Варп-двигатель, не нарушающий законы физики. Реальность или фантастика?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

На протяжении десятилетий идея варп-двигателя, позволяющего преодолеть световой барьер, будоражила умы фантастов и ученых. Представление о том, что можно искривить пространство-время и путешествовать со скоростью, превышающей скорость света, казалось фантастикой, но теперь, благодаря новым исследованиям, эта мечта может стать реальностью.

Варп-двигатель, вольная интерпретация
Варп-двигатель, вольная интерпретация
Автор: Designer

В этой статье мы рассмотрим работу группы ученых из США и Израиля, которые смогли найти решение для физической реализации варп-двигателя, удовлетворяющего всем известным энергетическим условиям. Это открытие может перевернуть наше понимание космических путешествий и открыть новые горизонты для межзвездных полетов.

В погоне за недостижимым: от теории к реальности

Теоретические основы варп-двигателя заложил в 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьер. Его модель предполагала создание пузыря искаженного пространства-времени, в котором объект мог бы перемещаться со сверхсветовой скоростью. Однако, эта модель, как и многие последующие, сталкивалась с одной серьезной проблемой: для ее реализации требовалось наличие экзотической материи с отрицательной плотностью энергии, существование которой пока не доказано.

В 2021 году физики Алексей Бобрик и Джанни Мартире выдвинули гипотезу о том, что физический варп-двигатель может быть создан с использованием положительной энергии. Их идея заключалась в создании сферической оболочки из обычной материи, способной искривлять пространство-время. Однако, эта модель не могла объяснить, как именно эта оболочка будет перемещать объект.

Пример траектории искривления Алькубьерре с тремя фазами полета: (i) Пассажир входит в пузырь искривления в состоянии покоя относительно наблюдателя в точке A.Пассажир не будет иметь никакой координатной скорости по сравнению с опорным наблюдателем(dxi/dt = ui = 0) (ii) Пузырь искривления начинает свое движение, ускоряясь до постоянной скорости. Пассажир внутри геодезически перемещается вдоль него до координатной скорости варп-двигателя, но все еще с нулевой скоростью, измеренной в собственном времени (dxi/dt = vwarp). (iii) Пузырь искривления замедляется до остановки в точке B, находящейся в состоянии покоя относительно наблюдателя.и пассажир выходит из диска.
Пример траектории искривления Алькубьерре с тремя фазами полета: (i) Пассажир входит в пузырь искривления в состоянии покоя относительно наблюдателя в точке A. Пассажир не будет иметь никакой координатной скорости по сравнению с опорным наблюдателем(dxi/dt = ui = 0) (ii) Пузырь искривления начинает свое движение, ускоряясь до постоянной скорости. Пассажир внутри геодезически перемещается вдоль него до координатной скорости варп-двигателя, но все еще с нулевой скоростью, измеренной в собственном времени (dxi/dt = vwarp). (iii) Пузырь искривления замедляется до остановки в точке B, находящейся в состоянии покоя относительно наблюдателя. и пассажир выходит из диска.
Автор: Jared Fuchs, Christopher Helmerich, Alexey Bobrick, Luke Sellers, Brandon Melcher, Gianni Martire; arxiv:2405.02709 [gr-qc]; https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.02709; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Прорыв: варп-оболочка — ключ к межзвездным путешествиям

Новое исследование, проведенное группой ученых во главе с Джаредом Фухсом, представляет собой настоящий прорыв в области варп-двигателей. Ученые смогли объединить идеи Бобрика и Мартире с моделью Алькубьер, создав новый тип варп-двигателя, который они назвали «варп-оболочкой».

«Варп-оболочка» представляет собой сферическую оболочку из обычной материи, создающую положительную энергию. К этой оболочке добавляется вектор смещения, аналогичный тому, что использовался в модели Алькубьер, но с одной ключевой разницей — этот вектор не нарушает энергетические условия.

Благодаря использованию новой технологии «Warp Factory», разработанной Applied Physics, ученые смогли численно моделировать эту оболочку и подтвердить, что она способна перемещать объекты с постоянной субсветовой скоростью. «Warp Factory» позволяет анализировать и моделировать варп-двигатели с высокой точностью, учитывая все нюансы теории относительности.

Пример решения Алькубьерре, преобразованного к комовской системе координат с помощью преобразования Лоренца. Статика (синий цвет) - это метрика для формы, определенной Алькубьерре в [1]. Комовитация (красный пунктир) - обратное преобразование Лоренца, примененное к статическому решению. Обратите внимание, что вектор сдвига остается неизменным, но изменения для пространственных членов и членов запаздывания. Эти изменения будут заменены терминами материи оболочки при построении физического решения в данной работе.
Пример решения Алькубьерре, преобразованного к комовской системе координат с помощью преобразования Лоренца. Статика (синий цвет) — это метрика для формы, определенной Алькубьерре в [1]. Комовитация (красный пунктир) — обратное преобразование Лоренца, примененное к статическому решению. Обратите внимание, что вектор сдвига остается неизменным, но изменения для пространственных членов и членов запаздывания. Эти изменения будут заменены терминами материи оболочки при построении физического решения в данной работе.
Автор: Jared Fuchs, Christopher Helmerich, Alexey Bobrick, Luke Sellers, Brandon Melcher, Gianni Martire; arxiv:2405.02709 [gr-qc]; https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.02709; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Варп-оболочка и ее уникальные свойства

«Варп-оболочка» обладает рядом уникальных свойств:

  • Физически реализуема: Она удовлетворяет всем энергетическим условиям, не требуя наличия экзотической материи.
  • Положительная энергия: Оболочка обладает положительной энергией, создаваемой за счет обычной материи.
  • Постоянная скорость: «Варп-оболочка» позволяет перемещать объекты с постоянной субсветовой скоростью, что делает ее более практичной для межзвездных путешествий.
  • Не нарушает причинность: «Варп-оболочка» не нарушает причинно-следственные связи, поскольку объекты в ней перемещаются медленнее скорости света.
Схема испытания светового излучения. Излучатели, детекторы и зеркала движутся относительно интересующей нас оболочки. Обратите внимание, что оба луча проходят через центр, но смещены на схеме для визуальной ясности. Эмиттер-детектор B вертикально выровнен с зеркалами слева, а эмиттер-детектор A вертикально выровнен с зеркалами справа. Эмиттер-детекторы A и B равноудалены от центра оболочки. Траектория поворота двух световых лучей может находиться в любой точке оболочки. Эффект искривления оболочки проявляется в горизонтальном направлении от B и к A.
Схема испытания светового излучения. Излучатели, детекторы и зеркала движутся относительно интересующей нас оболочки. Обратите внимание, что оба луча проходят через центр, но смещены на схеме для визуальной ясности. Эмиттер-детектор B вертикально выровнен с зеркалами слева, а эмиттер-детектор A вертикально выровнен с зеркалами справа. Эмиттер-детекторы A и B равноудалены от центра оболочки. Траектория поворота двух световых лучей может находиться в любой точке оболочки. Эффект искривления оболочки проявляется в горизонтальном направлении от B и к A.
Автор: Jared Fuchs, Christopher Helmerich, Alexey Bobrick, Luke Sellers, Brandon Melcher, Gianni Martire; arxiv:2405.02709 [gr-qc]; https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.02709; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Вызов будущего: ускорение и новые горизонты

«Варп-оболочка» — это важный шаг на пути к созданию физически реализуемого варп-двигателя, но перед учеными стоит еще ряд задач.

Одна из главных сложностей — создание механизма ускорения «варп-оболочки». Пока что ученые нашли решение только для постоянной скорости. Дальнейшие исследования должны быть направлены на создание эффективных способов ускорения и замедления «варп-оболочки», не нарушая при этом энергетических условий.

Также необходимо исследовать влияние «варп-оболочки» на окружающее пространство и объекты, находящиеся вне нее. Возможно, «варп-оболочка» создает гравитационные волны, которые могут оказывать влияние на близлежащие объекты.

Несмотря на существующие сложности, полученные результаты дают надежду на то, что создание физически реализуемого варп-двигателя возможно в обозримом будущем. «Варп-оболочка» открывает новые горизонты для межзвездных путешествий, позволяя человечеству расширить границы познания и отправиться в невероятное космическое путешествие.

8 комментариев

Добавить комментарий

a
Осталась «мелочь» — создать достаточно материи для заметного искривления пространства-времени. Пока что даже Солнце не в состоянии искривить пространство до нужной степени.
S
Может. Если сжать его до размера футбольного мяча
Jstary01
Как всегда! А вот ееееесли бы у нас быыыыло, но этого нет! А так было бы. Звездуны блин.
S
А что за проблема с межзвездными перелетами?
Разгоняйся до скоростей, сильно близких к скорости света и полёт до соседней галактики по времени корабля займёт пару лет с небольшим.
Можно и за день долететь :D
Разгон же, по очевидным причинам, займёт минимум год, торможение тоже.
Осталось выяснить, где взять энергии на год ускорения…
S
Думаю, что при приближении к световой скорости, не просто так экспоненциально увеличиваются энергетические затраты на ускорение. То же самое происходит и с инерцией. Я к тому, что для того, кто находится внутри ускоряемого корабля ускорение, кажущееся стороннему наблюдателю ускорением 9,8м/сек.кв. на скорости половины скорости света будет создавать перегрузку далеко не в 1g. Так что с ускорением в год до таких скоростей у астронавтов мала вероятность выжить.
S
Ну, я считал по 10 метров в секунду в квадрате.
За год должно набежать как скорость света…
j
3е8 м/с за 3е7 с (1год) это как раз примерно 1e1 м/с², т.е. 1g.
При постоянной тяге с т.з. корабля и ускорение будет оставаться постоянным, но для внешнего наблюдателя — будет уменьшаться с приближением к с. То есть корабль может бесконечно (по времени) «ускоряться» с постоянным ускорением в своей со, но мы-то знаем…
113446625070322531477@google
Вода водой. С детства увлекаюсь астрономией и астрофизиков, уже 100 раз читал и смотрел видео про эти варп двигатели и пузыри Алькубере. Из одной статьи в другую из пустого в порожнее. Нового ни чего.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Трампмаск проиграл демократам на выборах, а также распродажа ИИ-акций: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: государство требует 10% российского компьюта, американцы не хотят видеть новые датацентры, Anthropic может отложить...

Канадское озеро разделили пластиковой стеной и удобряли две половины по-разному — одна из них позеленела за один сезон

В 1973 году в небольшом озере на северо-западе канадской провинции Онтарио появилась странная конструкция. Через узкую перемычку между двумя его чашами протянули непроницаемую пластиковую завесу,...

Почему большие колонки исчезают из квартир, хотя хороший звук стал доступнее

Ещё лет тридцать назад две большие колонки в гостиной никого не удивляли. Между ними стоял усилитель, магнитофон или проигрыватель пластинок. Аппаратура занимала немало места, провода тянулись за...

Почему для записи на многих магнитофонах нажимали сразу две кнопки — REC и PLAY

Чтобы послушать кассету, достаточно было нажать PLAY. Но для записи песни с радио на многих магнитофонах требовалось утопить сразу две соседние клавиши — REC и PLAY. По названиям...

Оптический контроль инерции: как логика магнитофона «Электроника ТА1-003» спасала тонкий лавсан

Стационарный катушечный магнитофон высшей группы сложности «Электроника ТА1-003» пошел в серию в 1979 году на фрязинском заводе «Рений», а в 1980 году сборку развернули на мощностях кировского...

Паровые земснаряды в пустыне: как прокладывали Суэцкий канал в XIX веке

В первые годы строительства Суэцкого канала главный инструмент выглядел совсем не как машина индустриального века. Тысячи египетских рабочих стояли в песке и мелкой воде с кирками, корзинами и...