Космический корабль с варп-двигателем полетит быстрее скорости света, находясь в «пузыре». Релятивистское замедление времени исключается.
Об этом рассказал Джозеф Агнью (Joseph Agnew), инженер и научный сотрудник Университета Алабамы, работающий в Propulsion Research Center (PRC) в Хантсвилле. Об этом сообщает sciencealert.com.
Трудно жить в релятивистской Вселенной: ведь даже ближайшие звезды находятся очень далеко, а скорость света абсолютна. Неудивительно, что в научной фантастике авторы обычно используют корабли FTL (Faster-than-Light), то есть ракеты, летящие быстрее скорости света.
В современной науке существует концепция Alcubierre Warp Drive (варп-двигателя Алькубьерре).
Напомню, идея так называемого пузыря Алькубьерре построена на методе изменения геометрии пространства: сжатии пространства спереди, перед объектом, и расширения сзади.
Но неужели такой полёт осуществим на практике?
Этот вопрос и стал темой презентации, устроенной в Американском институте аэронавтики и астронавтики (19—22 августа, Индианаполис). Презентацию провёл Джозеф Агнью.
Мистер Агнью уверяет, что теория движущей силы относительно проста. Вот вся концепция популярным языком: варп-двигатель растягивает ткань пространства-времени, вздымая её волной и заставляя тем самым пространство перед ним сокращаться. В то же время пространство позади него расширяется. Теоретически космический корабль внутри этой волны способен передвигаться в «варп-пузыре» («warp bubble») и достигать скоростей, превышающих скорость света.
Интерпретируемая в контексте общей теории относительности внутренняя часть варп-пузыря будет представлять собой инерциальную систему отсчёта для всего, что находится внутри. И традиционные релятивистские эффекты (замедление времени) в этом случае отсутствуют.
Пузырь Алькубьерре позволяет путешествовать со скоростями, превышающими скорость света, не нарушая теорию относительности в её общепринятом смысле.
Агнью рассказал в интервью изданию «Universe Today», что эта концепция его вдохновила ещё в старшей школе. С тех пор он ею занимается.
По его словам, он углубился в математику и естествознание, но в итоге… начал интересоваться научной фантастикой. Будущий учёный смотрел сериалы «Звёздный путь» и «Звёздный путь: Следующее поколение» и взял на заметку то, как в этих фильмах были предсказаны некоторые изобретения вроде сотовых телефонов и планшетов. Юноша размышлял и о других технологиях: фотонных торпедах, фазерах и варп-двигателе. Затем он наткнулся на оригинальную статью Мигеля Алькубьерре.
Чуток повзрослев, Агнью посвятил большую часть своей академической карьеры исследованиям теории деформации. Под руководством Джейсона Кассибри, доцента Propulsion Research Center, Агнью осуществил исследование, рассматривающее основные препятствия и возможности на пути к практике «искривления».
Кому показать рассказ или роман? Писателю! Проверьте свой литературный талант. Закажите детальный разбор рукописи или её фрагмента.
Агнью рассказал в интервью, что даже само упоминание о варп-двигателе вызывает в научной среде усмешки: мол, это из научной фантастики. Очевидно, что все подобные теории нарушают предположение «скорость света есть предельная скорость». Но когда Агнью тщательно изучил теорию варп-двигателя, он понял: у неё нет этих проблем. Учёному помог ряд недавних разработок, в том числе открытие в 2016 году специалистами LIGO естественных гравитационных волн (GWS), которые подтвердили предсказание, сделанное Эйнштейном столетие назад, и доказали, что основа для варп-двигателя в природе существует. (LIGO — Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, проект, финансируемый Национальным научным фондом США.)
Открытие LIGO, было, по мнению Агнью, огромным шагом вперёд в науке, поскольку экспериментально доказало, что пространство-время может «искривляться» при наличии огромных гравитационных полей, и это верно для всей Вселенной. По словам Агнью, поскольку система опирается на расширение и сжатие пространства-времени, это открытие продемонстрировало, что некоторые из этих эффектов происходят естественным образом.
Поэтому следующим шагом станет ответ на вопрос: можно ли это смоделировать в лабораторных условиях?
«Очевидно, — сказал Агнью, — подобная затея станет гигантским вложением времени и ресурсов, однако окажется чрезвычайно выгодной».
Впрочем, пока концепция остаётся во многом фантастической. Самой крупной проблемой, связанной с концепцией Алькубьерре, остаётся огромное количество положительной и отрицательной энергии, необходимой для создания пузыря деформации. В настоящее время учёные считают, что единственный способ поддерживать отрицательную плотность энергии, необходимую для образования пузыря, — некое экзотическое вещество. Учёные считают, что общая потребность в энергии будет эквивалентна массе Юпитера. Тем не менее, даже такое предположение представляет собой прогресс: при более ранних оценках потребности энергии утверждалось, что потребовалась бы масса энергии, эквивалентная всей Вселенной!
Впрочем, и масса Юпитера непомерно велика. Поэтому энергозатратность проекта придётся снижать до чего-то более реалистичного. Путь к решению существует: это дальнейшие достижения в квантовой физике, квантовой механике и метаматериалах, говорит Агнью. Что касается технической стороны, то необходимо будет добиться дальнейшего прогресса в создании сверхпроводников, интерферометров и магнитных генераторов. И, конечно же, существует проблема финансирования.
Но неужели человечество не захочет выйти за пределы Солнечной системы и за пределы Галактики?
Такие полёты стали бы огромным скачком для человечества. Технологии прыгнули бы на новую высоту. Люди отправились бы к экзопланетам и полетели бы на поиски потенциально обитаемых планет.
* * *
Фантастика вдохновила юного Джозефа Агнью на научные свершения. Наука, как и кино, как и литература, особенно фантастические книги и картины, едва ли может обойтись без развитого воображения. Фантазия объединяет творца искусства и учёного.
И кто знает, быть может, земляне полетят на Проксиму Центавра прежде, чем кто-нибудь прилетит оттуда!
© Олег Чувакин, 27 сентября 2019
