Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое warp двигатель

Варп-двигатель

Варп-двигатель (англ. Warp drive , двигатель искривления) — гипотетическая технология, которая, согласно гипотезе, позволит кораблю, оснащённому таким двигателем, преодолевать межзвёздные расстояния со скоростями, превышающими скорость света. Преимущественно рассматривается в научной фантастике. Это возможно, как ожидают некоторые физики, благодаря общерелятивистским эффектам, см. ниже. Естественно корабль не разгоняется — локально — даже до околосветовых скоростей, но тем не менее движется быстрее, чем плоская электромагнитная волна в вакууме. Например, вымышленный варп-двигатель в Звёздном пути работает именно так.

Содержание

  • 1 В фантастике
    • 1.1 В сериале Звёздный путь
      • 1.1.1 Технология
      • 1.1.2 Элементы системы
    • 1.2 В сериале «Звёздные врата: Вселенная»
    • 1.3 В Warhammer 40,000
  • 2 В реальности
  • 3 См. также
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки

В фантастике [ править ]

В фантастике варп-двигатель часто собирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления (например в вымышленной вселенной Star Trek), позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет. В целом в большинстве произведений фантастики физика работы варп-двигателя совпадает с таковой у возможного реального варп-двигателя.

В сериале Звёздный путь [ править ]

Технология [ править ]

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным, — перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. (В целом это совпадает с ожидаемой картиной работы возможного реального варп-двигателя.)

Максимальная скорость Энтерпрайза-D — 9,8 варп, что приблизительно равно 9000 скоростей света (на основании данных из 6 серии 1 сезона). Скорость в 1 варп равняется скорости света и растет экспоненциально. За день корабль на максимальной скорости способен преодолеть 24 световых года.

По легенде сериалов Звёздный путь, использование варп-двигателей требует больших энергозатрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет запитываются энергией от реакторов аннигиляции материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ. electro-plasma system, EPS ) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, собственно, создают варп-поле. Разные цивилизации в Звёздном пути используют разные источники энергии (например, ромулане запитывают корабельные варп-двигатели от корабельных квантово-сингулярных энергоблоков, кардасианцы от реакторов холодного ядерного синтеза или искусственного распада протонов), но в целом процесс происходит аналогично.

На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой конфигурацией, позволяющее двигаться с ещё более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нём расположенным. На более совершенных классах звездолётов — «Суверин», «Прометей» — устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения конфигурации.

Элементы системы [ править ]
  • Контейнер с антивеществом
  • Катушка индуктивности антивещества
  • Реле антивещества
  • Патроны дилитиума
  • Электро-плазма
  • Механизм экстренной остановки реакции
  • Основная магистраль охлаждающего устройства
  • Магнитный трубопровод
  • Магнитный блок
  • Гондолы

Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идёт Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшейся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих варп-двигатели, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.

    • Коллекторы Бассарда

Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления и служащее для первичного сбора межзвёздного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается, если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвёздный газ.

    • Плазменный инжектор
    • Варп-катушка (катушка деформации)

Тороид, разделённый на несколько частей, который создаёт поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на варп-скоростях.

  • Аннулирующее ядро
  • Предварительная магистраль охлаждения
  • Катушка индуктивности
  • Плазменный трубопровод
  • Промежуточный охладитель плазмы
    • Смазочно-охлаждающая жидкость
  • Регулятор плазмы
  • Энергопередающий канал
  • Сеть передачи энергии

Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолётов Федерации для питания всех источников потребления, за её работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передаётся в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.

  • Космическая матричная катушка восстановления
  • Варп-плазменный трубопровод
  • Ядро деформации
    • Реактор материи/антиматерии
    • Инжектор антиматерии
    • Плата кристаллов дилитиума
      • Кристалл дилитиума

Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.

      • Механизм соединения кристаллов
    • Инжектор материи
    • Наборщик тета-матрицы

В сериале «Звёздные врата: Вселенная» [ править ]

В сериале «Звёздные врата: Вселенная» фигурирует сверхсветовой двигатель, по признакам своего принципа действия, скорее всего, являющийся варп-двигателем. Именно такой двигательной установкой оснащены «Судьба» и корабли-установщики Звёздных врат. О конструктивной системе этих варп-двигателей легенда сериала «Звёздные врата: Вселенная» ничего не сообщает. Известно лишь, что в отличие от кораблей в Звёздном пути «Судьба» способна за приемлемое время совершать межгалактические перелёты между соседними галактиками (для сравнения: Суверен, Интрепид, Прометей на такое не способны). Внутри же галактики «Судьба» летит со стандартной для конца XXIV столетия в Звёздном пути скоростью. Так по легенде последней серии 2-го сезона «Звёздных врат: Вселенная» «Судьба» должна была пересечь средних размеров спиральную галактику (практически все спиральные галактики — галактики-гиганты), куда она влетела, за три года непрерывного полёта.

В Warhammer 40,000 [ править ]

В этой вселенной фигурирует так называемое варп-пространство. Корабли летают на сверхсветовых скоростях совершая перелёты через так называемое варп-пространство. Но физически такие «варп-полёты» ничего общего не имеют с полётами с использованием вымышленных (в частности в: Звёздном пути, «Звёздных войнах», «Звёздных вратах») или возможных реальных варп-двигателей. Варп-пространство в Warhammer 40,000, иначе называемое имматериумом, есть параллельное подпространство Вселенной — отражение желаний и эмоций, а также обитель демонов и богов, через которое и летают корабли во вселенной Warhammer 40,000 (некоторым аналогом варп-перемещения Warhammer 40,000 является перемещение в фильме «Event Horizon» с соответствующим эффектом, при отсутствии «поля Геллера»).

Читать еще:  Что турбо двигатель японский

В реальности [ править ]

Как и в фантастическом сериале “Звёздный путь”, в реальности принципы действия этого двигателя вполне возможны. Физик Гарольд Уайт взял за основу расчеты своего коллеги Мигеля Алькубьерре, который первый задумался о двигателе искривления как о сверхбыстром способе перемещения в системе общей теории относительности.

Он исправил погрешности в теории Алькубьерре и провёл расчёты, благодаря которым добился уменьшения затрачиваемой мощности с заряда эквивалентному энергии массы 300 планет Земля до энергии, количество которой равно энергии массы чуть более 700 килограмм.

Аэрокосмическое агентство NASA сейчас всерьёз занялось исследованием принципов реализации данной теории.

Варп-технология из закрома NASA — NASA Варп-технология Двигатель

Варп-технология из закрома NASA » NASA Варп-технология » Наука » Обзоры » Лучшее 2013

Варп-технология из закрома NASA

Категории: Наука, Обзоры

В конце прошлого года выяснилось, что небольшая команда исследователей NASA разрабатывает так называемую варп-технологию в лаборатории. Под руководством Гарольда «Сынка» Уайта команда разработала возможное применение варп-двигателя Алькубьерре, но с одним отличием: его реально можно построить. Если только мы выясним, как производить и хранить антивещество. Теперь Уайт готов обсудить некоторые детали своего варп-двигателя: потребность в энергии, как будет выглядеть корабль с варп-двигателем, на что будет похоже путешествие на скорости варпа.

Категории и теги: Наука, Обзоры » NASA, Варп-технология, Двигатель, Антивещество.

Когда дело доходит до межзвездных путешествий, из-за больших расстояний единственным возможным решением для достижения других планет и звезд в оптимальный срок является транспорт, который едет со скоростью света или даже быстрее. Ближайшая звездная система, Альфа Центавра, находится всего в четырех световых годах от нас — и на скорости 62 136 км/ч (скорость, с которой летит «Вояджер-1») мы доберемся до нее за 67 тысяч лет. Есть целый ряд предлагаемых силовых установок, например ионные двигатели, но ни одна из них и близко не приближает нас к скорости, необходимой для исследования других планет в пределах нескольких тысяч лет. Варп-двигатели, хоть и далеки от самых первых тестов (если они вообще возможны), это один из немногих вариантов, которые позволят нам «объездить космос» за жизнь.

Как следует из названия (warp = «деформация»), варп-двигатель обеспечивает более высокую скорость, чем скорость света, благодаря искажению пространства-времени вокруг него. Мигель Алькубьерре предложил устройство, которое заставляет пространство перед космическим кораблем сокращаться, в то время как за ним — расширяться. Это создает своеобразный пузырь, который несет в себе космический корабль сквозь пространство-время на скорости, в 10 раз превышающей световую. Из наших наблюдений Вселенной мы знаем, что такие деформации пространства-времени вполне возможны, но только в случае огромного шага от теории к практике. У двигателя Алькубьерре есть масса проблем: начиная тем, что внутри пузыря нужно выживать, и заканчивая разрушением целой звездной системы по прибытию в пункт назначения. Однако количество энергии, необходимой для достижения скорости света, пожалуй, самый большой недостаток.

В прошлом году Гарольд Уайт показал новую конструкцию (на изображении выше) для двигателя Алькубьерре, которая уменьшает потребность массе-энергии размером с планету Юпитер до массы-энергии «Вояджера-1» (700 килограмм). Мы говорим «масса-энергия», потому что никто точно не знает, чем питать двигатель Алькубьерре. Некоторые исследования показывают, что понадобится больше энергии, чем существует в наблюдаемой Вселенной; некоторые — что понадобится отрицательная энергия. Но предварительные исследования NASA говорят о том, что затраты энергии будут меньшими, если двигатель будет выполнен в форме тора, а не плоского диска.

Отвечая в интервью New Scientist, Гарольд Уайт указал на несколько вопросов, которые возникли перед командой в 2012 году. Он начал с аналогии варп-пузыря, чтобы объяснить, почему сверхсветовое путешествие в принципе возможно:


    «Вы идете со скоростью 5 км/ч, а потом становитесь на эскалатор. Вы все еще движетесь на скорости 5 км/ч, но гораздо быстрее тех, кто просто идет пешком. Что вы почувствуете, отправляясь в варп-путешествие? Будто смотрите фильм в быстром режиме».

На что будет похож корабль с варп-двигателем на борту?


    «Представьте мяч для американского футбола, для простоты, вокруг которого имеется тороидальное кольцо. В мяче будет находиться экипаж и робототехника, а кольцо вокруг будет содержать экзотическую материю. «Экзотическая материя» будет источником энергии, о котором мы пока знаем немного (и поэтому используем фразу типа «масса-энергия Юпитера»)».

В итоге, Уайт успокоил нас, что первые настоящие варп-двигатели появятся еще не скоро. Команда исследователей NASA предпримет «конкретные и контролируемые шаги, чтобы создать убедительное доказательство концепции», чтобы увидеть, что физика двигателя Алькубьерре работает на практике, но это будет микроскопический варп-пузырь, имеющий небольшое отношение к реальному прототипу. Пройдет, вероятно, десять или более лет, прежде чем мы создадим варп-двигатель размером с автомобиль — и даже тогда, только если мы не найдем неуловимую «экзотическую материю», мы не сможем прокатиться в нем.

Теги: NASA, Варп-технология, Двигатель, Антивещество

Без варп-двигателя и кротовых нор: как правильно летать в космос

Космос — не только последний, но и самый опасный рубеж. Это самая экстремальная из возможных сред, но именно через нее лежит путь к новым мирам. Чтобы добраться до них, человеку придется изобрести новые двигатели, научиться выдерживать радиацию, не умереть от случайной царапины и не сойти с ума. Возможно ли это?

С доставкой на дом

При путешествии к экзопланетам (космическим телам вне Солнечной системы) главной проблемой для современных исследователей — и живых, и автоматов — станут не неизведанные условия объектов исследования, а само время, необходимое для такого предприятия. NASA выделило основные проблемы, которые возникнут в связи с тем, что при самом оптимальном развитии технических средств путешествие займет годы.

Сейчас действие основных двигателей основано на химических процессах: топливо и окислитель сгорают, образуя горячий газ. Благодаря нагреву выхлопные газы с высокой скоростью истекают из сопла ракеты, толкая ракету в противоположную сторону. Увы, такие двигатели оставляют человеку мало пространства для маневра, так как скорость истечения газов ограничена температурой сгорания. Даже теоретически путешествие к звездам на двигателях с химической тягой при существующем уровне технологий нереально. Так, самый удаленный от Земли аппарат — Voyager-1, который был запущен в 1977 году, — за 40 лет преодолел свыше 21 млрд км. Это, без преувеличения, астрономическая цифра, но даже при таком положении дел Voyager-1 достигнет звезды AC +79 3888 (17 световых лет от Солнца), по направлению к которой он летит cо скоростью около 62 000 км/ч, лишь через 40 000 лет.

Читать еще:  Чтобы мягче работал дизельный двигатель

Современные космические зонды способны развивать и более высокую скорость. Например, искусственный спутник Юпитера Juno способен достичь примерно 250 000 км/ч, а недавно запущенный к Солнцу аппарат Parker Solar Probe разгонится до 692 000 км/ч. Но в указанных проектах высокая скорость достигается в том числе за счет гравитационных маневров: зонд проходит вблизи планеты, и она увлекает его «с собой», разгоняя до своей орбитальной скорости. Это удобно в пределах нашей системы, но недостаточно для быстрого путешествия к звездам: за пределами Солнечной системы не будет объектов для гравитационного маневра. Кроме того, чем дальше от звезды планета, тем медленнее она движется.

Одно из возможных решений проблемы — ионный двигатель. Принцип его работы базируется на создании реактивной тяги на основе ионизированного газа: от молекул отрывают электроны, и полученные заряженные ионы разгоняют в электрическом поле. Таким образом удается достичь более высоких скоростей истечения вещества из сопел, кроме того, такой подход более энергоэффективен (меньше топлива тратится на разгон). В результате ионные двигатели теоретически позволяют добиться небывалых скоростей: по подсчетам исследователей, до Марса можно добраться всего за 39 дней вместо семи месяцев, которые в общей сложности затратит на путь к Красной планете модуль InSight, который должен совершить посадку на Марсе в ноябре этого года. К сожалению, существующие ионные двигатели слишком маломощные и могут применяться только для коррекции орбиты.

В России проектом ядерного двигателя для космонавтики занимается госкорпорация «Росатом», подробности не раскрываются

Более радикальным подходом, как минимум для колонизации Солнечной системы, могут стать ядерные ракетные двигатели. Ядерный источник греется за счет распада радиоактивного вещества, нагревая рабочее тело, которое может истекать с гораздо большей скоростью, чем получающееся в результате горения топлива и окислителя в химическом двигателе. Этот подход пытались применить еще в начале космической эры, во времена холодной войны. Однако до сих пор их применение сдерживается двумя факторами. Нежелательно закидывать на орбиту большое количество радиоактивных веществ: как показывает практика, иногда оно может свалиться обратно. Кроме того, такой двигатель требует серьезного охлаждения, а в космосе тепло отдать можно только излучением, которое уносит энергию относительно медленно, что ограничивает мощность ядерных двигателей. Слабые же ядерные двигатели проще заменить менее опасными для Земли ионными двигателями или более привычными реактивными движками на химическом топливе.

Используя современные материалы и технологии, сейчас разные страны пытаются разработать более мощные модели ядерных и ионных двигателей. Потенциально они позволят в течение нескольких месяцев добираться до Сатурна (у миссии Cassini этот путь занял семь лет). Сегодня разработки ядерных двигателей ведутся, к примеру, в США: в 2017 году NASA и компания BWXT Nuclear Energy заключили контракт на разработку двигателя. В России проектом ядерного двигателя для космонавтики занимается госкорпорация «Росатом», подробности не раскрываются.

Опасная среда

Даже при наличии двигателей, позволяющих за считаные месяцы или годы достичь дальних планет или даже звезд, вопрос безопасности экипажа такого корабля остается открытым. И главной угрозой станут не инопланетяне или астероиды, а радиация. Ионизирующее излучение может повредить ДНК, вызвать проблемы в работе практически всех систем организма и свести на нет любое, даже самое продуманное космическое предприятие с участием человека.

Если говорить о более доступном на сегодняшний день варианте (полете к Марсу), то именно радиация становится одной из главных проблем, с которой предстоит столкнуться космонавтам. Если на Земле человек защищен атмосферой и магнитным полем планеты, то уже на МКС космонавты облучаются в десятки раз сильнее. Полет на Красную планету при нынешнем уровне развития технологий займет около 7 месяцев. К этому необходимо добавить время, проведенное на Марсе, у которого нет защитного магнитного поля и плотной земной атмосферы, а также надо учесть дорогу назад. Суммируя все риски, только радиационная угроза может сделать билет на четвертую от Солнца планету смертельным. Поэтому, например, разрабатываемый компанией Lockheed Martin аппарат Orion будет оборудован специальным защищенным убежищем на случай чрезмерной солнечной активности и большого выброса радиоактивных частиц. Отметим, что подобное решение используется сейчас на МКС.

С древних времен вулканической активности на Луне и Марсе могли остаться многокилометровые тоннели шириной до 1 км.

Если речь идет о планетарной экспансии, то для этого ученые предлагают в будущем применять магнитные щиты или терраформирование. Есть бюджетный вариант: итальянские исследователи предложили концепт заселения так называемых лавовых трубок — каналов в толще планеты, образующихся при неравномерном остывании лавы. Радиация от космического пространства в них будет минимальна, так как ее ослабят верхние слои Марса. В этом случае также не страшны бури и прочие угрозы на планетах, обладающих атмосферой.

Предполагается, что с древних времен вулканической активности на Луне и Марсе могли остаться многокилометровые тоннели шириной до 1 км, во тьме которых вполне могла бы начаться история колонизации небесных тел человеком.

Кроме радиации, человеку предстоит решить еще множество проблем: обеспечить бесперебойное и надежное поступление кислорода, решить вопрос с питанием, научиться уживаться с одними и теми же людьми на протяжении долгого времени и т. д. Стоит ли говорить о том, что во время условной миссии даже к ближайшим планетам космонавтам придется самостоятельно решать медицинские проблемы, например удаление аппендицита? На данный момент все отправляющиеся в космос проходят многочисленные тесты, но застраховаться от всего попросту невозможно. Как указали исследователи, команда из шести человек во время 900-дневного вояжа к Марсу почти неминуемо столкнется как минимум с одним случаем, когда одному из членов экипажа потребуется срочная помощь. Некоторую надежду дает российско-европейский эксперимент «Марс-500», в ходе которого экипаж из шести человек в замкнутом помещении на Земле удачно прожил «в полете» 520 дней, справляясь с психологическими и медицинскими задачами.

Читать еще:  Шевроле лачетти какие двигатели установлены

Дорогой космос

Финансирование — основа космических проектов, и подавляющее большинство нереализованных космических проектов потерпели неудачу именно на этом этапе. Даже полностью автоматизированные проекты, как, например, марсоход Curiosity, стоят миллиарды долларов. Полет же человека на Марс оценивается в разы дороже.

Даже проекты, где нет необходимости продумывать системы жизнеобеспечения для людей, зачастую сталкиваются с проблемами финансирования из-за высокой стоимости технологий. Например, стоимость орбитального телескопа Джеймса Уэбба уже превысила $9 млрд, а вывести его в космос планировалось еще 10 лет назад. Если же говорить о цене пилотируемых миссий, то самым ярким примером стал проект Международной космической станции. Она оценивается в $150 млрд и является одним из самых дорогих инженерных сооружений мира.

Более того, финансирование одного проекта само по себе не обеспечивает его успех. Подобные проекты требуют как развитой научной базы, так и производств и инфраструктуры, способной обеспечить поддержание станции. На это одни только США тратят $3 млрд ежегодно.

По расчетам NASA, затраты на разработку, подготовку и осуществление миссии к Марсу в течение 30 лет могут превысить $450 млрд. По некоторым оценкам полная стоимость проекта составит $1,5 трлн! Фантастическая сумма на фоне бюджета американского аэрокосмического агентства, который составляет в среднем около $20 млрд ежегодно. Даже весь объем современного рынка космических услуг и технологий достигает $350 млрд. Так что стоимость экспедиции — ничуть не меньшая проблема, чем космическая радиация.

Варп-двигатель из «Звездного пути» вполне может стать реальностью

Большинство из нас, кто живет сегодня, никогда не знали мира, в котором не существует космических полетов. Но еще до того, как мы ступили на поверхность Луны, запустили Международную космическую станцию, направили механических посланцев к другим планетам и даже за пределы Солнечной системы, у нас был «Звездный путь», который предложил общественности такие мечты, что ими грезят до сих пор. Вместо ракетного топлива, нам предложили корабли на антиматерии. Вместо посещения ближайших миров в нашей Солнечной системе, мы отправились к планетам возле далеких звезд. Вместо преодоления звукового барьера, мы прыгнули на световые годы в считанные дни. И среди разнообразных технологических достижений, с которыми нас познакомил «Звездный путь» — и возможностей цивилизации — пожалуй, изобретение варп-двигателя было самым великолепным.

Еще до создания «Звездного пути» человечество было поставлено перед фактом: для успешного освоения космоса нужно победить скорость света. Учитывая, что даже ближайшая звезда к нашему Солнцу — и ближайший потенциально обитаемый мир — более чем в четырех световых годах от нас, путешествие к любой другой звездной системе будет означать, что на Земле пройдут многие годы, даже если сам космический корабль воспользуется преимуществами специальной теории относительности и сократит время путешествия для экипажа. Согласно теории Эйнштейна, когда вы путешествуете на скорости, близкой к скорости света, расстояния по вашему курсу движения будут укорачиваться (сокращение длины), а скорость, с которой проходит время, будет удлиняться (замедление времени). Две этих идеи буквально противоречат здравому смыслу, но тем не менее хорошо изучены и подтверждены в рамках специальной теории относительности. Если бы путешествовать по Вселенной было несложно, члены экипажа, путешествующего на околосветовой скорости, оставался бы относительно молодым, а вот в пункте отправления и назначения прошли бы многие годы. Межзвездное путешествие растянется на поколения.

Но общая теория относительности предлагает возможный выход из этих тесных стен: благодаря податливости самого пространства-времени. Мы, возможно, не смогли бы путешествовать через само пространство на скорости большей, чем 299 792 458 м/с, но если бы мы могли сократить сами расстояния между двумя точками (или событиями), то мы не только могли бы добраться в пункт назначения очень быстро с точки зрения экипажа, но и с точки зрения наблюдателей там и тут. Варп-двигатель, предложенный 50 лет назад, предлагает уникальную реализацию такого решения: за счет искажения (сокращения) пространства по направлению движения звездолета.

Искажение пространства времени по направлению движения (перед) космического аппарата впервые взяли на вооружение фантасты 1960-х годов, подпоясавшись выдуманным механизмом. По их планам, варп-двигатель мог бы эффективно сократить путешествие от звезды к звезде, будучи ограниченным только тем, насколько можно сжать пространство перед кораблем, но можно ли его сделать в принципе? В 1994 году было показано, что решение в рамках ОТО позволяет привести пространство-время к такому поведению. Сжимая пространство перед аппаратом и удлиняя пространство позади на равный и противоположный показатель, можно создать «пузырь» пространства, в котором будет ваш космический аппарат. Мигель Алькубьерре показал, что такой варп-двигатель будет полностью соотносится с законами, управляющими поведение пространства-времени. 22 года назад, одним махом, физика перешла от фантастических путешествий с варп-скоростью — теперь этот двигатель называется в честь Алькубьерре — к теоретически возможным.

Чтобы двигатель Алькубьерре стал реальностью, нам необходимо решить множество практических вопросов, в настоящее время непреодолимых препятствий. Во-первых, по самым скромным расчетам расхода энергии, необходимой для деформации любой непустой части пространства таким образом, необходимо минимум 20 000 мегатонн тротилового эквивалента. Или тонна массы, преобразованная в чистую энергию по формуле Эйнштейна E = mc2. Во-вторых, двигатель Алькубьерры требует создания области пространства с энергией, которая меньше нулевой энергии самого пространства, что требует наличия отрицательной массы (или отрицательной энергии) в той или иной форме. Хотя это может показаться непреодолимым препятствием, поскольку только положительные массы и энергии, как известно, существуют в этой Вселенной, создание условий, аналогичных эффекту Казимира, когда параллельные проводящие пластины могут уменьшать эффективную нулевую энергию самого пространства, могло бы удовлетворить необходимым требованиям. Это решение предложил сам Алькубьерре.

Наконец, не существует известного способа начать путешествие на варп-скорости и закончить его, как только оно началось. Очевидно, чтобы управлять космическим аппаратом, нужно уметь и то и другое. Когда-нибудь, возможно, мы снова вернемся к чертежам и позволим себе покинуть эту галактику. А пока остается только мечтать.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector