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