Двигатель Алькубьерре: сверхсветовая скорость — фантастика или реальность из вселенной «Звёздного...
Варп-двигатель Алькубьерре — сверхсветовые путешествия? Возможна ли варп-скорость? «Энтерпрайз» из «Звёздного пути» может развивать скорость, в 9000 раз превышающую скорость света. Для сравнения, самый быстрый искусственный объект, зонд «Юнона», развивает скорость, равную 0,0002 скорости света. При такой скорости потребуется 20 000 лет, чтобы достичь ближайшей инопланетной планеты, в то время как «Энтерпрайз» доберётся туда всего за 4,5 часа. Но разве специальная теория относительности Эйнштейна не запрещает сверхсветовые путешествия? В этом есть лазейка. Мексиканский физик и поклонник «Звёздного пути» Мигель Алькубьерре опубликовал статью на тему «Варп-двигатель». Он манипулировал уравнениями общей теории относительности Эйнштейна, чтобы создать варп-поле, независимо от того, допускают ли это другие законы физики. Но его уравнения являются математически непротиворечивыми решениями уравнений Эйнштейна. Вот как работает варп-двигатель Алькубьерре: возьмите космический корабль и окружите его пузырём пространства. Если вы можете сжать пространство перед пузырём и расширить пространство за ним, то вы сможете заставить пузырь пространства двигаться вместе с космическим кораблём. Это было бы похоже на катание на волне на доске для сёрфинга. Именно здесь кроется лазейка в ограничении скорости Эйнштейна, согласно которому ничто не может двигаться быстрее скорости света. Это ограничение скорости применяется только к объектам, движущимся в пространстве, а не к движению самого пространства. Пространство может двигаться с любой скоростью. Таким образом, этот пузырь пространства в геометрическом решении Алькубьерре теоретически может двигаться с любой произвольной скоростью, даже в 9000 раз превышающей скорость света. Но может ли пространство действительно двигаться быстрее скорости света? Да. Пространство расширяется в задней части нашего космического корабля и сжимается в передней. Может ли пространство расширяться и сжиматься таким образом? Да, пространство может делать и то, и другое. Прямо сейчас пространство сжимается вокруг вас и Земли. Вот что такое гравитация. Аналогично, пространство тоже может расширяться. Оно расширяется прямо сейчас в космологических масштабах. Варп-двигатель Алькубейрре создаёт вокруг корабля пузырь, подобный доске для сёрфинга. Корабль находится внутри этого пузыря. Ваш корабль не движется внутри пузыря, поэтому законы Эйнштейна не нарушаются. Чтобы заставить пространство локально искривляться вокруг такого космического корабля, требуется большая масса или её энергетический эквивалент по формуле E=MC^2. И это не просто обычная масса или обычная энергия. Это отрицательная масса и отрицательная энергия. Как получить антигравитацию? Вам нужна отрицательная материя – или экзотическая материя. Это то, что обладает отрицательной гравитацией. Проблема в том, что существование отрицательной материи неизвестно. Обратите внимание, что отрицательная материя – это не антиматерия. У антиматерии нет отрицательной гравитации. У неё есть положительная гравитация. Вы можете заменить её энергетическим эквивалентом отрицательной материи, и это отрицательная энергия. Но, опять же, что такое отрицательная энергия? Это не то же самое, что отсутствие энергии. Именно энергия со значением меньше нуля позволила бы расширять пространство-время. Но антигравитация никогда не наблюдалась в лабораторных условиях. Однако антигравитация, отрицательная масса и отрицательная энергия не запрещены уравнениями Эйнштейна. Может ли это означать, что, если мы достаточно умны, мы сможем это создать? Предположим, что сможем. В NASA есть группа под названием Advanced Propulsion Team, также известная как Eagleworks, которая работает над этим предположением. Расчёты Гарольда Уайта показывают, что корабль диаметром 10 метров может развивать скорость в 10 раз превышающую скорость света. Команда Уайта даже проверила возможность искривления пространства, проведя очень малый настольный эксперимент. Они попытались слегка искривить траекторию фотона, изменив расстояние, которое он проходит на фиксированной длине. Первый эксперимент был проведён в 2013 году и не дал однозначных результатов. Реалистична ли отрицательная энергия вообще? А как насчёт эффекта Казимира, демонстрирующего отрицательную энергию? Это квантово-механическое явление, возникающее при очень близком расположении двух проводящих пластин. При этом определённая доля частот виртуальных частиц между пластинами исключается, поскольку не все частоты поместятся в 10-нанометровом пространстве. Частоты с длинами волн свыше 10 нанометров будут исключены, в то время как все частоты поместятся вне пластин. Давление снаружи пластин превышает давление внутри пластин. Это создаёт реальную механическую энергию, которую можно измерить. Некоторые учёные предлагают использовать эту отрицательную энергию вакуума в больших масштабах. Но это некорректно, поскольку энергия между пластинами не отрицательна. Нельзя ли использовать энергию для создания варп-двигателя, используя эффек...
