|
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
|
