פיזיקאים ניתחו באופן תיאורטי את האפשרות ליצור מנוע עיוות (כונן עיוות) - אובייקט היפותטי המאפשר לנוע במהירויות קרובות ועל-קוליות (מנקודת מבטו של צופה חיצוני) עקב עיוות המרחב-זמן סביב נוֹסֵעַ. התברר שבניגוד לטיסות על-לומינליות, המעטפת של מכשיר כזה יכולה להיות עשויה מחומר רגיל לנסיעה במהירויות תת-אור. יחד עם זאת, מנגנוני ההנעה של הספינה והמסה הגדולה הנדרשת מהפגז עדיין נותרו נושאים בעייתיים. מאמר יצא לאור במגזין כבידה קלאסית וקוואנטית.
בסוף המאה הקודמת תיאר הפיזיקאי מיגל אלקובייר מאוניברסיטת ויילס, בהשראת עלילת סדרת הטלוויזיה "מסע בין כוכבים", מודל תיאורטי של נסיעה במהירות על-קולית, שאינו מצריך שימוש בחורי תולעת. הרעיון של המדען היה ליצור מעין בועה המקיפה את החללית, דוחסת את המרחב-זמן לפני הספינה ומותחת אותה מאחור. מנקודת מבטו של מתבונן מבחוץ, מניפולציות כאלה עשויות להיראות כמו מעוף על-לומינלי - בדיוק כמו במודל האינפלציוני של היקום, הרגעים הראשונים לחייו לוו בהתרחבות מהירה של החלל, והמרחק בין הנקודות גדל ככל אם הם היו טסים במהירות על-לומינלית, אם כי המהירויות הפיזיות של גופים היו פחות מהירות האור.
התיאוריה של מנועי עיוות
בתורת היחסות הכללית, המקור לעיוותים של מרחב-זמן הוא החומר – כלומר, התפלגותו במרחב קובעת כיצד הגיאומטריה תתעוות. ניתן להשתמש בקשר הזה בכיוון ההפוך - כדי לקבוע את סוג עיוות המרחב-זמן, מאיזו חלוקת חומר הוא יכול להיגרם, ומהן התכונות שיש לחומר המקור.
עבור מנוע עיוות Alcubierre, שיקולים כאלה מובילים לעובדה שהמכשיר חייב בהכרח להכיל אזורים עם צפיפות אנרגיה שלילית - בעוד שעבור זנים ידועים של חומר ערך זה חיובי. כך, עד לא מזמן, האמינו שבנסיעות, בין היתר, יהיה צורך למצוא תחילה דרך ליצור צפיפות אנרגיה שלילית.
מחקר על מנועי עיוות
אלכסיי בובריק וג'יאני מרטייר מהמעבדה לפיזיקה יישומית של הנעה מתקדמת בניו יורק הכלילו את הרעיון של מנוע העיוות של אלקובייר למעמד רחב יותר של עיוותים במרחב-זמן ממה שהמדען הציע במקור. במודל המורחב, המחברים חילקו את החלל לשלושה אזורים - אזור חיצוני שטוח בצורה אסימפטוטית (כלומר, כמעט בלתי מעוות במרחק גדול מהספינה), אזור מעוקל - מעטפת המנגנון, ושוב, שטוח אזור פנימי - המרחב לספינה עצמה ולנוסעים. יחד עם זאת, הפיזיקאים הגבילו את עצמם להתחשבות בקליפות שהן סימטריות על ציר התנועה של המנגנון והן נייחות מנקודת מבטו של הצופה באזור הפנימי, כלומר דרשו קיומה של מסגרת התייחסות גלובלית. של שאר הקליפה.
החוקרים התמקדו בתת-מחלקה של מנועי עיוות שבהם המעטפת נעה במהירויות נראות תת-לומיניות (שאליהן ניתן באופן עקרוני להאיץ חומר רגיל) ואשר מאפשרת קיומם של צופים פיזיים נייחים (כלומר, גופים חומריים, לא רק פורמלית). נקודות נייחות) באזור הפנימי. עבור עיוותים סימטריים של מרחב-זמן, מדענים חישבו את צפיפות האנרגיה הנדרשת בהתבסס על פרמטרי העיוות.
התברר שמנועי עיוות תת-לייט מאפשרים לא רק צפיפות אנרגיה שלילית, אלא גם חיובית - כלומר, באופן עקרוני, ניתן לייצר אותם מהחומר אליו התרגלנו. במקרה זה, עבור המתבונן, הזמן בתוך הספינה יזרום לאט יותר מאשר במסגרת הייחוס, הנעה מחוץ לקונכייה באותה מהירות, אך עבור פגז עם מסה בסדר גודל של מסת כדור הארץ ו. ברדיוס של 10 מטר, האטה תהיה רק מאיות האחוז - כלומר בעוד שנה, הזמן הפנימי והחיצוני יתפצלו בכמה שעות בלבד.
בנוסף, המחברים מצאו דרך להפחית את האנרגיה הכוללת של הספינה עבור דגם עם סימטריה צירית במהירות קבועה - לשם כך הם הציעו להפוך את המעטפת לשטחה בכיוון התנועה. לפי חישובים, הקטנת גודלה האורכי של הספינה תוביל לשינוי פרופורציונלי (באותו מספר פעמים) באנרגיה הכוללת שלה. זה יכול להקל על יצירת מנועי עיוות המבוססים על חומר עם צפיפות אנרגיה שלילית - ספינה שטוחה תצטרך פחות חומר אקזוטי.
עיוות מנועים ומציאות
מדענים מציינים שלמרות האפשרות של תנועת עולם-על של ספינה, בפועל היא כמעט ואינה שונה מתנועת העולם-על של כל גוף פיזי אחר, שכן כיום אין דרכים ידועות להאיץ עצמים פיזיים למהירות עולם-על. אפשר להניח שחלקיק היפותטי כלשהו כבר נע מהר יותר מהאור - ולחקור משימה כזו, אבל לא ניתן להאיץ את החלקיק הזה ממהירות התת-אור הרגילה למהירות העל-לומינית הדרושה. גם מעטפת מנוע עיוות היא חפץ חומרי, ועבורו, כמו לגבי כל גוף אחר, תקפים אותם שיקולים - ולא ניתן יהיה להאיץ את מנועי העיוות החוץ-ארציים בשיטות המוכרות לפיזיקאים.
זו לא הפעם הראשונה שתיאורטיקנים בוחנים לאחרונה נסיעות אקזוטיות למעשיות. במציאות, מסעות כאלה רחוקים - למשל, במאי 2015, נאס"א הכחישה שמועות על פיתוח מנוע עיוות.
קרא גם:
תרגום גרוע מאוד לאוקראינית, למה לא לתרגם מאנגלית, ולא מקטסאפייאצ'ה?