Fyzici teoreticky analyzovali možnost vytvoření warp motoru (warp drive) - hypotetického objektu, který umožňuje cestovat blízko- a nadzvukovou rychlostí (z pohledu vnějšího pozorovatele) kvůli zkreslení časoprostoru kolem cestovatel. Ukázalo se, že na rozdíl od nadsvětelných letů může být plášť takového aparátu vyroben z běžné hmoty pro cestování podsvětelnou rychlostí. Problémovými problémy přitom stále zůstávají pohonné mechanismy lodi a velká hmotnost, kterou plášť vyžaduje. Článek zveřejněno v časopise Klasická a kvantová gravitace.
Na konci minulého století popsal fyzik Miguel Alcubierre z University of Wales, inspirovaný zápletkou televizního seriálu „Star Trek“, teoretický model cestování nadzvukovou rychlostí, který nevyžaduje použití červích děr. Vědcovou myšlenkou bylo vytvořit jakousi bublinu, která obklopuje kosmickou loď, stlačuje časoprostor před lodí a protahuje jej za sebou. Z pohledu vnějšího pozorovatele se takové manipulace mohou jevit jako nadsvětelný let - stejně jako v inflačním modelu vesmíru byly první okamžiky jeho života doprovázeny rychlým rozpínáním vesmíru a vzdálenost mezi body se zvětšovala, kdyby letěli nadsvětelnou rychlostí, ačkoli fyzické rychlosti těles byly menší rychlostí světla.
Teorie warpových motorů
V obecné teorii relativity je zdrojem časoprostorových zkreslení hmota – tedy její rozložení v prostoru určuje, jak bude geometrie zkreslena. Tento vztah lze využít i opačným směrem – k určení typu časoprostorového zkreslení, jakým rozložením hmoty může být způsobeno a jaké vlastnosti má zdrojová látka.
U warp motoru Alcubierre takové úvahy vedou k tomu, že zařízení musí nutně obsahovat oblasti s negativní hustotou energie - zatímco u známých druhů hmoty je tato hodnota kladná. Donedávna se tedy věřilo, že pro cestování bude mimo jiné nutné nejprve najít způsob, jak vytvořit negativní hustotu energie.
Výzkum warpových motorů
Alexey Bobrick a Gianni Martire z New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion zobecnili myšlenku Alcubierrova warp motoru na širší třídu zkreslení časoprostoru, než vědec původně navrhoval. V rozšířeném modelu autoři rozdělili prostor na tři oblasti - asymptoticky plochou vnější oblast (tedy prakticky nezkreslenou ve velké vzdálenosti od lodi), zakřivenou - plášť aparátu a opět plochou vnitřní oblast - prostor pro samotnou loď a cestující. Fyzikové se zároveň omezili na úvahy o skořápkách, které jsou symetrické kolem osy pohybu aparátu a jsou z pohledu pozorovatele ve vnitřní oblasti stacionární, to znamená, že vyžadovali existenci globální vztažné soustavy. zbytku skořápky.
Vědci se zaměřili na podtřídu warpových motorů, ve kterých se plášť pohybuje subluminální viditelnou rychlostí (na kterou je v principu možné urychlit běžnou hmotu) a která umožňuje existenci stacionárních fyzikálních pozorovatelů (tj. hmotných těles, nejen formálně). stacionární body) ve vnitřní oblasti. Pro sféricky symetrická časoprostorová zkreslení vědci vypočítali požadovanou hustotu energie na základě parametrů zkreslení.
Ukázalo se, že podsvětelné warp motory umožňují nejen zápornou, ale i pozitivní hustotu energie – což znamená, že v zásadě mohou být vyrobeny z hmoty, na kterou jsme zvyklí. V tomto případě bude pro pozorovatele plynout čas uvnitř lodi pomaleji než v referenční soustavě, která se pohybuje mimo plášť stejnou rychlostí, ale pro plášť o hmotnosti řádově hmotnosti Země a poloměru 10 metrů bude zpomalení jen setiny procenta - to znamená, že za rok se vnitřní a vnější čas rozcházejí jen o pár hodin.
Autoři navíc našli způsob, jak snížit celkovou energii lodi u modelu s osovou symetrií při pevné rychlosti – k tomu navrhli zploštění pláště ve směru pohybu. Podle výpočtů povede zmenšení podélného rozměru lodi k přímo úměrné (stejně mnohonásobně) změně její celkové energie. To by mohlo usnadnit vytváření warpových motorů na bázi hmoty s negativní hustotou energie – zploštělá loď by potřebovala méně exotického materiálu.
Warp motory a realita
Vědci poznamenávají, že navzdory možnosti pohybu lodi nad světem se v praxi téměř neliší od pohybu jakéhokoli jiného fyzického těla nad světem, protože v současné době nejsou známy žádné způsoby, jak urychlit fyzické objekty na rychlost nadsvěta. Je možné předpokládat, že nějaká hypotetická částice se již pohybuje rychleji než světlo – a takový úkol prozkoumat, ale není možné tuto částici urychlit z obvyklé podsvětelné rychlosti na potřebnou nadsvětelnou rychlost. Plášť warp motoru je také hmotným objektem a pro něj, jako pro každé jiné těleso, platí stejné úvahy – a nebude možné urychlovat mimozemské warp motory metodami známými fyzikům.
Není to poprvé, co teoretici nedávno testovali exotické cestování z hlediska praktičnosti. Ve skutečnosti jsou takové cesty daleko – například v květnu 2015 NASA popřela zvěsti o vývoji warp motoru.
Přečtěte si také:
Velmi špatný překlad do ukrajinštiny, proč nepřeložit z angličtiny a ne z Katsapiachu?