Fysikere analyserte teoretisk muligheten for å lage en warp-motor (warp-drive) - et hypotetisk objekt som lar deg reise med nær- og supersoniske hastigheter (fra synspunktet til en ekstern observatør) på grunn av forvrengningen av rom-tid rundt reisende. Det viste seg at i motsetning til superluminale flyvninger, kan skallet til et slikt apparat lages av vanlig materie for å reise med underlyshastigheter. Samtidig er fremdriftsmekanismene til skipet og den store massen som kreves av skallet fortsatt problematiske problemer. Artikkel publisert i bladet Klassisk og kvantegravitasjon.
På slutten av forrige århundre beskrev fysikeren Miguel Alcubierre fra University of Wales, inspirert av handlingen i TV-serien «Star Trek», en teoretisk modell for å reise i supersonisk hastighet, som ikke krever bruk av ormehull. Forskerens idé var å lage en slags boble som omgir romfartøyet, komprimere romtid foran skipet og strekke det bak. Fra synspunktet til en utenforstående observatør kan slike manipulasjoner virke som superluminal flukt - akkurat som i universets inflasjonsmodell, ble de første øyeblikkene av dets liv ledsaget av en rask utvidelse av rommet, og avstanden mellom punktene økte som hvis de fløy med superluminal hastighet, selv om kroppens fysiske hastigheter var mindre lyshastighet.
Teori om warp-motorer
I den generelle relativitetsteorien er kilden til rom-tidsforvrengninger materie - det vil si at dens fordeling i rommet bestemmer hvordan geometrien vil bli forvrengt. Dette forholdet kan brukes i motsatt retning - for å bestemme typen rom-tidsforvrengning, hvilken fordeling av materie det kan være forårsaket av, og hvilke egenskaper kildestoffet har.
For Alcubierre warp-motoren fører slike hensyn til at enheten nødvendigvis må inneholde regioner med negativ energitetthet - mens for kjente materievarianter er denne verdien positiv. Inntil nylig ble det derfor antatt at for blant annet reise, ville det være nødvendig å først finne en måte å skape negativ energitetthet.
Forskning på warp-motorer
Alexey Bobrick og Gianni Martire fra New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion har generalisert ideen om Alcubierres warp-motor til en bredere klasse av rom-tid-forvrengninger enn forskeren opprinnelig foreslo. I den utvidede modellen delte forfatterne rommet inn i tre regioner - en asymptotisk flat ytre region (det vil si praktisk talt uforvrengt i stor avstand fra skipet), en buet - skallet til apparatet, og igjen en flat indre region - plassen for selve skipet og passasjerer. Samtidig begrenset fysikere seg til å vurdere skjell som er symmetriske om apparatets bevegelsesakse og er stasjonære fra observatørens synspunkt i det indre området, det vil si at de krevde eksistensen av en global referanseramme. av resten av skallet.
Forskerne fokuserte på en underklasse av warp-motorer der skallet beveger seg med subluminale synlige hastigheter (som det i prinsippet er mulig å akselerere vanlig materie til) og som tillater eksistensen av stasjonære fysiske observatører (dvs. materielle kropper, ikke bare formelt sett). stasjonære punkter) i det indre området. For sfærisk symmetriske rom-tid-forvrengninger, beregnet forskerne den nødvendige energitettheten basert på forvrengningsparametrene.
Det viste seg at sublight warp-motorer ikke bare tillater negativ, men også positiv energitetthet - noe som betyr at de i prinsippet kan lages av materien vi er vant til. I dette tilfellet, for observatøren, vil tiden inne i skipet flyte saktere enn i referanserammen, som beveger seg utenfor skallet med samme hastighet, men for et skall med en masse i størrelsesorden av jordens masse og en radius på 10 meter, vil retardasjonen bare være hundredeler av en prosent - det vil si om et år vil den interne og eksterne tiden avvike med bare noen få timer.
I tillegg fant forfatterne en måte å redusere skipets totale energi for en modell med aksial symmetri ved en fast hastighet - for dette foreslo de å gjøre skallet flatet i bevegelsesretningen. En reduksjon i skipets lengdestørrelse vil ifølge beregninger føre til en direkte proporsjonal (med samme antall ganger) endring i dets totale energi. Dette kan gjøre det lettere å lage warp-motorer basert på materie med negativ energitetthet – et flatt skip vil trenge mindre eksotisk materiale.
Warp-motorer og virkelighet
Forskere bemerker at, til tross for muligheten for et skips oververdenbevegelse, er det i praksis nesten ikke forskjellig fra oververdensbevegelsen til noen annen fysisk kropp, siden det for øyeblikket ikke er kjente måter å akselerere fysiske objekter til superverdenshastigheter. Det er mulig å anta at en eller annen hypotetisk partikkel allerede beveger seg raskere enn lys - og å undersøke en slik oppgave, men det er ikke mulig å akselerere denne partikkelen fra den vanlige underlyshastigheten til den nødvendige superluminale hastigheten. Skallet til en varpmotor er også en materiell gjenstand, og for den, som for enhver annen kropp, er de samme betraktningene gyldige - og det vil ikke være mulig å akselerere de utenomjordiske varpmotorene med metoder kjent for fysikere.
Det er ikke første gang teoretikere nylig har testet eksotiske reiser for praktiske formål. I virkeligheten er slike reiser langt unna – for eksempel i mai 2015 benektet NASA rykter om utviklingen av en warp-motor.
Les også:
En veldig dårlig oversettelse til ukrainsk, hvorfor ikke oversette fra engelsk, og ikke fra Katsapyacha?