|
Что мешает нам создать варп-двигатель
|
|
|
|
В 1994 году Мигель Алькубьерре смог построить верное решение уравнений общей теории относительности, которое позволяет использовать варп-двигатель. Но теперь нам нужно разобраться с остальной частью теории относительности: как мы организуем материю и энергию, чтобы сделать возможной именно эту конфигурацию пространства-времени?
|
|
|
|
К несчастью для варп-двигателей, именно тогда мы начинаем сталкиваться с проблемами. На самом деле, сразу же мы сталкиваемся с тремя проблемами. И эти три проблемы называются энергетическими условиями. Теперь, прежде чем я опишу энергетические условия, я должен сделать оговорку. То, что я собираюсь сказать, не является железными законами физики.
|
|
|
|
Вместо этого они представляют собой разумные предположения о том, как природа имеет смысл. Общая теория относительности - это механизм. Вы вводите различные конфигурации пространства-времени, различные соотношения материи и энергии. Вы поворачиваете ручку и узнаете, как работает гравитация. Общая теория относительности сама по себе не говорит вам, что реально, а что нет.
|
|
|
|
Вы должны смотреть на другие вещи. Общая теория относительности - это машина, которая выдает ответы, и нам нужен какой-то фильтр, чтобы определять, какие ответы хороши и разумны, а какие глупы. Эти фильтры могут меняться. Они не высечены на камне. Они не вытекают из физической теории. Это просто утверждения, которые, по-видимому, имеют смысл в нашей вселенной и которые мы считаем истинными, хотя у нас нет прямых доказательств, кроме опыта и наблюдений за всю жизнь, которые не показывают абсолютно никакого нарушения этих утверждений.
|
|
|
|
|
|
|
Существует множество таких так называемых энергетических условий, и их действие заключается в том, что они накладывают ограничения на то, что энергии позволено делать во Вселенной. Три из них, на которые мы обращаем внимание, когда речь заходит об Алькубьерре и его варп-двигателе, называются состоянием сильной энергии, состоянием доминирующей энергии и состоянием слабой энергии.
|
|
|
|
Условие сильной энергии обычно гласит, что материя должна притягиваться к материи. Условие доминирующей энергии гласит, что энергия не должна течь быстрее скорости света. А условие слабой энергии заключается в том, что ваша локальная плотность энергии всегда должна быть положительной. Это означает, что отрицательной массы и отрицательной энергии, то есть экзотической материи, не существует.
|
|
|
|
Повторим еще раз, что это не железные законы Вселенной. Это всего лишь наблюдения, сделанные нами после столетия игры с теорией относительности Эйнштейна и изучения более обширного космоса. И решение Алькубьерре о варп-двигателе, по-видимому, нарушает все три из них.
|
|
|
|
Это нарушает условие сильной энергии, потому что мы имеем дело с ситуацией, когда локальная гравитация отталкивает. Это нарушает условие доминирующей энергии, потому что у нас энергия течет быстрее скорости света, и, по-видимому, это нарушает условие слабой энергии, потому что для создания варп-пузыря вам нужно использовать шар с отрицательной массой и отрицательной плотностью энергии. Это единственный способ заставить работать геометрическое решение пространства-времени с искривленным приводом.
|
|
|
|
Теперь вы могли бы просто сказать: "Эй, может быть, эти энергетические условия неправильны, наша интуиция ошибочна, и природа умнее нас". Это прекрасно, но я предлагаю вам попытаться найти где-нибудь в природе пример, когда эти условия нарушаются. Вам будет нелегко найти места, где материя не притягивается к материи, где местная гравитация не является привлекательной. Вам будет нелегко найти места, где энергия течет быстрее скорости света. Так что, пока эти условия, по-видимому, сохраняются, варп-двигатель отключен.
|
|
|
|
Как насчет последнего? Вы знаете, что локальная плотность энергии всегда должна быть положительной. Разве у нас нет эффекта Казимира? Да, эффект Казимира - это странное квантовое взаимодействие, при котором локальная плотность энергии может быть отрицательной, и в некотором смысле нарушается условие слабой энергии. Но это только в области между пластинами — как только вы усредняете область, окружающую пластины, условие слабой энергии остается верным.
|
|
|
|
Но, возможно, какая-нибудь умная технология и достижения в физике могли бы использовать это для создания крупномасштабной лазейки в условиях слабой энергии. К сожалению, ответ на этот вопрос находится в области квантовой гравитации. Это теория природы, к которой у нас пока нет доступа. Так что нам придется отложить какие—либо планы по созданию варп-двигателя - по крайней мере, на данный момент.
|
|
|
|
Источник
|
