Fizicienii au analizat teoretic posibilitatea de a crea un motor warp (warp drive) - un obiect ipotetic care vă permite să călătoriți la viteze apropiate și supersonice (din punctul de vedere al unui observator extern) din cauza distorsiunii spațiu-timp în jurul călător. S-a dovedit că, spre deosebire de zborurile superluminale, carcasa unui astfel de aparat poate fi făcută din materie obișnuită pentru a călători la viteze subluminii. În același timp, mecanismele de propulsie ale navei și masa mare cerută de obuze rămân încă probleme problematice. Articol publicat în revistă Gravitația clasică și cuantică.
La sfârșitul secolului trecut, fizicianul Miguel Alcubierre de la Universitatea din Wales, inspirat de intriga serialului TV „Star Trek”, a descris un model teoretic de călătorie cu viteză supersonică, care nu necesită utilizarea găurilor de vierme. Ideea omului de știință a fost să creeze un fel de bulă care să înconjoare nava spațială, comprimând spațiu-timp în fața navei și întinzând-o în spate. Din punctul de vedere al unui observator din exterior, astfel de manipulări pot părea un zbor superluminal - la fel ca în modelul inflaționist al universului, primele momente ale vieții sale au fost însoțite de o expansiune rapidă a spațiului, iar distanța dintre puncte creștea pe măsură ce dacă zburau cu viteză superluminală, deși vitezele fizice ale corpurilor erau mai puține viteza luminii.
Teoria motoarelor warp
În teoria generală a relativității, sursa distorsiunilor spațiu-timp este materia - adică distribuția sa în spațiu determină modul în care geometria va fi distorsionată. Această relație poate fi folosită în direcția opusă - pentru a determina tipul de distorsiune spațiu-timp, de ce distribuție a materiei poate fi cauzată și ce proprietăți are substanța sursă.
Pentru motorul warp Alcubierre, astfel de considerații duc la faptul că dispozitivul trebuie să conțină în mod necesar regiuni cu densitate de energie negativă - în timp ce pentru varietățile cunoscute de materie această valoare este pozitivă. Astfel, până de curând, se credea că pentru călătorii, printre altele, ar fi necesar să se găsească mai întâi o modalitate de a crea o densitate de energie negativă.
Cercetări asupra motoarelor warp
Alexey Bobrick și Gianni Martire de la New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion au generalizat ideea motorului warp al lui Alcubierre la o clasă mai largă de distorsiuni spațiu-timp decât a propus inițial omul de știință. În modelul extins, autorii au împărțit spațiul în trei regiuni - o regiune exterioară plată asimptotic (adică practic nedistorsionată la o distanță mare de navă), una curbată - carcasa aparatului și, din nou, o zonă plată. regiunea interioară - spațiul pentru nava în sine și pentru pasageri. În același timp, fizicienii s-au limitat la luarea în considerare a cochiliilor care sunt simetrice față de axa de mișcare a aparatului și sunt staționare din punctul de vedere al observatorului în regiunea interioară, adică au necesitat existența unui cadru global de referință. de restul cochiliei.
Cercetătorii s-au concentrat pe o subclasă de motoare warp în care carcasa se mișcă la viteze vizibile subluminale (la care, în principiu, este posibil să se accelereze materia obișnuită) și care permite existența unor observatori fizici staționari (adică corpuri materiale, nu doar formal). puncte staţionare) în regiunea interioară. Pentru distorsiunile spațiu-timp simetrice sferic, oamenii de știință au calculat densitatea de energie necesară pe baza parametrilor de distorsiune.
S-a dovedit că motoarele warp subluminoase permit nu numai densitatea energiei negative, ci și pozitive - ceea ce înseamnă că, în principiu, pot fi făcute din materia cu care suntem obișnuiți. În acest caz, pentru observator, timpul în interiorul navei va curge mai lent decât în cadrul de referință, care se deplasează în afara cochiliei cu aceeași viteză, dar pentru o cochilie cu o masă de ordinul masei Pământului și pe o rază de 10 metri, decelerația va fi de numai sutimi de procent - adică, într-un an, timpul intern și cel extern vor diverge cu doar câteva ore.
În plus, autorii au găsit o modalitate de a reduce energia totală a navei pentru un model cu simetrie axială la o viteză fixă - pentru aceasta, au propus ca carcasa să fie aplatizată în direcția mișcării. Conform calculelor, o reducere a dimensiunii longitudinale a navei va duce la o modificare direct proporțională (de același număr de ori) a energiei sale totale. Acest lucru ar putea face mai ușoară crearea de motoare warp bazate pe materie cu densitate de energie negativă - o navă aplatizată ar avea nevoie de mai puțin material exotic.
Warp motoare și realitate
Oamenii de știință notează că, în ciuda posibilității unei mișcări peste lume a unei nave, în practică nu este aproape deloc diferită de mișcarea peste lume a oricărui alt corp fizic, deoarece în prezent nu există modalități cunoscute de a accelera obiectele fizice la viteze de supralume. Este posibil să presupunem că o particulă ipotetică se mișcă deja mai repede decât lumina - și să investigăm o astfel de sarcină, dar nu este posibil să accelerăm această particulă de la viteza obișnuită a subluminii la viteza superluminală necesară. Carcasa unui motor warp este, de asemenea, un obiect material și pentru acesta, ca și pentru orice alt corp, aceleași considerații sunt valabile - și nu va fi posibilă accelerarea motoarelor warp extraterestre prin metode cunoscute de fizicieni.
Nu este prima dată când teoreticienii testează recent călătoriile exotice din punct de vedere practic. În realitate, astfel de călătorii sunt departe - de exemplu, în mai 2015, NASA a negat zvonurile despre dezvoltarea unui motor warp.
Citeste si:
O traducere foarte proastă în ucraineană, de ce să nu traduceți din engleză și nu din Katsapiach?