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

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

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
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.
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.
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.
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

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
17837408632978861051@mailru
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

Кипящая звезда: как конвекция на поверхности R Дорады меняет представления о звездной эволюции

Космос, безбрежный и загадочный, скрывает в себе множество тайн, которые человечество стремится разгадать. Одной из таких интригующих загадок являются процессы, происходящие на поверхности звезд,...

Обзор наушников TRI I3 MK3: по-настоящему дорогое звучание

На самом деле I3 MK3 — это уже третья попытка компании подружить 10 мм динамик, балансную арматуру и один планарный излучатель. В I3 планар отвечал только за середину, а на верхах царил...

А вы знали, из какого мяса готовят оригинальный плов?

Плов — одно из самых популярных и древних блюд, которое имеет множество вариантов приготовления, в зависимости от региона. Его готовят в Центральной Азии, на Ближнем Востоке, в...

Превью планшета Ulefone Armor Pad 3 Pro: «бронированный» гигант с аккумулятором на 33280 мАч и прожекторами

У меня в руках очень интересный гаджет, новинка от компании Ulefone — Armor Pad 3 Pro. Это защищенный планшет (IP69K/MIL-STD-810H) с противоударным корпусом и огромным аккумулятором на...

Новинки недели: Смартфоны iPhone, Realme, Huawei, Vivo

На этой неделе рынок смартфонов станет богаче, благодаря долгожданным релизам от крупнейших брендов. Среди них флагманская линейка iPhone 16 от Apple, которая привлечет внимание по всему миру....

Огромный заброшенный ускоритель частиц в Подмосковье. История строительства и современное состояние

Заброшенный адронный коллайдер в Подмосковье, известный как Ускорительно-накопительный комплекс (УНК), представляет собой незавершённый проект, который был задуман в 1983 году. Этот коллайдер...