Fizikai teoriškai išanalizavo galimybę sukurti metmenų variklį (metmenų pavarą) - hipotetinį objektą, leidžiantį keliauti beveik ir viršgarsiniu greičiu (išorinio stebėtojo požiūriu) dėl erdvės-laiko iškraipymo aplink keliautojas. Paaiškėjo, kad, priešingai nei superluminaliniai skrydžiai, tokio aparato korpusas gali būti pagamintas iš įprastos medžiagos, skirtos keliauti požeminiu greičiu. Tuo pačiu metu laivo varomieji mechanizmai ir didelė korpuso masė vis dar išlieka problemiška. Straipsnis paskelbta žurnale Klasikinė ir kvantinė gravitacija.
Praėjusio amžiaus pabaigoje fizikas Miguelis Alcubierre'as iš Velso universiteto, įkvėptas serialo „Žvaigždžių kelias“ siužeto, aprašė teorinį kelionės viršgarsiniu greičiu modelį, kuriam nereikia naudoti kirmgraužų. Mokslininko idėja buvo sukurti tam tikrą burbulą, kuris supa erdvėlaivį, suspaudžiantį erdvėlaikį priešais laivą ir ištempiant jį už nugaros. Žiūrint iš išorės, tokios manipuliacijos gali atrodyti kaip superluminalinis skrydis – kaip ir infliaciniame visatos modelyje, pirmąsias jos gyvavimo akimirkas lydėjo spartus erdvės plėtimasis, o atstumas tarp taškų didėjo jei jie skristų superluminal greičiu, nors fiziniai kūnų greičiai buvo mažesni šviesos greičiu.
Metmenų variklių teorija
Bendrojoje reliatyvumo teorijoje erdvės ir laiko iškraipymų šaltinis yra materija – tai yra, jos pasiskirstymas erdvėje lemia, kaip bus iškraipyta geometrija. Šį ryšį galima panaudoti priešinga kryptimi – nustatyti erdvės ir laiko iškraipymo tipą, kokį materijos pasiskirstymą jį gali sukelti ir kokias savybes turi šaltinio medžiaga.
Kalbant apie Alcubierre metmenų variklį, tokie svarstymai lemia tai, kad įrenginyje būtinai turi būti neigiamo energijos tankio regionų, o žinomoms medžiagų atmainoms ši vertė yra teigiama. Taigi dar visai neseniai buvo manoma, kad kelionėms, be kita ko, pirmiausia reikės rasti būdą, kaip sukurti neigiamą energijos tankį.
Metmenų variklių tyrimai
Aleksejus Bobrickas ir Gianni Martire'as iš Niujorko pažangiosios varomosios jėgos taikomosios fizikos laboratorijos apibendrino Alcubierre'o metmenų variklio idėją į platesnę erdvės ir laiko iškraipymų klasę, nei iš pradžių pasiūlė mokslininkas. Išplėstame modelyje autoriai padalino erdvę į tris sritis – asimptotiškai plokščią išorinę sritį (tai yra praktiškai neiškraipytą dideliu atstumu nuo laivo), išlenktą – aparato apvalkalą ir vėlgi plokščią. vidinis regionas – erdvė pačiam laivui ir keleiviams. Tuo pat metu fizikai apsiribojo svarstymu apie korpusus, kurie yra simetriški aparato judėjimo ašiai ir yra nejudantys stebėtojo požiūriu vidinėje srityje, t. y. jiems reikėjo globalios atskaitos sistemos egzistavimo. likusio apvalkalo.
Tyrėjai sutelkė dėmesį į metmenų variklių poklasį, kuriame apvalkalas juda subluminaliniu matomu greičiu (iki kurio iš esmės galima pagreitinti įprastą materiją) ir kuris leidžia egzistuoti stacionariems fiziniams stebėtojams (t. y. materialiems kūnams, o ne tik formaliai). stacionarūs taškai) vidiniame regione. Sferiškai simetriškiems erdvės ir laiko iškraipymams mokslininkai apskaičiavo reikiamą energijos tankį pagal iškraipymo parametrus.
Paaiškėjo, kad sublight metmenų varikliai leidžia ne tik neigiamą, bet ir teigiamą energijos tankį – vadinasi, iš principo juos galima pagaminti iš mums įprastos materijos. Šiuo atveju stebėtojui laikas laivo viduje tekės lėčiau nei atskaitos sistemoje, kuri juda už korpuso tuo pačiu greičiu, bet korpusui, kurio masė yra tokia pati kaip Žemės ir 10 metrų spinduliu, lėtėjimas bus tik šimtosios procento dalys – tai yra per metus vidinis ir išorinis laikas skirsis vos keliomis valandomis.
Be to, autoriai rado būdą, kaip sumažinti bendrą laivo energiją modeliui su ašine simetrija fiksuotu greičiu – tam jie pasiūlė korpusą išlyginti judėjimo kryptimi. Remiantis skaičiavimais, sumažėjus laivo išilginiam dydžiui, tiesiogiai proporcingai (tiek pat kartų) pasikeis jo bendra energija. Taip būtų lengviau sukurti metmenų variklius, pagrįstus neigiamo energijos tankio medžiaga – suplotam laivui reikėtų mažiau egzotiškos medžiagos.
Metimo varikliai ir realybė
Mokslininkai pažymi, kad nepaisant laivo judėjimo visame pasaulyje galimybės, praktiškai jis beveik nesiskiria nuo bet kurio kito fizinio kūno judėjimo visame pasaulyje, nes šiuo metu nėra žinomų būdų, kaip pagreitinti fizinius objektus iki superpasaulio greičio. Galima daryti prielaidą, kad kuri nors hipotetinė dalelė jau juda greičiau už šviesą – ir ištirti tokią užduotį, tačiau neįmanoma šios dalelės pagreitinti nuo įprasto sublightinio greičio iki būtino superluminalinio greičio. Metmenų variklio apvalkalas taip pat yra materialus objektas, ir jam, kaip ir bet kuriam kitam kūnui, galioja tie patys samprotavimai – o paspartinti nežemiškų metmenų variklių fizikams žinomais metodais nebus įmanoma.
Tai ne pirmas kartas, kai teoretikai pastaruoju metu išbando egzotines keliones dėl praktiškumo. Realiai tokios kelionės toli – pavyzdžiui, 2015 metų gegužę NASA paneigė gandus apie metmenų variklio kūrimą.
Taip pat skaitykite:
Labai blogas vertimas į ukrainiečių kalbą, kodėl neišversti iš anglų kalbos, o ne iš Katsapiacch?