Fysiker analyserade teoretiskt möjligheten att skapa en warp-motor (warp-drivning) - ett hypotetiskt objekt som låter dig resa med nära- och överljudshastigheter (ur en extern observatörs synvinkel) på grund av förvrängningen av rum-tid runt resande. Det visade sig att, i motsats till superluminala flygningar, kan skalet på en sådan apparat tillverkas av vanligt material för att resa med underljushastigheter. Samtidigt är fartygets framdrivningsmekanismer och den stora massan som krävs av granaten fortfarande problematiska frågor. Artikel publiceras i tidningen Klassisk och kvantgravitation.
I slutet av förra seklet beskrev fysikern Miguel Alcubierre från University of Wales, inspirerad av handlingen i tv-serien "Star Trek", en teoretisk modell för resor i överljudshastighet, som inte kräver användning av maskhål. Forskarens idé var att skapa en slags bubbla som omger rymdfarkosten, komprimera rumtiden framför skeppet och sträcker ut den bakom. Ur en utomstående observatörs synvinkel kan sådana manipulationer verka som en superluminal flykt - precis som i universums inflationsmodell, åtföljdes de första ögonblicken av dess liv av en snabb expansion av rymden, och avståndet mellan punkter ökade med om de flög i superluminal hastighet, även om kropparnas fysiska hastigheter var lägre ljushastighet.
Teori om varpmotorer
I den allmänna relativitetsteorin är källan till rum-tidsförvrängningar materia - det vill säga dess fördelning i rymden avgör hur geometrin kommer att förvrängas. Detta förhållande kan användas i motsatt riktning - för att bestämma typen av rum-tidsförvrängning, vilken fördelning av materia den kan orsakas av och vilka egenskaper källämnet har.
För Alcubierre warp-motorn leder sådana överväganden till det faktum att enheten nödvändigtvis måste innehålla regioner med negativ energitäthet - medan detta värde är positivt för kända varianter av materia. Tills nyligen trodde man alltså att det för bland annat resor skulle vara nödvändigt att först hitta ett sätt att skapa negativ energitäthet.
Forskning om varpmotorer
Alexey Bobrick och Gianni Martire från New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion har generaliserat idén om Alcubierres varpmotor till en bredare klass av rum-tidsförvrängningar än vad forskaren ursprungligen föreslog. I den utökade modellen delade författarna utrymmet i tre regioner - en asymptotiskt platt yttre region (det vill säga praktiskt taget oförvrängd på ett stort avstånd från skeppet), en krökt - apparatens skal och, återigen, en platt inre region - utrymmet för själva fartyget och passagerare. Samtidigt begränsade fysiker sig till att överväga skal som är symmetriska kring apparatens rörelseaxel och är stationära ur observatörens synvinkel i det inre området, det vill säga de krävde existensen av en global referensram av resten av skalet.
Forskarna fokuserade på en underklass av varpmotorer där skalet rör sig med subluminala synliga hastigheter (till vilken det i princip är möjligt att accelerera vanlig materia) och som tillåter existensen av stationära fysiska observatörer (d.v.s. materiella kroppar, inte bara formellt). stationära punkter) i det inre området. För sfäriskt symmetriska rum-tidsförvrängningar beräknade forskare den erforderliga energitätheten baserat på distorsionsparametrarna.
Det visade sig att underlätta varpmotorer tillåter inte bara negativ, utan också positiv energitäthet - vilket betyder att de i princip kan tillverkas av den materia vi är vana vid. I detta fall, för observatören, kommer tiden inuti fartyget att flyta långsammare än i referensramen, som rör sig utanför skalet med samma hastighet, men för ett skal med en massa i storleksordningen av jordens massa och en radie på 10 meter blir retardationen endast hundradelar av en procent - det vill säga om ett år kommer den inre och yttre tiden att avvika med bara några timmar.
Dessutom hittade författarna ett sätt att minska skeppets totala energi för en modell med axiell symmetri vid en fast hastighet - för detta föreslog de att göra skalet tillplattat i rörelseriktningen. Enligt beräkningar kommer en minskning av fartygets längsgående storlek att leda till en direkt proportionell (med samma antal gånger) förändring av dess totala energi. Detta skulle kunna göra det lättare att skapa varpmotorer baserade på materia med negativ energitäthet – ett tillplattat skepp skulle behöva mindre exotiskt material.
Warp motorer och verklighet
Forskare noterar att, trots möjligheten av ett fartygs övervärldsrörelse, skiljer det sig i praktiken nästan inte från övervärldsrörelsen hos någon annan fysisk kropp, eftersom det för närvarande inte finns några kända sätt att accelerera fysiska objekt till supervärldens hastigheter. Det är möjligt att anta att någon hypotetisk partikel redan rör sig snabbare än ljus - och att undersöka en sådan uppgift, men det är inte möjligt att accelerera denna partikel från den vanliga underljushastigheten till den nödvändiga superluminala hastigheten. Skalet på en varpmotor är också ett materiellt föremål, och för det, som för alla andra kroppar, är samma överväganden giltiga - och det kommer inte att vara möjligt att accelerera de utomjordiska varpmotorerna med metoder kända för fysiker.
Det är inte första gången som teoretiker nyligen har testat exotiska resor för praktiska ändamål. I verkligheten är sådana resor långt borta - till exempel i maj 2015 förnekade NASA rykten om utvecklingen av en varpmotor.
Läs också:
En mycket dålig översättning till ukrainska, varför inte översätta från engelska och inte från Katsapyacha?