтобы совершить межзвездное путешествие. Нам нужно всего лишь научиться ей управлять. Но, возможно, есть и более простой выход. Базовое число энергии для создания варп-двигателя, приведенное в этой статье, основано на идее, что вся эта энергия при очень высоких плотностях просто ускорит продолжающееся расширение космоса локально и временно. Однако, возможно, если есть и другие способы создания пространственного пузыря. Что, если на самом деле создание варп-двигателя потребует гораздо меньше энергии, чем мы думаем? Из-за физики, которую мы еще пока не знаем?

Единственный способ узнать это – экспериментировать с чрезвычайно высокими энергиями. Чтобы выяснить правду методом проб и ошибок…

Космические тесты

Проверь свои знания! Интересные тесты находятся здесь!

Заметели премер вопеющий бесграмотности?

Это нужно срочно исправить! Выделите нужный текст и нажмите CTRL + ENTER на клавиатуре. Спасибо за помощь!

Без варп-двигателя и кротовых нор: как правильно летать в космос

Спустя 50 лет человечество планирует вернуться на Луну, а чуть позже прогнозирует полет на Марс. Однако вряд ли людям в ближайшее время суждено значительно удалиться от земной орбиты: этому мешает немало факторов

Космос — не только последний, но и самый опасный рубеж. Это самая экстремальная из возможных сред, но именно через нее лежит путь к новым мирам. Чтобы добраться до них, человеку придется изобрести новые двигатели, научиться выдерживать радиацию, не умереть от случайной царапины и не сойти с ума. Возможно ли это?

С доставкой на дом

При путешествии к экзопланетам (космическим телам вне Солнечной системы) главной проблемой для современных исследователей — и живых, и автоматов — станут не неизведанные условия объектов исследования, а само время, необходимое для такого предприятия. NASA выделило основные проблемы, которые возникнут в связи с тем, что при самом оптимальном развитии технических средств путешествие займет годы.

Сейчас действие основных двигателей основано на химических процессах: топливо и окислитель сгорают, образуя горячий газ. Благодаря нагреву выхлопные газы с высокой скоростью истекают из сопла ракеты, толкая ракету в противоположную сторону. Увы, такие двигатели оставляют человеку мало пространства для маневра, так как скорость истечения газов ограничена температурой сгорания. Даже теоретически путешествие к звездам на двигателях с химической тягой при существующем уровне технологий нереально. Так, самый удаленный от Земли аппарат — Voyager-1, который был запущен в 1977 году, — за 40 лет преодолел свыше 21 млрд км.  Это, без преувеличения, астрономическая цифра, но даже при таком положении дел Voyager-1 достигнет звезды AC +79 3888 (17 световых лет от Солнца), по направлению к которой он летит cо скоростью около 62 000 км/ч, лишь через 40 000 лет.

Современные космические зонды способны развивать и более высокую скорость. Например, искусственный спутник Юпитера Juno способен достичь примерно 250 000 км/ч, а недавно запущенный к Солнцу аппарат Parker Solar Probe разгонится до 692 000 км/ч.  Но в указанных проектах высокая скорость достигается в том числе за счет гравитационных маневров: зонд проходит вблизи планеты, и она увлекает его «с собой», разгоняя до своей орбитальной скорости. Это удобно в пределах нашей системы, но недостаточно для  быстрого путешествия к звездам: за пределами Солнечной системы не будет объектов для гравитационного маневра.  Кроме того, чем дальше от звезды планета, тем медленнее она движется.

Одно из возможных решений проблемы — ионный двигатель. Принцип его работы базируется на создании реактивной тяги на основе ионизированного газа: от молекул отрывают электроны, и полученные заряженные ионы разгоняют в электрическом поле. Таким образом удается достичь более высоких скоростей истечения вещества из сопел, кроме того, такой подход более энергоэффективен (меньше топлива тратится на разгон). В результате ионные двигатели теоретически позволяют добиться небывалых скоростей: по подсчетам исследователей, до Марса можно добраться всего за 39 дней вместо семи месяцев, которые в общей сложности затратит на путь к Красной планете модуль InSight, который должен совершить посадку на Марсе в ноябре этого года. К сожалению, существующие ионные двигатели слишком маломощные и могут применяться только для коррекции орбиты.

В России проектом ядерного двигателя для космонавтики занимается госкорпорация «Росатом», подробности не раскрываются

Более радикальным подходом, как минимум для колонизации Солнечной системы, могут стать ядерные ракетные двигатели. Ядерный источник греется за счет распада радиоактивного вещества, нагревая рабочее тело, которое может истекать с гораздо большей скоростью, чем получающееся в результате горения топлива и окислителя в химическом двигателе. Этот подход пытались применить еще в начале космической эры, во времена холодной войны. Однако до сих пор их применение сдерживается двумя факторами. Нежелательно закидывать на орбиту большое количество радиоактивных веществ: как показывает практика, иногда оно может свалиться обратно. Кроме того, такой двигатель требует серьезного охлаждения, а в космосе тепло отдать можно только излучением, которое уносит энергию относительно медленно, что ограничивает мощность ядерных двигателей. Слабые же ядерные двигатели проще заменить менее опасными для Земли ионными двигателями или более привычными реактивными движками на химическом топливе.

Используя современные материалы и технологии, сейчас разные страны пытаются разработать более мощные модели ядерных и ионных двигателей. Потенциально они позволят в течение нескольких месяцев добираться до Сатурна (у миссии Cassini этот путь занял семь лет). Сегодня разработки ядерных двигателей ведутся, к примеру, в США: в 2017 году NASA и компания BWXT Nuclear Energy заключили контракт на разработку двигателя. В России проектом ядерного двигателя для космонавтики занимается госкорпорация «Росатом», подробности не раскрываются.

Опасная среда

Даже при наличии двигателей, позволяющих за считаные месяцы или годы достичь дальних планет или даже звезд, вопрос безопасности экипажа такого корабля остается открытым. И главной угрозой станут не инопланетяне или астероиды, а радиация. Ионизирующее излучение может повредить ДНК, вызвать проблемы в работе практически всех систем организма и свести на нет любое, даже самое продуманное космическое предприятие с участием человека.

Если говорить о более доступном на сегодняшний день варианте (полете к Марсу), то именно радиация становится одной из главных проблем, с которой предстоит столкнуться космонавтам. Если на Земле человек защищен атмосферой и магнитным полем планеты, то уже на МКС космонавты облучаются в десятки раз сильнее. Полет на Красную планету при нынешнем уровне развития технологий займет около 7 месяцев. К этому необходимо добавить время, проведенное на Марсе, у которого нет защитного магнитного поля и плотной земной атмосферы, а также надо учесть дорогу назад. Суммируя все риски, только радиационная угроза может сделать билет на четвертую от Солнца планету смертельным. Поэтому, например, разрабатываемый компанией Lockheed Martin аппарат Orion будет оборудован специальным защищенным убежищем на случай чрезмерной солнечной активности и большого выброса радиоактивных частиц. Отметим, что подобное решение используется сейчас на МКС.

С древних времен вулканической активности на Луне и Марсе могли остаться многокилометровые тоннели шириной до 1 км.

Если речь идет о планетарной экспансии, то для этого ученые предлагают в будущем применять магнитные щиты или терраформирование. Есть бюджетный вариант: итальянские исследователи предложили концепт заселения так называемых лавовых трубок — каналов в толще планеты, образующихся при неравномерном остывании лавы. Радиация от космического пространства в них будет минимальна, так как ее ослабят верхние слои Марса. В этом случае также не страшны бури и прочие угрозы на планетах, обладающих атмосферой.

Предполагается, что с древних времен вулканической активности на Луне и Марсе могли остаться многокилометровые тоннели шириной до 1 км, во тьме которых вполне могла бы начаться история колонизации небесных тел человеком.

Кроме радиации, человеку предстоит решить еще множество проблем: обеспечить бесперебойное и надежное поступление кислорода, решить вопрос с питанием, научиться уживаться с одними и теми же людьми на протяжении долгого времени и т. д. Стоит ли говорить о том, что во время условной миссии даже к ближайшим планетам космонавтам придется самостоятельно решать медицинские проблемы, например удаление аппендицита? На данный момент все отправляющиеся в космос проходят многочисленные тесты, но застраховаться от всего попросту невозможно. Как указали исследователи, команда из шести человек во время 900-дневного вояжа к Марсу почти неминуемо столкнется как минимум с одним случаем, когда одному из членов экипажа потребуется срочная помощь. Некоторую надежду дает российско-европейский эксперимент «Марс-500», в ходе которого экипаж из шести человек в замкнутом помещении на Земле удачно прожил «в полете» 520 дней, справляясь с психологическими и медицинскими задачами.

Дорогой космос

Финансирование — основа космических проектов, и подавляющее большинство нереализованных космических проектов потерпели неудачу именно на этом этапе. Даже полностью автоматизированные проекты, как, например, марсоход Curiosity, стоят миллиарды долларов. Полет же человека на Марс оценивается в разы дороже.

Даже проекты, где нет необходимости продумывать системы жизнеобеспечения для людей, зачастую сталкиваются с проблемами финансирования из-за высокой стоимости технологий. Например, стоимость орбитального телескопа Джеймса Уэбба уже превысила $9 млрд, а вывести его в космос планировалось еще 10 лет назад. Если же говорить о цене пилотируемых миссий, то самым ярким примером стал проект Международной космической станции. Она оценивается в $150 млрд и является одним из самых дорогих инженерных сооружений мира.

Более того, финансирование одного проекта само по себе не обеспечивает его успех. Подобные проекты требуют как развитой научной базы, так и производств и инфраструктуры, способной обеспечить поддержание станции. На это одни только США тратят $3 млрд ежегодно.

По расчетам NASA, затраты на разработку, подготовку и осуществление миссии к Марсу в течение 30 лет могут превысить $450 млрд. По некоторым оценкам полная стоимость проекта составит $1,5 трлн! Фантастическая сумма на фоне бюджета американского аэрокосмического агентства, который составляет в среднем около $20 млрд ежегодно. Даже весь объем современного рынка космических услуг и технологий достигает $350 млрд. Так что стоимость экспедиции — ничуть не меньшая проблема, чем космическая радиация.

• Билет в один конец. Сколько денег и людей нужно для жизни на другой планете

Новая теоретическая конструкция варп-двигателя преодолевает барьер «отрицательной энергии»

Путешествие со скоростью, превышающей скорость света (FTL), является одним из основных элементов научной фантастики, манипулируя многотысячелетними путешествиями между звездами. Такая технология, конечно, была бы невероятно удобной для нас в реальном мире, и хотя эти «варп-двигатели» считались теоретически возможными, они обычно связаны с экзотической физикой, которая нам недоступна. Теперь астрофизик Эрик Ленц обрисовал в общих чертах новый теоретический проект, который может позволить сверхсветовые путешествия на основе традиционной физики.

Если человечество собирается выдержать испытание временем, нам нужно выйти за пределы Земли. Но куда мы можем пойти? Илон Маск, возможно, мечтает о Марсе, но условия там вряд ли идеальны. На самом деле, нигде в нашей Солнечной системе по-настоящему на нас не работает. Поэтому нам следует обратить внимание на другие звезды.

Хотя почти наверняка где-то есть другие планеты, похожие на Землю, Вселенная чертовски велика, чтобы мы могли добраться до них в любой практический период времени. Используя современные химические ракеты, потребуется более 50 000 лет, чтобы достичь Альфы Центавра, нашего ближайшего соседа.

Вот тут-то и начинается мечта о сверхсветовой скорости. Если бы мы могли путешествовать со скоростью света, путь сократился бы до чуть более четырех лет, а это означает, что обратный путь легко укладывается в нормальную продолжительность жизни человека. Некоторые гипотетические конструкции варп-двигателей могут добраться туда всего за пять месяцев — меньше, чем наше текущее время полета на Марс.

Проблема в том, что, согласно общей теории относительности Эйнштейна, физически невозможно что-либо двигаться быстрее скорости света. Это потому, что по мере того, как объект движется быстрее, его масса увеличивается, поэтому к тому времени, когда вы достигнете скорости света, эта масса приблизится к бесконечности. Кроме того, для разгона до такой скорости потребуется бесконечная энергия.

Но, возможно, есть какие-то лазейки. В 1994 году мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре набросал конструкцию варп-двигателя, который теоретически мог позволить чему-то двигаться быстрее скорости света, не нарушая никаких физических законов. Идея заключается в создании пузыря отрицательной энергии вокруг объекта, так что ткань пространства-времени перед объектом сжимается, а пространство за ним расширяется. В центре находится «плоская» область пространства-времени, по которой объект может перемещаться с комфортом, где любые находящиеся в нем люди даже не почувствуют, что они движутся.

Пузырь варп-двигателя Алькубьерре, показывающий пространственное сжатие перед пузырем и пространственное расширение позади

НАСА

Конечно, у этого варп-двигателя Алькубьерре были свои проблемы. Это все хорошо и приятно небрежно говорить о создании пузыря отрицательной энергии, но для этого потребуются экзотические формы материи, которые не так-то просто найти, если они вообще существуют.

Решение этой проблемы было целью новой статьи. Астрофизик Геттингенского университета Эрик Ленц предлагает способ создания одного из таких «варп-пузырей» из источников положительной энергии.

Изучая предыдущие предложения варп-двигателей, Ленц понял, что существуют определенные конфигурации пространственно-временных пузырей, которые упускались из виду. Эти пузыри приняли форму солитонов, компактных волн, которые распространяются с постоянной скоростью, не теряя своей формы. При определенных обстоятельствах солитоны можно увидеть в волнах на воде, в движениях атмосферы, создающих странные облачные образования, или в свете, проходящем через различные среды. В этом случае солитоны распространяются через само пространство-время.

Ленц обнаружил, что определенные конфигурации солитонов могут быть сформированы с использованием обычных источников энергии, не нарушая ни одного из уравнений Эйнштейна и не требуя каких-либо отрицательных плотностей энергии.

Иллюстрация форм различных «пузырей искривления», которые могут охватывать различные конструкции космических кораблей

E Lentz

Еще один интересный момент: течение времени будет сохранено для любых путешественников. Обычно считалось, что объекты, движущиеся со скоростью света, стареют гораздо медленнее по сравнению с внешним миром. Итак, как показывает старый мысленный эксперимент, если вы поместите одного близнеца на космический корабль, летящий со скоростью света, он будет казаться намного моложе своего близнеца, оставшегося на Земле. Но новая концепция преодолевает этот потенциальный парадокс — поскольку в центре солитона действуют минимальные приливные силы, время будет проходить с одинаковой скоростью как внутри, так и снаружи варп-пузыря.

В то время как варп-двигатель, использующий обычные источники энергии, мог бы стать крупным прорывом, у нового солитонного метода, конечно же, есть свои препятствия. Это по-прежнему потребует абсолютно огромного количества энергии, что просто невозможно прямо сейчас, но надежда еще есть.

«Экономия энергии должна быть резкой, примерно на 30 порядков, чтобы соответствовать современным ядерным реакторам деления», — говорит Ленц. «К счастью, в более ранних исследованиях было предложено несколько энергосберегающих механизмов, которые потенциально могут снизить требуемую энергию почти на 60 порядков».

Их исследование станет приоритетом Ленца в будущей работе. Как бы интригующе все это ни звучало, не ожидайте, что в ближайшее время вы будете участвовать в дрэг-рейсинге Starship Enterprise — исследование остается в основном теоретическим.

«Эта работа приблизила проблему путешествий со скоростью, превышающей скорость света, на один шаг от теоретических исследований фундаментальной физики к инженерным наукам, — говорит Ленц. «Следующий шаг — выяснить, как снизить астрономическое количество энергии, необходимой для достижения сегодняшних технологий, таких как большая современная атомная электростанция. Тогда мы сможем поговорить о создании первых прототипов».

Исследование опубликовано в журнале Classical and Quantum Gravity .

Источник: Геттингенский университет

Ученые, возможно, выяснили, как заставить работать варп-двигатель предложенный план функционирующего физического варп-двигателя — вроде космических путешествий со скоростью, превышающей скорость света, о которых иначе можно было бы мечтать только в научной фантастике. Как объяснил Бобрик в пресс-релизе:

Многие специалисты в области науки знают о приводе Алькубьерре и считают, что варп-двигатель нефизичен из-за потребности в отрицательной энергии. Однако это уже неверно; мы пошли в другом направлении, чем НАСА и другие, и наши исследования показали, что на самом деле существует несколько других классов варп-двигателей в общей теории относительности. В частности, мы сформулировали новые классы решений для варп-двигателей, которые не требуют отрицательной энергии и, таким образом, становятся физическими.

«Хотя мы все еще не можем превысить скорость света, — добавил соавтор статьи Мартир, — нам это и не нужно, чтобы стать межзвездным видом».

Бобрик и Мартир основаны на ранее рецензируемой работе Мигеля Алькубьерре, который предложил варп-двигатель в 1994 году. написал:

Солитоны в пространстве-времени, способные перемещать времяподобных наблюдателей со сверхсветовыми скоростями, уже давно связаны с нарушениями условий слабой, сильной и доминирующей энергии общей теории относительности. Источники отрицательной энергии, необходимые для этих солитонов, должны быть созданы с помощью энергоемких процессов принципа неопределенности, поскольку такой классический источник не известен в физике элементарных частиц. В данной статье этот барьер преодолевается путем построения класса солитонных решений, способных к сверхсветовому движению и генерируемых чисто положительной плотностью энергии.

По сути, все эти ученые предложили методы обхода необходимости создания отрицательной энергии, которая в противном случае потребовалась бы для движения объекта со скоростью, превышающей скорость света. Ленц предположил, что этот мог бы — теоретически — быть выполнен с помощью своего рода «пузыря деформации». Хотя этот «пузырь» потребовал бы выхода энергии, эквивалентной «сотням масс планеты Юпитер», только для того, чтобы переместить космический шаттл стандартного размера. И для того, чтобы выполнить , что с текущими знаниями и технологиями, нам просто нужно было бы найти способ уменьшить эту энергию до выхода современного ядерного реактора, который был бы примерно на 30 порядков меньше. Но все же: не , а !

Бобрик и Мартир предлагают что-то подобное в своем теоретическом Алькубьер Драйв. «Концептуально мы демонстрируем, что любой варп-двигатель — это оболочка из обычного или экзотического материала, движущаяся по инерции с определенной скоростью», — написали они. «За счет чисто локального расширения пространства-времени за космическим кораблем и противоположного сжатия перед ним возможно движение со скоростью, превышающей скорость света, которую видят наблюдатели за пределами возмущенной области».

Теперь все, что нам нужно сделать, это придумать, как захватить пространство-время в договорном пузыре с массой в сотни раз больше Юпитера, который также помещается в ядерный реактор деления. Но мы почти у цели!

Варп-двигатели больше не научная фантастика [Прикладная физика через BusinessWire]

Представляем физические варп-двигатели [Алексей Бобрик и Джанни Мартире / Классическая и квантовая гравитация]

Космический корабль в «варп-пузыре» может двигаться быстрее скорости света, утверждает физик [Бенджамин Скьюз / Physics World]

Преодоление варп-барьера: сверхбыстрые солитоны в теории плазмы Эйнштейна-Максвелла [Эрик Ленц / Классическая и квантовая гравитация]

• «Из-под» приходит идея и технология, которая создает устойчивое электричество, глубоко под океаном. Эта инновационная компания Wave Swell со штаб-квартирой в Мельбурне, штат Виктория, Австралия, разработала запатентованную технологию «Uniwave» для выработки электроэнергии из энергии воды. «Технология WSE производит чистую, устойчивую электроэнергию без использования масла или других загрязняющих веществ. Есть… ПРОЧИТАТЬ ОСТАЛЬНОЕ

• Проверка этики вымирания Как сообщило NPR в августе 2022 года, Colossal Laboratories & Biosciences работает над возобновлением вымирания тасманийского тигра, исчезнувшего с 1936 года. животное имело «фирменные полосы» и редкие в животном мире брюшные мешки у обеих самок… ЧИТАТЬ ОСТАЛЬНОЕ

• Ледяные туннели Южного полюса представляют собой сеть проходов под станцией Амундсен-Скотт, удаленной исследовательской базой в Антарктиде. В туннелях есть трубы для подачи пресной воды на исследовательскую базу, но в них есть и кое-что неожиданное. С тех пор, как в 2002 году были построены туннели, различные сотрудники и посетители отваживались спускаться в -60 ° F / -51 ° C… ЧИТАТЬ ОСТАЛЬНОЕ

• Мы благодарим нашего спонсора за то, что он сделал этот контент возможным; он не написан редакцией и не обязательно отражает ее точку зрения. Управляйте существующим дверным замком со своего телефона с помощью Switchbot Lock. Когда дело доходит до умных замков, вариантов нет. На самом деле, вариантов так много… ПРОЧИТАТЬ ОСТАЛЬНОЕ

• Мы благодарим нашего спонсора за то, что он сделал этот контент возможным; он не написан редакцией и не обязательно отражает ее точку зрения. Многие люди сказали бы, что телевизор необходим в доме, но у него есть явные недостатки. Во-первых, они обычно дорогие. Кроме того, как только вы закрепите его на стене, это… ПРОЧИТАЙТЕ ОСТАЛЬНОЕ

• Мы благодарим нашего спонсора за то, что он сделал этот контент возможным; он не написан редакцией и не обязательно отражает ее точку зрения. Полноценный ночной сон — одна из важнейших составляющих нашего общего самочувствия, но, к сожалению, об этом часто забывают. Укутавшись во что-то более удобное, вы можете перейти к… ПРОЧИТАТЬ ОСТАЛЬНОЕ

Ученые разработали модель сверхсветового варп-двигателя, который искривляет пространство-время для отправки кораблей к звездам

Leer en Español

Ученые утверждают, что они разработали физическую модель варп-двигателя — устройства, которое позволит космическим кораблям путешествовать со сверхсветовыми скоростями.

«Мы представляем первую общую модель подсознательных сферически-симметричных варп-двигателей с положительной энергией», — говорится в абстрактном документе.

«Концептуально мы демонстрируем, что любой варп-двигатель, включая двигатель Алькубьерре, представляет собой оболочку из обычного или экзотического материала, движущуюся по инерции с определенной скоростью. Следовательно, любой варп-двигатель требует двигательной установки. Мы показываем, что класс субсветовых сферически симметричных варп-двигателей пространства-времени, по крайней мере в принципе, может быть построен на основе физических принципов, известных сегодня человечеству».

Теории ученых основаны на варп-двигателе Алькубьерре, названном в честь физика-теоретика Мигеля Алькубьерре. В аннотации к своей статье, опубликованной в 2000 году, он писал, что движущий мир работает, изменяя пространство-время.

«Благодаря чисто локальному расширению пространства-времени за космическим кораблем и противоположному сжатию перед ним возможно движение со скоростью, превышающей скорость света, которую видят наблюдатели за пределами возмущенной области», — писал Алькубьер.

«Полученное искажение напоминает «варп-драйв» из научной фантастики. Однако, как и в случае с червоточинами, для создания искажения пространства-времени потребуется экзотическая материя».

Теоретически варп-двигатель мог бы работать в рамках общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Путешествие со скоростью, превышающей скорость света, обычно требует бесконечного количества энергии, но это ограничение применяется только к объектам в пространстве-времени, а не к самому пространству-времени — именно поэтому Вселенная могла расширяться быстрее скорости света после Большого взрыва.

Новая статья, как сообщает «Популярная механика», проводит ключевое различие между представлениями Алькубьерре и своими собственными: вместо «отрицательной энергии», субстанции, которой не существует во Вселенной, можно использовать пузыри пространства-времени, чтобы создать двигатель. возможный.

Внутри пузыря будет пассажирская зона, где течение времени может происходить иначе, чем снаружи корабля. «Вы не можете преодолеть барьер скорости света для самих пассажиров относительно пространства-времени, поэтому вместо этого вы заставляете их нормально двигаться в пузыре, [но] вы перемещаете сам пузырь со сверхсветовой скоростью», — профессор и научный сотрудник Франкфуртского института перспективных исследований. Сабина Хоссенфельдер, объясняет.

Профессор Хоссенфельдер продолжает, что для того, чтобы двигаться быстрее скорости света, самому космическому кораблю потребуются отрицательные плотности энергии, а для ускорения нужны энергия и импульс — хотя в документе не объясняется, как этим можно управлять, предполагается, что это возможно, потому что это согласуется с научной теорией.

Далее в статье объясняются другие конструкции, которые может использовать корабль, например, размещение пассажиров рядом друг с другом, а не друг за другом, в отличие от традиционных космических кораблей.

Это связано с тем, что количество требуемой энергии зависит от формы пузыря, и чем он более плоский в направлении движения (в конструкции этого варп-двигателя), тем меньше энергии требуется.

Разработка варп-двигателя была мечтой космических агентств в течение многих лет, но добиться ощутимых результатов трудно. НАСА пытается исследовать новые методы движения для космических путешествий, но четко заявляет, что не работает над технологией «варп-двигателя».

В 2014 году агентство опубликовало проект корабля с варп-двигателем, который сможет добраться до ближайшей звезды за четыре недели, а не за 80 000 лет, как сейчас.

Регистрация — это бесплатный и простой способ поддержать нашу по-настоящему независимую журналистику. действующий адрес электронной почты

Пожалуйста, введите действительный адрес электронной почты

Пароль

Должно быть не менее 6 символов, включая буквы верхнего и нижнего регистра и цифру

Должно быть не менее 6 символов, включая буквы верхнего и нижнего регистра и цифру

Должно быть не менее 6 символов, включая символы верхнего и нижнего регистра и цифру

Имя

Пожалуйста, введите ваше имя

Специальные символы не допускаются

Пожалуйста, введите имя от 1 до 40 символов

Last name

Please enter your last name

Special characters aren’t allowed

Please enter a name between 1 and 40 characters

Select your year of birth3004200320022001200019991998199719961995199419931992199119

919881987198619851984198319821981198019791978197719761975197419731972197119701969196819671966196519641963196219611960195919581957195619551954195319521951195019491948194719461945194419431942194119401939193819371936193519341933193219311930192919281927192619251924192319219211920191919181917191619151914

Вы должны быть более 18 лет до зарегистрированного

. В течение всего 18 лет. В течение всего 18 -летнего, и в возрасте

, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте 9000, и в возрасте

года. Я должен быть в реестре

, и в возрасте

года.
Ознакомьтесь с нашим Уведомлением о конфиденциальности

Политика отказа

Вы можете отказаться в любое время, войдя в свою учетную запись, чтобы управлять своими предпочтениями. В каждом письме есть ссылка для отписки. 9verifyErrors}} {{message}} {{/verifyErrors}}

Нажимая «Создать мой аккаунт», вы подтверждаете, что ваши данные были введены правильно, вы прочитали и согласны с нашими Условиями использования, Политикой в ​​отношении файлов cookie и Уведомлением о конфиденциальности.

Этот сайт защищен reCAPTCHA, к нему применяются Политика конфиденциальности Google и Условия использования.

Уже есть учетная запись? войти

Нажимая «Зарегистрироваться», вы подтверждаете, что ваши данные были введены правильно, а также вы прочитали и согласны с нашими Условиями использования, Политикой использования файлов cookie и Уведомлением о конфиденциальности.

Этот сайт защищен reCAPTCHA, к нему применяются Политика конфиденциальности Google и Условия использования.

Регистрация — это бесплатный и простой способ поддержать нашу по-настоящему независимую журналистику. действительный адрес электронной почты

Пожалуйста, введите действительный адрес электронной почты

Пароль

Должно быть не менее 6 символов, включая символы верхнего и нижнего регистра и цифру

Должно быть не менее 6 символов, включая буквы верхнего и нижнего регистра и цифру

Должно быть не менее 6 символов, включая буквы верхнего и нижнего регистра и цифру

Имя

Пожалуйста, введите ваше имя

Специальные символы не допускаются

Пожалуйста, введите имя от 1 до 40 символов

Фамилия

Пожалуйста, введите вашу фамилию

Специальные символы не допускаются

Пожалуйста, введите имя от 1 до 40 символов

Select your year of birth3004200320022001200019991998199719961995199419931992199119

9198819871986198519841983198219811980197919781977197619751974197319721971197019691968196719661965196419631962196119601959195819571956195519541953195219511950194919481947194619451944194319421941194019391938193719361935193419331932193119301929192819271926192519241923192219211920191919181917191619151914

You must be over 18 years old to register

You must be over 18 years old to register 9verifyErrors}} {{message}} {{/verifyErrors}}

Нажимая «Создать мой аккаунт», вы подтверждаете, что ваши данные были введены правильно, вы прочитали и согласны с нашими Условиями использования, Политикой в ​​отношении файлов cookie и Уведомлением о конфиденциальности.

Этот сайт защищен reCAPTCHA, к нему применяются Политика конфиденциальности Google и Условия использования.

Уже есть учетная запись? войти

Нажимая «Зарегистрироваться», вы подтверждаете, что ваши данные были введены правильно, а также вы прочитали и согласны с нашими Условиями использования, Политикой использования файлов cookie и Уведомлением о конфиденциальности.

Этот сайт защищен reCAPTCHA, к нему применяются Политика конфиденциальности Google и Условия использования.

Популярные видео

{{/link}}

Работает ли этот стартап на реальном варп-двигателе?

БЛИЖАЙШАЯ СОСЕДНЯЯ К НАШЕМУ СОЛНЦУ ЗВЕЗДА , маленький красный карлик под названием Проксима Центавра, находится примерно в 4,24 световых года от Земли.

Это может показаться не таким уж большим, но даже одному из самых быстрых космических кораблей, когда-либо созданных человечеством, межпланетному путешественнику NASA New Horizons потребовалось бы более 78 000 земных лет, чтобы полететь туда на максимальной скорости. Если мы когда-нибудь захотим отправиться в другие части нашей галактики, нам придется лететь намного быстрее.

Одним из возможных обходных путей может быть «варп-двигатель», популяризированный научно-фантастической франшизой «Звездный путь», который изгибает ткань пространства-времени для достижения скорости света или даже, возможно, быстрее.

По большей части варп-двигатели остались в области научной фантастики. Но теперь — возможно, и с многочисленными оговорками — ситуация может начать меняться.

Пара исследователей, связанных с малоизвестным стартапом Applied Physics, недавно опубликовала статью, принятую в рецензируемый журнал Классическая и квантовая гравитация, предполагает, что настоящие варп-двигатели могут быть «построены на основе физических принципов, известных сегодня человечеству».

Алексей Бобрик, аспирант Лундского университета в Швеции, который является соавтором статьи, признает, что предстоит еще проделать огромный объем работы, прежде чем эта идея станет практической.

«Проще говоря, многое еще должно произойти», — сказал Бобрик в электронном письме. «До нашей статьи о технологической обоснованности варп-двигателей, учитывая науку, которую мы знаем, не могло быть и речи. Теперь это просто чрезвычайно сложно, но выполнимо».

«То, что у нас есть математическое понимание того, как чего-то достичь, не означает, что у нас есть инженерные способности», — добавил он.

Амбиции, однако, кажутся реальными. Бобрик сравнил текущий момент с расчетами, проведенными учеными НАСА в начале 1960-х годов, которые заложили основу для «гигантского прыжка для человечества» Нила Армстронга, когда он ступил на Луну в июле 1969 года. в статье с Джанни Мартире, техническим предпринимателем, основавшим Applied Physics, строится на существующей концепции, впервые выдвинутой мексиканским физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре в начале XIX века.90-е. Его Alcubierre Drive, чисто спекулятивный варп-двигатель, теоретически может позволить космическому кораблю двигаться быстрее скорости света, сжимая пространство перед собой и расширяя его позади.

Однако есть одна большая проблема. Для работы привода Алькубьерре потребуется отрицательная энергия, а отрицательной энергии, вероятно, не существует — или, по крайней мере, она не учитывается современными физическими моделями.

Но в своей новой статье Бобрик и Мартир предполагают, что некоторые изменения в двигателе Алькубьерре могут сделать это возможным — без необходимости использования отрицательной энергии. Загвоздка в том, что, в отличие от Alcubierre Drive, он сможет двигаться быстро, но не быстрее скорости света.

На самом деле, «теперь мы можем построить варп-двигатель, который не требует отрицательной массы и может быть построен из обычного вещества», — сказал Бобрик Futurism. «Таким образом, мы сделали варп-двигатели физическими и, таким образом, построили фундаментальную математику для механики варп-поля».

Гарольд Уайт, руководитель группы усовершенствованных двигателей в Техническом управлении НАСА и давний исследователь концепций, подобных приводу Алькубьерре, сказал Futurism, что он не совсем убежден в статье по прикладной физике — хотя, по его словам, идеи в это все еще может иметь значение.

«В конце концов, я считаю, что некоторые из тех же проблем остаются, — сказал Уайт журналу Futurism после просмотра статьи, — поэтому еще предстоит определить, удастся ли когда-нибудь реализовать идею искривления пространства. »

Вместо того, чтобы прямо заявить, что их двигатель может превзойти скорость света, Бобрик и Мартайр предполагают, что физический варп-двигатель можно использовать для перемещения на субсветовых скоростях, но все же на несколько порядков быстрее, чем обычные двигательные установки, существующие сегодня.

Уайт назвал субсветовую деформацию «очень привлекательной идеей», добавив, что если «можно достичь больших долей скорости света, то можно будет посетить некоторых из наших звездных соседей за десятилетия, а не за столетия. Немалое достижение! »

Джозеф Эгнью, аспирант Университета Алабамы со склонностью к варп-двигателям, скорее всего, согласится.

«Досветовые скорости — это то, как мы до сих пор исследовали галактику, это просто зависит от степени, в которой мы говорим!» — сказал он Futurism в электронном письме.

«Хорошим ориентиром является предположение, что максимальная субсветовая скорость в 0,99 раза больше скорости света (скорость ускорителя частиц), которую вы обобщаете до ‘1’ для расчетов на салфетке.»

Это будет означать, что при максимальных субсветовых скоростях посещение системы Альфа Центавра по-прежнему будет означать «9+ лет полета туда и обратно для астронавтов на этом космическом корабле, без учета эффектов замедления времени и других явлений, основанных на теории относительности». к Агнью.

Однако другие галактики или более отдаленные части нашей собственной галактики все же потребуют гораздо более быстрого корабля.

«Например, ближайшей крупной галактикой (из многих, многих галактик) является Андромеда, которая находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет», — пояснил Агнью. «Итак, если вы хотите провести отпуск в Андромеде или, возможно, переехать туда, как поселенец на Диком Западе, вам понадобится год, чтобы добраться туда со сверхсветовой скоростью в 2,5 миллиона раз больше скорости света!»

Для Сабины Хоссенфельдер, немецкой писательницы и физика-теоретика, физический варп-двигатель Бобрика и Мартире имеет большой смысл и может быть разумной экстраполяцией фундаментальной работы Алькубьерре.

Варп-двигатель Бобрика и Мартире — это «в основном пузырь», объяснила она в видео на YouTube о бумаге. «У него есть внутренняя зона, которую они называют пассажирской зоной».

Внутри этой области пространство-время неизменно, а это означает, что гравитационные силы внутри него не изменяются.

Вот где предлагаемая концепция физического варп-двигателя становится еще более дикой: время внутри этого пузыря идет иначе, чем снаружи.

«Вы не можете преодолеть барьер скорости света для самих пассажиров относительно пространства-времени», — объяснил Хоссенфельдер. «Таким образом, вместо этого вы заставляете их нормально двигаться в пузыре, но затем вы перемещаете сам пузырь со сверхсветовой скоростью».

Это может привести к некоторым умопомрачительным явлениям.

Привод «может замедлить время для пассажиров внутри него», сказал Бобрик Futurism. «В принципе, довольно сильно. Другими словами, пассажиры не будут быстро стареть во время путешествия, даже если они будут путешествовать медленно и далеко».

Физический варп-двигатель работал бы лучше всего, если бы пассажиры сидели рядом друг с другом, подобно широкому диску, плывущему в пространстве лицом вперед. Во многом это связано с тем, что вам нужно меньше энергии, чтобы двигаться.

«Чем более плоское направление движения, тем меньше энергии вам нужно», — сказал Хоссенфельдер.

Но прежде чем мы запихнем космических путешественников в капсулу в форме пирога и отправим их в направлении Проксимы Центавра со скоростью света, нам предстоит решить множество других задач.

Если предположить, что исследования закончатся, будет очень сложно построить варп-двигатель на основе этой работы.

«Это очень интересный случай, когда это интересная концепция, и ее нужно проверить и подтолкнуть, чтобы выяснить, верна ли она во всех случаях или верны ли определенные предположения», — сказал Агнью Futurism. «Мне нравится подход [Бобрика и Мартире], и на статью много ссылок, но, как обычно, всегда важно сохранять здоровую дозу научного скептицизма».

Еще одна проблема может быть финансовой. Хотя цели Applied Physics высоки, неясно, сколько у них финансирования — и Бобрик, и Мартир уклончиво говорили о деловой стороне стартапа.

«Все о прикладной физике» можно найти на официальном веб-сайте компании, сказал Бобрик. «В настоящее время никакая другая информация об AP не будет обнародована», — добавил он.

Мартир отказался сообщить, работает ли компания над прототипом настоящего варп-двигателя.

«К сожалению, в настоящее время мы не можем давать никаких дальнейших комментариев», — написал Мартир в электронном письме, в котором он указал на загадочную ссылку «Скоро будет больше сюрпризов …» на веб-сайте Applied Physics и сделал нестандартное сообщение. записать комментарий.

Тем не менее, бывают моменты, когда кажется, что Бобрик и его сотрудники воображают ближайшее будущее, в котором возможны варп-путешествия. В какой-то момент Бобрик предположил, что эта технология лучше всего будет реализована на малых кораблях, чем на «массивных космических лайнерах», стратегия, которая, по его предположению, может «начать новую эру исследований, варп-эру».

Зная, чем мы сейчас занимаемся, невозможно сказать, есть ли у прикладной физики что-то. Но, возможно, черпая вдохновение из научной фантастики и осмеливаясь мечтать, у человечества действительно есть шанс, наконец, выйти за пределы самых дальних уголков нашей Солнечной системы.

Подробнее о варп-двигателях: Профессор: прогресс в создании варп-двигателя был «колоссальным»

Поделиться этой статьей0001

• Джессика Холл, 17 декабря 2021 г., 10:26

Этот сайт может получать партнерские комиссионные от ссылок на этой странице. Условия эксплуатации.

Извините, наши подающие надежды космические задроты, но мы должны лопнуть варп-пузырь для всех. Несмотря на недавние сообщения о том, что ученые «случайно создали варп-пузырь», похоже, что до скорости варпа еще далеко. Но все надежды не потеряны: группа ученых во главе с доктором Гарольдом Г. «Санни» Уайтом предложила структуру, которую действительно можно построить в реальном мире и использовать для изучения эффекта Казимира. Это может быть детский шаг, но это реальный шаг.

Преодоление «предела космической скорости» с помощью эффекта Казимира

Чтобы создать варп-двигатель, сначала вам нужно освоить эффект Казимира. Эффект Казимира, для непосвященных, представляет собой очень небольшую силу притяжения, которая существует между двумя незаряженными, но проводящими параллельными пластинами, которые удерживаются очень близко друг к другу. Раньше это было чисто гипотетическим ответвлением теории относительности. Однако теперь, когда мы увидели, как это происходит в реальной жизни, это занимает первое место в списке явлений реального мира, которые исследуют ученые, чтобы выяснить, как мы могли бы, наконец, решить проблему исследования межзвездного пространства.

Идея варп-двигателя Алькубьерре основана на том принципе, что при определенных условиях само пространство-время может сжиматься. Вот где вступает в действие эффект Казимира. Он будет тянуть космический корабль вперед, сжимая само пространство перед носом корабля. Это означало бы, что гипотетическое судно могло бы преодолеть «ограничение космической скорости», достигнув пункта назначения быстрее скорости света, без необходимости разгонять своих мягких пассажиров-людей до релятивистских скоростей.

Если это не был варп-пузырь, то что

построили ?

Бумага, описывающая рассматриваемую структуру, довольно плотная. В нем сообщается об анализе распределения энергии квантового вакуума вокруг сферической бусины из посеребренного кремния, закрепленной в середине цилиндра, удерживаемого между двумя параллельными пластинами. В аннотации говорится, что «была обнаружена структура микро/наномасштаба, которая предсказывает отрицательное распределение плотности энергии, которое точно соответствует требованиям для метрики Алькубьерре». Позже он более точно характеризует свою конкретную цель как «прогнозируемое тороидальное распределение плотности энергии Казимира для [] системы сфера-цилиндр, состоящей из сферы диаметром 1 мкм, подвешенной в середине цилиндра диаметром 4 мкм».

На рис. 1 (вверху) показана пара очень крупных планов параллельных пластинчатых структур, предложенных для использования при изучении эффекта Казимира. (Изображение: авторы исследования.)

Сверхсветовые путешествия, безусловно, привлекательная цель. Но стоимость крутая. Чтобы двигаться быстрее света, такие корабли, как USS Enterprise, должны создать вокруг себя варп-пузырь. Они делают это, применяя количество энергии, которое требует таких вещей, как дилитий и антиматерия. Здесь, на Терра Прайм, человеческое понимание все еще требует экзотической материи для создания условий для варп-пузыря.

Бесплатного обеда не бывает. Но ученые научились производить эффект Казимира, не прибегая к экзотической материи, и если мы хотим заставить само пространство сжиматься, то нам лучше всего выяснить все, что мы можем, о спонтанных силах притяжения в природе.

«Мы не построили настоящий варп-пузырь в лаборатории». Тем не менее, несколько первоначальных рецензий на статью были сформулированы неверно.

Это привело к появлению различных статей, в которых утверждалось, что новое открытие представляет собой «создание настоящего варп-пузыря в реальном мире». Цитата ниже отражает первоначальную путаницу:

«Чтобы было ясно, наша находка не является аналогом варп-пузыря, это настоящий, хотя и скромный и крошечный, варп-пузырь», — сказал Уайт The Debrief, быстро отказавшись от идеи, что это что-то иное, чем творение. реального, реального варп-пузыря. «Отсюда и значение».

Но это заявление не подтверждается газетой, как ясно дал понять доктор Уайт, когда мы связались с ним для интервью. «Одна вещь, которую я хочу удостовериться, что я здесь очень ясна, — объяснил он ExtremeTech, — это то, что мы провели некоторый численный анализ, чтобы определить реальную структуру, которую можно было бы изготовить, которая, по прогнозам, проявит настоящий варп-пузырь. Мы не построили настоящий варп-пузырь в лаборатории. Вся предпосылка реального и аналогового подразумевается в контексте физического языка».

Смешается?

Быть аналогом другого явления означает неизбежный разрыв. Результаты исследований не могут быть обобщены между ними. Это та же самая причина, по которой лекарство, которое «продемонстрировало свою эффективность на мышиных моделях», не всегда проходит клинические испытания на людях. Мыши, свиньи и обезьяны — полезные биологические аналоги людей, но совпадение не идеально.

Рис. 10(b): Условная микро/наноструктура, изображающая массив блоков сфера-цилиндр, предложенная для использования при изучении эффекта Казимира. Изображение: авторы исследования

Существует способов узнать физику одного предмета, глядя на другой. Доктор Уайт объяснил, что существуют явления, называемые «акустическими черными дырами», которые ведут себя как черные дыры полезными способами, которые мы можем изучить, но сами не являются черными дырами. Акустические черные дыры могут улавливать звуковые волны в объеме жидкости. Это мало чем отличается от того, как черная дыра улавливает световые волны в объеме пространства. Кроме того, акустические черные дыры излучают энергию, аналогичную излучению Хокинга, испускаемому черными дырами.

Очевидно, что создать область дифференциального потока жидкости проще, чем создать настоящую сингулярность. Но за сокращение трудозатрат приходится платить: страдает точность. Поскольку свет и звук настолько разные, только некоторые результаты обобщаются от одного случая к другому.

Исследование ЦП Skylake «голубое небо»

Исследователи провели моделирование структуры параллельных пластин и их последующий численный анализ с использованием кластера из 660 ЦП Intel Skylake. Но это даже не самый большой кластер, который они использовали для своих исследований на эту тему . «Сегодня мы регулярно проводим анализ пользовательских полостей Казимира, готовясь к некоторым эмпирическим работам, которые мы проводим для измерения силы Казимира, с некоторыми из этих пользовательских топологий, — сказал доктор Уайт, — и мы должны раскрутить кластеры. такого размера на регулярной основе».

Эта работа по изучению эффекта Казимира является одним из нескольких других амбициозных исследовательских проектов некоммерческой организации Уайта, Института безграничного пространства (LSI). Доктор Уайт сравнил базовые исследования организации «голубого неба» с современными системами GPS в том смысле, что они должны учитывать как относительность, так и квантовые эффекты, чтобы обеспечить максимально возможную точность. Излишне говорить, что для этого требуется очень много вычислительной мощности.

Тем не менее, добавил он, «Мы хотели бы гораздо большего, потому что даже с тысячами процессоров мы должны как бы удерживать детали модели до определенного момента, чтобы она могла получить результаты для нас. ».

Амбициозный суп из алфавита: DARPA, NASA, LSI

Долгое время НАСА было синонимом исследования космоса. В последнее время люди снова начали подумывать об отправке ботинок на Луну. Но это не предел наших амбиций; у нас есть спутники, «Вояджеры», посадочные модули и солнечные зонды, и даже отважный маленький марсоход, который болтается на поверхности Марса и занимается всевозможными научными исследованиями в тандеме со своим дроном-компаньоном, пытаясь разведать и подготовить путь для людей, наконец, приземлиться там.

LSI сотрудничает с Управлением оборонных наук DARPA, присуждает гранты и исследовательские стипендии, а также проводит собственные внутренние исследования в лаборатории NASA Eagleworks. (Eagleworks — это лаборатория, которая построила EmDrive — эксперимент, в котором изучалась полость тщательной формы в надежде, что она сможет улавливать и направлять микроволновую энергию, создавая тягу без топлива.) Но некоммерческая организация также финансирует академические исследования других экзотических способов получения энергии. от А до Б. Их исследовательские цели включают в себя двигательную установку с лучевой энергией и релятивистские солнечные паруса, термоядерную двигательную установку и даже проходимые червоточины.

Рис. 8 – График Йоркского времени. На этом изображении показано расширение и сужение пространства, связанное с метрикой Алькубьерре. Сюжет также включает простое изображение корабля, наложенное, чтобы проиллюстрировать выравнивание кольца экзотической материи (T00) с расширением и сжатием пространства. Плоская область в середине графика Йоркского времени представляет собой область плоского пространства-времени в середине варп-пузыря, где координатное время совпадает с собственным временем, а собственное ускорение α равно нулю. Здесь будут расположены чувствительные системы / инструменты космического корабля и, возможно, экипаж.

«Ядерно-электрический двигатель дает нам Солнечную систему» ​​

Предположим, вы хотите сделать что-то вроде отправки человека к кольцам Сатурна в течение сотен дней, что сравнимо с текущим временем путешествия между этим местом и Марсом. Мы могли бы использовать деление или даже термоядерный синтез, чтобы пройти долгий путь в пределы внешней Солнечной системы. «Ядерно-электрическая двигательная установка, где у вас есть ядерный реактор в сочетании с какой-либо формой электрического двигателя, двигатели Холла, что у вас есть — этот тип архитектуры может доставить людей в любое место в Солнечной системе», — сказал доктор. Белый. «Это хорошо изучено в литературе; все, что для этого требуется, — это преданность делу создания и эксплуатации этих систем».

Для доставки полезной нагрузки на Сатурн требуется на порядок больше энергии, чем для доставки той же полезной нагрузки на НОО. Но потребности в энергии в мегаваттах в путешествии не выходят за рамки досягаемости ядерно-электрических или даже химических двигателей. Поскольку размеры конструкции уменьшаются, мы потенциально можем удовлетворить потребности в мощности с помощью микрореактора в масштабе проектов размером с товарный вагон, которые исследуются в другом месте в государственном секторе.

Мы можем собрать энергию, чтобы добраться до невероятно далеких мест; чего мы пока не можем сделать, так это добраться туда достаточно быстро, чтобы поездка того стоила. «Ядерно-электрический двигатель дает нам Солнечную систему», — сказал доктор Уайт. «Но если мы хотим добраться до другой звездной системы за какую-то долю человеческой жизни, нам нужно взглянуть на границы физики».

Примечание: The Debrief обновил свою историю с момента публикации, чтобы удалить фразу « что-либо, кроме создания реального, реального варп-пузыря », но заголовок по-прежнему подразумевает, что конкретное, воспроизводимое явление было замечено/обнаружено. Это неверно. В этой статье описывается модель, которая предсказывает явление. Ученым еще предстоит наблюдать или создать настоящий варп-пузырь, будь то в природе или в лаборатории.

Теперь прочтите:

• Проект Пеле: почему Министерство обороны делает ставку на крошечные ядерные реакторы, чтобы решить свои энергетические проблемы
  

  Отмечен

  Этот сайт может получать партнерские комиссионные от ссылок на этой странице. Условия эксплуатации.

  Информационный бюллетень ExtremeTech

  Подпишитесь сегодня, чтобы получать последние новости ExtremeTech прямо на ваш почтовый ящик.

  Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на рассылку означает ваше согласие с нашими
  Условия использования и
  Политика конфиденциальности. Вы можете отказаться от подписки на информационный бюллетень в любое время.

  Еще статьи

  Дорожная карта лабораторных экспериментов для Warp Drive

  27 сентября 2019 г. 26 сентября 2019 г. Брайан Ван

  Джозеф Эгнью, студент и научный сотрудник Университета Алабамы в Исследовательском центре движения Хантсвилля (КНР), представил результаты своего исследования «Исследование теории и технологии деформации для определения современного состояния и осуществимости». Это было частью сессии «Будущее ядерных и прорывных двигателей».

  Обнаружение гравитационных волн указывает на то, что эффект реален. Мы можем работать над экспериментами, чтобы изучить его, а затем оптимизировать эффективность получения желаемых эффектов.

  Брайан Ванг освещает работу по теории варпа с тех пор, как Алькубьерре опубликовал свою работу. Первоначальная работа Алькубьерра нуждалась в массе Юпитера из экзотического материала. Работа Гарольда Уайта над конфигурацией варп-пузыря и толщиной пузыря довела теоретическую потребность в мощности до 500 кг (масса «Вояджера-1»). раз. Мы можем повысить чувствительность сенсора в несколько раз. Мы можем увеличить генерацию эффекта. Суть резюме Agnew заключается в том, что существует дорожная карта для устранения пробела в экспериментах с генерацией обнаруживаемых эффектов. Затем мы работаем над оптимизацией сенсора и увеличением размера эффекта. Любой стабильный эффект искривления увеличит возможности других двигателей. Обсерватория LIGO (гравитационные волны) обнаружила гравитационные волны от сталкивающихся черных дыр и нейтронных звезд. Эта работа подтверждает физику, связанную с варп-движением Алькубьерре.

  В 2018 году исследователям Университета Рочестера удалось создать частицы с отрицательной массой в атомарно тонком полупроводнике, заставив его взаимодействовать с ограниченным светом в оптической микрорезонаторе.

  Что, если мы сможем заменить экзотическую материю чем-то с аналогичными свойствами, чтобы решить проблему раз и навсегда? С 2006 по 2016 год исследователи пытались использовать тороидальную положительную плотность энергии для создания сферической области отрицательного давления и, таким образом, устранения необходимости в экзотической материи. К сожалению, хотя они уже добились некоторых успехов в этой области, эти успехи были подвергнуты критике как простая ошибка измерения, вызванная вмешательством людей, выходящих за пределы комнаты. Они пытаются увеличить чувствительность до одной сотой длины волны и внедрить осциллирующее поле, чтобы получить определенные результаты. Документ Университета Дьюка.

  Производство и воспроизведение даже очень крошечной искусственной волны в лаборатории станет революционным событием, подобным LIGO, говорит Агнью. Открытие LIGO доказало, что необходимые технологии развиваются.

  Квантовое зондирование может удвоить чувствительность LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория).

  Компания Nextbigfuture рассмотрела все предложения по улучшению детекторов гравитационных волн помимо LIGO. Большинство изменений в архитектурном дизайне не будут применимы к лабораторным испытаниям варп-поля. Улучшения датчика будут применимы.

  «На самом деле это только сейчас становится потенциальным лабораторным экспериментом, потому что технологии теперь выросли до такой степени, что они будут поддерживать этот уровень», — говорит Агнью. «Теперь мы ограничены чувствительностью измерительных приборов и уровнем мощности, необходимой для проведения эксперимента».

  Обеспечение электроэнергией становится все более осуществимым по мере появления в сети более крупных магнитных генераторов. Тесла — это единица, используемая для измерения магнитных полей. В 2004 году было подсчитано, что для эксперимента потребуется 20 тесла энергии. С тех пор генераторы, производящие целых 49Тесла построили.

  «Именно здесь, с классической точки зрения, мы наблюдаем большое количество энергии, необходимое для создания даже очень слабой реакции», — говорит Агнью. Более высокая мощность произвела бы больший и более легко измеряемый эффект.

  Что касается измерительной стороны эксперимента, Агнью говорит: «Из всех существующих идей наиболее правдоподобной мне кажется интерферометр».

  В 2014 году в документе указывалось, что нам нужна интерферометрия, которая была бы в миллион раз более чувствительной, чтобы обнаружить степень деформации пространства-времени, которую мы могли бы создать в лабораторном эксперименте.

  Применение сверхпроводников и метаматериалов может значительно улучшить детекторы. Развитие сверхпроводников, магнитов и лазеров может усилить эффект искривления пространства-времени.

  Повышение чувствительности и усиленные эффекты могут сократить разрыв до обнаруживаемого эксперимента по искривлению.

  Некоторые теоретики предполагают, что даже очень маленькое, но надежное пространственно-временное искривление может быть соединено с ядерным двигателем, чтобы обеспечить значительный прирост скорости. «Одним из эффектов пребывания в пузыре является то, что он уменьшает видимую массу того, что находится внутри», — говорит Агнью. «В этом случае даже незначительный эффект может повысить эффективность других форм движения».

  Полная копия «Экспертиза теории и технологии деформации для определения современного уровня техники и осуществимости».

   

  Лаборатория Сонни Уайта и Иглворкс Ранее выполняла приказы о значительном улучшении с 2011 по 2014 год

  В 2011 и 2012 годах во время 100-летнего симпозиума звездолетов доктор Гарольд «Соннье» значительно улучшил работу симпозиума звездолета, чтобы значительно сократить его». потребности в энергии. Nextbigfuture освещал выступления Уайта в Eaglework. Уайт изменил геометрию корабля и толщину варп-пузыря, чтобы резко снизить теоретическую потребность в энергии для путешествия со скоростью, превышающей скорость света.

  Ранее в литературе приводилось количество экзотической материи/отрицательного давления Юпитера, необходимое для создания «полезного» варп-пузыря, что делало эту идею в лучшем случае интересной только для академических кругов. Анализ чувствительности, начатый Уайтом в 2011 году и завершенный в 2012 году, показал, что потребности в энергии можно значительно снизить, сначала оптимизировав толщину варп-пузыря, а затем изменив интенсивность пузырька для уменьшения жесткости пространства-времени. Они дали уменьшение количества экзотической материи с Юпитера до количества, меньшего, чем у космического корабля «Вояджер-1» (500 кг) для 10-метрового пузыря с эффективной скоростью, в 10 раз превышающей скорость света.

  Эксперимент с Q-двигателем Eagleworks пытается использовать прикладные научные исследования в области квантового вакуума, гравитации, природы пространства-времени и других фундаментальных явлений, чтобы реализовать возможность решения для сверхвысокого Isp. 12 секунд. Эта итерация направлена ​​на подтверждение или опровержение имеющихся данных, чтобы продвинуться вперед в поисках прорыва в физике двигателей. Для выставки они представят концептуальную визуализацию этих эффектов и предоставят сводку текущих данных и планов на будущее.

  Летняя серия коллоквиумов директора Эймса НАСА была представлена ​​Управлением главного научного сотрудника в рамках празднования 75-летия Центра.

   

  Modifying Alcubierre warping with thicker warping would make it easier

  SOURCES- Agnew, White Papers, University of Alabama, NASA Eagleworks, Wikipedia
  Written by Brian Wang, Nextbigfuture.com

  Brian Wang

  Брайан Ванг — лидер футуристической мысли и популярный научный блогер с 1 миллионом читателей в месяц. Его блог Nextbigfuture.com занимает первое место среди блогов научных новостей. Он охватывает множество прорывных технологий и тенденций, включая космос, робототехнику, искусственный интеллект, медицину, антивозрастную биотехнологию и нанотехнологии.