07.05.2025. - Путешествия между галактиками могут стать реальностью

Путешествия между галактиками могут стать реальностью

Любой, кто с детства увлекался "Звездными войнами", узнает, с каким трепетом Хан Соло и Чубакка впервые запустят "Тысячелетнего сокола" в гиперпространство. В фильмах двигатели с гипердвигателем позволяют таким кораблям, как "Сокол", перемещаться по Вселенной быстрее скорости света и достигать отдаленных планет всего за несколько минут.

Но, поскольку 4 мая фанаты празднуют "День Звездных войн", эксперты говорят, что эта футуристическая технология не совсем научная фантастика.

По мнению ученых, реальный "варп-двигатель" мог бы позволить космическим кораблям совершать прыжки между галактиками, как в "Звездных войнах".

Вместо того, чтобы сжигать топливо, как ракета, для перемещения корабля в космосе, варп-двигатели могли бы искривлять и растягивать само пространство-время, приближая пункт назначения.

Профессор Тим Дитрих, эксперт по физике гравитации из Потсдамского университета, рассказал MailOnline: "Привлекательность использования варп-двигателя в том, что он позволяет перемещаться между двумя точками практически мгновенно.

"В этом смысле, в принципе, это могло бы позволить путешествовать по галактике, подобно тому, что мы видим в научной фантастике".

Однако эксперты предупреждают, что реальный варп-двигатель был бы гораздо более непрактичным и значительно более опасным, чем гипердвигатели, которые мы видим в фильмах.

Что такое искривляющий двигатель?

Согласно Эйнштейну, массы искривляют и растягивают пространство-время, подобно грузам, брошенным на резиновый лист.

Другие массы на листе затем попадают в эти "пространственно-временные кривые", создавая эффект гравитации.

В 1994 году ученый по имени Мигель Алькубьерре понял, что физика пространства-времени Эйнштейна позволяет создать принципиально новый тип двигателя.

Доктор Кэти Клаф, космолог из Лондонского университета Королевы Марии и коллега профессора Дитриха, рассказала MailOnline: "Варп-двигатель - это гипотетическая система, которая позволила бы космическому кораблю перемещаться из пункта А в пункт Б, искривляя пространство-время.

- Обычные ракеты разгоняются за счет сжигания и выброса топлива, что позволяет им набирать скорость и быстрее преодолевать расстояния.

"Варп-двигатель просто сокращает расстояние перед кораблем и увеличивает его сзади, так что корабль перемещается из пункта А в пункт Б без необходимости ускоряться".

Как и гипердвигатель на "Тысячелетнем соколе", варп-двигатель создает "варп-пузырь" искаженного пространства-времени вокруг корабля.

Корабль остается в плоской области пространства-времени в центре пузыря и просто перемещается вместе с пузырем по мере его движения.

Доктор Клаф говорит: "Это звучит как научная фантастика, и, вероятно, так оно и есть, но идея о том, что пространство и время гибки и могут быть искривлены, является фактом и лежит в основе общей теории относительности Эйнштейна".

Может ли варп-двигатель позволить вам путешествовать между звездами?

Сложность путешествия от звездной системы к звездной, как на кораблях в "Звездных войнах", заключается в том, что во Вселенной есть ограничение скорости.

Теории Эйнштейна не только предсказывают физическую возможность использования варп-двигателей, но и утверждают, что ничто не может двигаться быстрее скорости света - примерно 300 000 километров в секунду.

Это означает, что потребовалось бы более четырех лет, чтобы достичь Проксимы Центавра, ближайшей к Земле звезды, расположенной на расстоянии 4,3 световых лет, даже при движении со скоростью, близкой к скорости света.

Путешествие к центру Млечного Пути, между тем, заняло бы 26 000 миль, что вряд ли можно назвать почти мгновенным путешествием, которое мы видим в фильмах.

Преимущество использования варп-двигателя в том, что космический корабль теоретически может обойти это ограничение скорости, используя причуду общей теории относительности.

Само по себе расширение пространства-времени не имеет ограничений по скорости, поэтому варп-пузырь может двигаться так быстро, как ему захочется.

Тем временем космический корабль остается в пределах плоской области пространства-времени внутри варп-пузыря, поэтому он вообще не движется относительно окружающего пространства.

Звучит дико, но эта физическая лазейка позволяет кораблю "двигаться" быстрее скорости света, даже не ускоряясь.

Двигаясь быстрее скорости света, корабль может преодолеть любое расстояние за "сколь угодно" короткий промежуток времени.

Инженер НАСА доктор Гарольд "Сонни" Уайт утверждает в своем эссе, что корабли могли бы покинуть Землю с помощью обычных ракет, прежде чем отправиться в пункт назначения и активировать варп-двигатель.

Оказавшись достаточно близко, варп-двигатель отключался на безопасном расстоянии, и полет завершался с использованием обычных двигателей.

Доктор Уайт пишет: "Этот подход позволил бы совершить путешествие, скажем, к Альфе Центавра, измеряемое наблюдателем с Земли (и космическими часами) за недели или месяцы, а не за десятилетия или столетия".

На что это было бы похоже - полетать на варп-двигателе?

В "Звездных войнах" прыжок в гиперпространство сопровождается потрясающим зрелищем мелькающих огней и звезд.

Но каково это было бы на самом деле - смотреть в иллюминатор корабля, летящего со сверхскоростью?

Доктор Клаф говорит: "В зависимости от того, смотрите ли вы вперед или назад, длина волны падающего света от звезд будет сужаться или растягиваться, и поэтому впереди все будет выглядеть более синим, а позади - более красным.

"Кроме того, форма объектов будет искажена, как при взгляде через изогнутую линзу".

К сожалению для фанатов "Звездных войн", доктор Клаф говорит, что "Звездный путь" на самом деле намного ближе к правильному представлению этого.

В частности, доктор Клаф говорит, что "выстрел пулями" из Star Trek Beyond был "слабо" основан на том, как свет изгибается в деформированном пространстве-времени вокруг варп-пузыря.

Еще одним ударом для поклонников франшизы стало то, что исследования также показали, что путешественники по варпу на самом деле не увидели бы звезд в иллюминаторе.

Моделирование, проведенное группой студентов-физиков из Университета Лестера, показало, что пассажиры на борту "Тысячелетнего сокола" действительно увидели бы плоский светящийся диск.

Это связано с тем, что космическое микроволновое фоновое излучение, энергия, оставшаяся после Большого взрыва, была бы смещена из микроволнового спектра в видимую область спектра за счет эффекта Доплера.

Возможен ли варп-двигатель?

Но прежде чем вы начнете собирать чемоданы для путешествия к Альфе Центавра, эксперты предупреждают, что до настоящего варп-двигателя, возможно, еще далеко.

Это связано с тем, что для варп-двигателя требуется так называемая "экзотическая материя", то есть вещество с отрицательной энергией.

Доктор Клаф говорит: "Если кривизну пространства–времени представить в виде листа, растягивающегося при размещении на нем массивных объектов, то объекты с положительной энергией создают провал в листе, в который, как правило, попадают другие массивные объекты - это объясняет гравитационное притяжение.

"Однако на этом снимке отрицательная масса вместо этого тянет лист вверх, создавая холм, с которого падают другие объекты".

Используя отрицательную энергию, будущие космические путешественники смогут придать пространству-времени точную структуру, необходимую для создания варп-пузыря.

Хотя это звучит еще более фантастично, чем Сила, отрицательная энергия является реальным следствием квантовой физики, и ученым удалось получить ее в небольших количествах в лаборатории.

"Однако увеличение этого показателя до величины, необходимой для того, чтобы окружить корабль приличных размеров пузырем, энергия которого в несколько раз превышала бы энергию Солнца, все еще находится в области научной фантастики", - говорит доктор Клаф.

Перемещение со скоростью, превышающей скорость света, также сопряжено со своим набором проблем, которые могут вызвать серьезные затруднения у космических путешественников.

Профессор Дитрих предупреждает, что использование варп-двигателя может вызвать "парадоксы причинно-следственной связи, как только он превысит скорость света", чего Вселенная может и не допустить.

Но то, что эта технология находится за пределами нашего понимания, не означает, что это невозможно.

Некоторые ученые даже полагают, что технология варп-двигателей может быть реализована всего за 100 лет.

Профессор Герайнт Льюис из Сиднейского университета сказал ABC News, что экзотические материалы с отрицательной энергией, возможно, уже существуют во Вселенной.

Профессор Льюис сказал: "У нас есть намеки на то, что во Вселенной существуют материалы, которые нам понадобятся, но сможем ли мы собрать их вместе и создать варп-двигатель, мы до сих пор не знаем.

Профессор Льюис добавил: "Теории Эйнштейна уже сто лет, но мы только начали изучать ее поверхность.

"Я думаю, что в ближайшие 100 или 1000 лет мы узнаем гораздо больше о Вселенной, и, возможно, это сверхбыстрое путешествие станет реальностью".

В поисках варп-двигателей

И если в далекой-далекой галактике есть кто-то, кто уже совершает прыжки через гиперпространство, доктор Клаф и профессор Дитрих думают, что мы сможем его найти.

Подобно плазме в термоядерном реакторе, экзотическая материя, питающая варп-двигатель, была бы настолько нестабильна, что ее необходимо было бы сдерживать каким-либо полем.

Если бы это поле вышло из строя, экзотическая материя быстро рассеялась бы.

Доктор Клаф и профессор Дитрих изучали, что произойдет в эти моменты сразу после потери такого защитного поля.

Профессор Дитрих говорит: "Когда это происходит, пузырь становится нестабильным и разрушается, а искажение пространства фрагментируется и создает рябь, которая распространяется наружу – это гравитационные волны, которые мы в принципе могли бы обнаружить, достигая Земли.

"В пределах нашей галактики эти волны могут быть очень сильными, и поэтому их в принципе можно обнаружить выше наземных источников шума".

Хотя он предупреждает, что волны от кораблей длиной менее километра будут иметь частоту, которую наши современные детекторы не измеряют, это означает, что мы должны быть в состоянии обнаружить любые используемые поблизости варп-двигатели.

Доктор Клаф говорит: "Тим [профессор Дитрих] - скептик и думает, что мы никогда ничего не увидим, и хотя я уверен, что он прав, я думаю, что это достаточно интересно, чтобы попробовать.

- Приятно думать, что, даже если мы сами не сможем создать варп-двигатель, если кто-то еще в галактике придумает, как это сделать, мы, по крайней мере, сможем обнаружить, как он им пользуется.

Доктор Клаф добавляет: "Если у кого-нибудь есть лишний миллиард фунтов стерлингов на высокочастотный детектор гравитационных волн, пожалуйста, дайте нам знать!"

Источник