Почему ученые до сих пор не могут решить, возможны ли сверхсветовые полеты?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мечта о путешествиях быстрее света терзает умы человечества не одно десятилетие. Научная фантастика подарила нам варп-двигатели, позволяющие космическим кораблям преодолевать огромные расстояния за считанные часы. Но что говорит наука? Возможен ли варп-двигатель в принципе, или это красивая, но несбыточная мечта? Вопрос, как оказалось, далеко не праздный, и физики всего мира продолжают биться над ним, не приходя к однозначному ответу.

Идея Алькубьерре: искривление пространства-времени

Первый серьезный шаг к научному обоснованию варп-двигателя был сделан в 1994 году мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре. Он предложил концепцию, согласно которой корабль не движется быстрее света в привычном понимании, а скорее «скользит» по искривленному пространству-времени. Представьте себе лист бумаги: чтобы добраться из точки А в точку Б напрямую, нужно пройти определенное расстояние. Но если сложить лист так, чтобы точки А и Б оказались рядом, достаточно просто «проткнуть» бумагу. Примерно так же, по мысли Алькубьерре, работает варп-двигатель: он сжимает пространство впереди корабля и расширяет его сзади, создавая своего рода «пузырь», в котором и перемещается космический аппарат.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Звучит многообещающе, но тут же возникает вопрос: а что нужно для такого искривления пространства-времени? Ответ, увы, неутешительный: отрицательная энергия.

Отрицательная энергия: ключ к варп-двигателю и камень преткновения

Отрицательная энергия — это гипотетическая форма энергии, обладающая экзотическими свойствами. В отличие от привычной нам энергии, она имеет отрицательную массу и, по сути, «отталкивает» гравитацию. Именно такая энергия, согласно расчетам, необходима для создания варп-пузыря.

И тут начинаются проблемы. Во-первых, существование отрицательной энергии пока не доказано. Во-вторых, даже если она существует, требуемые объемы просто астрономические. По одним оценкам, для создания варп-пузыря размером с космический корабль потребуется отрицательной энергии больше, чем вся положительная энергия во Вселенной!

Поиск альтернативных решений: игра с формой и количеством

Но физики не сдаются. Продолжаются поиски способов снизить требуемое количество отрицательной энергии. Один из подходов — изменение формы варп-пузыря. Вместо сферической формы предлагается использовать более сложную, с узким «горлышком» впереди, которое и будет заниматься сжатием пространства. Это, по расчетам, позволяет значительно уменьшить потребность в отрицательной энергии, но все равно речь идет о количестве, сопоставимом с массой звезды, сжатой до размеров меньше атомного ядра. В результате получаем… черную дыру?

Движение и стабильность: новые вызовы

Даже если мы предположим, что смогли добыть и сжать необходимое количество отрицательной энергии, возникают новые проблемы. Расчеты показывают, что как только варп-пузырь начинает двигаться, отрицательная энергия начинает «вытекать» из него, что приводит к коллапсу всей конструкции. Иными словами, корабль просто не сможет поддерживать варп-пузырь в движении.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Варп-двигатель как инструмент познания: больше, чем просто средство передвижения

Несмотря на все сложности и кажущуюся нереалистичность, исследования варп-двигателей продолжаются. Но, честно говоря, главная цель уже не в том, чтобы построить космический корабль, способный путешествовать быстрее света. Гораздо важнее — изучение фундаментальных законов физики, проверка границ наших знаний. Вопрос о возможности варп-двигателя затрагивает самые основы квантовой гравитации и природы пространства-времени.

Если варп-двигатели все-таки окажутся возможными, это произведет революцию не только в космонавтике, но и в нашем понимании Вселенной. И даже если варп-двигатель останется лишь мечтой, поиски его создания неизбежно приведут к новым открытиям и прорывам в науке. Ведь, в конце концов, главное — не достижение цели, а путь, который мы проходим в ее поисках. А это путешествие, безусловно, стоит того, чтобы его продолжить.

3 комментария

1
У учёных нет никаких проблем с этим вопросом начиная с появления специальной теории относительности. Учёные знают что любая передача информации (а путешественник несёт информацию) со скоростью выше скорости света эквивалентна передаче информации в прошлое. Одно и то же путешествие будет и путешествием быстрее света и путешествием в прошлое, в зависимости от скорости наблюдателя. Поэтому все эти читерские методы, будь то червоточины или искривление пространства, они либо невозможны, либо в нашей вселенной можно вернуться в прошлое и убить своего дедушку.
Fracta1L
Допустим, от Земли к Альфе Центавра стартует корабль с двигателем Алькубьерре на скорости 10с. Где тут будет передача информации в прошлое?
1
Советую всё-таки почитать хотя бы популярное изложение СТО. Гуглите по «световой конус», например.
СТО гласит что одновременность событий неабсолютна, а зависит от системы отсчёта, которая в свою очередь определяется скоростью движения точки начала системы отсчёта. Если совсем на пальцах и с натяжками, это можно представить приложив к листу бумаги треугольную линейку и получив систему координат, можно заметить как небольшой поворот этой линейки приводит к тому, что для 2х отстоящих по горизонтали друг от друга точек будет меняться ответ на вопрос какая из точек выше (в 4хмерном пространстве — какое из событий случилось раньше). С точки зрения фотона, летящего с альфы-центавра, время стоит, т.е. момент испускания его от звезды и момент поглощения на Земле одновременны, хотя для нас фотон летел 4+ года. С точки зрения фотона летящего от Солнца к Альфе Центавра сдвиг одновременности в другую сторону. Получается дрифт одновременности в 8 с лишним лет. Принцип причинности выживает в мире СТО только благодаря ограничению на скорость света, то что попадает в конус с одной стороны однозначно в прошлом, и поэтому может служить причиной происходящего события, что с другой — однозначно в будущем поэтому может быть следствием происходящего события, что за конусом — может быть как в прошлом, так и в будущем, но на практике неважно, так как недостижимо из-за ограничения на скорость. Любая сверхсветовая передача информации позволит выскочить за световой конус, т.е. оказаться в такой точке пространства-времени, которая в некоторой системе отсчёта будет в прошлом по отношению к оригинальному конусу. Дальше можно просигналить летящему мимо другому кораблю с двигателем Алькубьерре (или стационарному ретранслятору, который потом передаст информацию летящему кораблю) который летит в противоположном направлении и информация вернётся на Землю, только в прошлое.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Нейросети против квантовых запретов: физики нашли способ обойти принцип неопределенности Гейзенберга

Законы квантовой механики утверждают о невозможности одновременного точного измерения определенных пар физических величин. Например, нельзя узнать и точные координаты частицы, и её...

Марс был «голубой планетой», как и Земля: геологи доказали существование глубокого моря в Долинах Маринер

Геологи из Бернского университета определи точную высоту, на которой находился уровень воды в гигантской системе каньонов Марса. Исследование доказывает, что в переходный период между гесперийской...

✦ ИИ  Почему самый быстрый самолет в истории тек прямо на взлетной полосе: парадокс SR-71 Blackbird

Гениальная инженерия. Почему самолет SR-71 Blackbird был специально сделан «дырявым», как он дозаправлялся на грани сваливания и зачем пилоты возили с собой химию, которая загорается от воздуха.

Космическое рококо XXI века: обзор выставки Екатерины Беляевской

До конца недели FINEART GALLERY на территории Винзавода продолжает показывать «Вселенную рококо» Екатерины (Кати) Беляевской. Это серия фантазий художницы, объединенных центральным...

Обзор обновленной версии «охотничьего» бинокля Svbony SV202 8x32 ED

Обновление бинокля Svbony SV202 8x38 ED отличается зелёным просветлением и внешним видом. В остальном отличий нет. Стекла с низкой дисперсией (ED) так же присутствуют. В основной части обзора...