Привод деформации пространства обманывает вселенную
Полёты со скоростями на порядки выше скорости света, не нарушающие притом никаких известных законов физики, — вероятны. Таков неспециализированный вывод исследования, совершённого сравнительно не так давно в Соединенных Штатах. Практическая реализация для того чтобы привода по окончании данной работы не стала ни на каплю ближе, чем до неё.
Но и «фундамент» для для того чтобы прорыва согреет романтика, чья душа восстаёт против тирании межзвёздных расстояний.
Храбрецами в этом случае стали Джеральд Кливер (Gerald Cleaver) и Ричард Обоуси (Richard Obousy) из университета Бэйлора (Baylor University). Учёные из Техаса, напечатавшие свою работу (а вернее — главные её положения и выводы) на сервере ArXiv.org, утверждают: гиперскоростной привод для космического корабля возможно создать, опираясь на явления, «вытекающие» из теории струн и Общей теории относительности.
В пользу справедливости последней, кстати, говорит последовательность открытий последних лет. К примеру, обнаружение непостоянства мировых констант (мю и альфы) либо косвенные свидетельства наличия дополнительных пространственных измерений.
Собственную работу американцы вели, отталкиваясь от концепции «Двигателя деформации пространства» (Warp Drive), предложенной мексиканским физиком Мигелем Алькубиерре (Miguel Alcubierre) в первой половине 90-ых годов двадцатого века.
Привод Алькубиерре. Громадной красной стрелкой продемонстрировано направление перемещения корабля.
Виден пузырь, окружающий аппарат (иллюстрация с сайта orbitalvector.com).
Об неспециализированном его принципе действия мы упоминали, в то время, когда делали громадной обзор по самым экзотическим вариантам космических приводов.
Напомним кратко: Warp Drive создаёт около корабля замкнутый пузырь с отдельным «куском» пространства-времени, сзади же него привод заставляет пространство-время расширяться, а в первых рядах — сжиматься. Это ведет к перемещению пузыря вперёд со скоростью, которая возможно выше скорости света.
Наряду с этим условие, что скорость света физически нельзя превысить, — выполняется. Луч, находящийся вблизи корабля с включённым приводом (другими словами в пузыря), совершенно верно так же улетит вперёд, как и в простой обстановке.
Но сам пузырь с изолированным куском пространства сможет прибыть к какой-нибудь удалённой звезде намного раньше, чем в том направлении доберётся свет, стартовавший с Почвы в один момент с Warp-кораблём.
Страно, но с позиций Природы, «надзирающей» над соблюдением собственных законов, Warp-звездолёт будет неподвижен в течение всего рейса. И его кинетическая энергия кроме того при превышении скорости света останется такой же, какой она была до старта.
Геометрия пространства-времени при включённом Warp-приводе (иллюстрация с сайта wikipedia.org).
Вероятно ли такое расширение пространства-времени в принципе? Тут физики вспоминают один из ранних этапов развития Вселенной по окончании Громадного взрыва — период космической инфляции, в то время, когда экспоненциально расширялась не просто материя юный Вселенной, но сама ткань пространства.
Расширение Вселенной — источник воодушевления для создателей «Привода деформации» (иллюстрация Gerald в один раз, Richard Obousy).
«Мы воссоздаём инфляционный период Вселенной сзади судна», — поясняет неспециализированную идею Warp какое количество Кливер.
Дабы поместить корабль в таковой пузырь, информируют физики, требуется экзотическая отрицательная энергия (кстати, позарез необходимая физикам и для машины времени). На рисунке с приводом Алькубиерре она продемонстрирована голубоватым цветом.
Откуда её забрать? У авторов работы имеется ответ. взглянуть на эффект Казимира!
Между двумя близко расположенными телами (к примеру, плоскими ровными поверхностями), находящимися в вакууме, появляется притяжение (не гравитационное). Создаёт его разность в числе виртуальных фотонов, неизменно рождаемых вакуумом. Благодаря определённых резонансных явлений между пластинами таких фотонов появляется значительно меньше, нежели снаружи.
Эффект Казимира: между двумя проводящими пластинами, расположенными на расстоянии порядка нескольких десятков либо сотен нанометров, рождаются лишь виртуальные фотоны с длинами волн, кратными расстоянию. Вне пластин — каждые виртуальные фотоны.
Так флуктуации вакуума толкают пластины навстречу друг другу (иллюстрация Gerald Cleaver, Richard Obousy).
Эффект данный подтверждён экспериментально. И он (в теории) имел возможность бы оказать помощь космическим путешественникам, потому, что, утверждают Кливер и Обоуси, физическая интерпретация результата Казимира такова: во внутренней области между пластинами именно существует отрицательная энергия.
Ещё физики говорят о родстве искомой «субстанции» и космологической константы, а говоря упрощённо, — чёрной энергии — загадочным до тех пор пока «чем-то», обуславливающим ускорение расширения Вселенной на данный момент.
Познание космологической постоянной (и обстоятельств расширения Вселенной), вычисляют американские исследователи, есть ключом к Warp Drive. Практически данный привод обязан воспроизводить тот же самый эффект в малом пространственном масштабе, но сам темп расширения пространства сзади корабля должен быть на большое количество порядков выше, чем скорость «раздувания» Вселенной.
Дополнительное пространственное измерение, «свёрнутое» до малой величины, на примере линии (иллюстрация Gerald Cleaver, Richard Obousy).
Второй вопрос — как вынудить пространство сзади отечественного пузыря расширяться? Тут необходимо задействовать манипулирование дополнительными пространственными измерениями, разглядываемыми теорией струн.
Как их представить упрощённо? «Совершите» через пространство линию. С отечественной точки зрения она складывается из точек. Но вообразите, что при весьма сильном повышении любая точка таковой линии делается кольцом.
Это и имеется проявление дополнительного измерения.
Физики считают, что в дополнительных измерениях пространства кроме этого рождаются виртуальные фотоны, причём — с длиной волны, разрешающей этим частицам резонировать в соответствии с размером измерения (длиной окружности кольца в отечественном примере с линией). Дополнительные измерения тут выступают в роли пластинок, как в эффекте Казимира, поясняют физики, но лишь — в другом масштабе.
Регулируя вблизи корабля размер дополнительных измерений, информируют американцы, мы имели возможность бы изменять в окрестностях пузыря, несущего корабль, саму космологическую константу, соответственно, — определять, как будет вести себя пространство-время.
Зависимость тут такая: расширение дополнительных пространственных измерений заставляет сжиматься отечественное пространство-время и напротив, сжатие дополнительных измерений ведет к «инфляции» куска пространства в данной области. Вот и готов привод Алькубиерре.
Warp Drive по версии Кливера и Обоуси. Вверху — управление измерениями, внизу — итог для пространства (иллюстрация Gerald Cleaver, Richard Obousy).
Авторы изучения отмечают: дабы запустить Warp Drive, необходимо израсходовать порядка 1045 джоулей. Это столько, сколько содержится во всей массе Юпитера, в случае если его перевести в энергию по известной формуле Эйнштейна (E = mc2).
Пара остужает пыл.
Но, во-первых, учёные, столь вольно манипулирующие измерениями пространства и космологической константой (пускай лишь в уме), в полной мере быть может, придумают когда-нибудь — откуда забрать для собственного корабля эту энергию. А во-вторых, «успокаивают» нас авторы работы, прошлые оценки и вовсе показывали, что для одного Warp Drive необходимо столько энергии, сколько содержится во всей массе Вселенной. Потому новая оценка — большой скачок к более настоящим размерам.
Кливер кроме этого приводит теоретически вычисленный предел скорости для аппарата с Warp Drive, обусловленный самой структурой пространства — 1032 c!
Действительно, учёный тут же поправляет, что эта величина кроме того близко не достижима, с учётом всех мыслимых разработок будущего. Потому, что тут уж одним аннигилированным Юпитером не обойтись. Но так как нас и тысяча скоростей света в полной мере устроят.
Можете сворачивать 11-е измерение? Тогда отправились! (иллюстрация с сайта blogs.techrepublic.com.com)
А куда полетим?
К примеру, на планету Gliese 581 c, делятся мыслями американские учёные. Это первая пригодная для жизни планета, открытая людьми. Расположена она на расстоянии 20,4 световых года от Почвы.
Сила тяжести в том месте в полной мере умеренная (1,6 g), температура также (0-40 градусов по шкале Цельсия).
Но, парниковый эффект тут может огорчить колонистов. Но не беда: в случае если последняя версия климата Gliese 581 c окажется верна, космонавтам необходимо не составит большого труда мало перенацелить собственный звездолёт — на планету Gliese 581 d, находящуюся в той же самой совокупности.
Сравнение отечественной системы и системы Gliese 581. Сравнительно не так давно открытая планета в последней находится в пригодной для жизни территории (иллюстрация Gerald Cleaver, Richard Obousy).
Само собой разумеется, нам паковать чемоданы чуть ли будет необходимо. «Привод деформации невыполним на данный момент и, возможно, не будет выполнимым в ближайшие пара тысячелетий», — говорит Кливер. Вот так. Может, до Gliese 581 c лучше махнуть по старинке, ракетами…
Огорчены? Ну кто знает, что смогут по этому же предлогу сообщить учёные лет через двадцать либо тридцать.
А ещё на Warp Drive возможно взглянуть совсем иначе.
«В случае если имеется дополнительные измерения и мы имели возможность бы манипулировать ими, это открыло бы захватывающие возможности, — прокомментировал работу сотрудников Лоуренс Форд (Lawrence Ford) из университета Тафтса (Tufts University). — Я не пологаю, что это сходу привело бы нас к Warp Drive, но вижу другие занимательные возможности в области фундаментальных научных изучений».
