Сверхсветовой двигатель — это фантастическое устройство, входящее в обязательный комплект космооперы. Причина его обязательности проста: Солнечная система — довольно скучное место, в котором должны долго и упорно работать терраформисты, чтобы создать там более одной пригодной для жизни планеты. А на других звёздах могут быть не только готовые землеподобные планеты, но и инопланетяне, с которыми можно воевать, сотрудничать и торговать. И для всего этого нужен сверхсветовой двигатель.
Сверхсветовые двигатели подразделяются по тому принципу, на котором они основаны и каким образом обходят скорость света.
Также известный как гиперпривод, он основан на следующей идее: скорость света, как известно, является максимумом в нашем пространстве. А что если перейти в некое параллельное пространство, где она не предел? В гиперпространстве может наблюдаться, например, максимальная скорость света в 100 с. Или там могут быть сокращены расстояния: например, если в реальном пространстве расстояние от Солнца до Бетельгейзе 600 световых лет, то там оно 6 световых лет.
Сущность гиперпространства может быть различна:
Частным случаем гиперпространственного двигателя являются «Гипер-ворота». По сути — это тот же гипердрайв, только стационарный. При подлете корабля — открывает «вход» в гиперпространство. Корабль влетает туда и дальше, в гипере, летит своим ходом. До точки выхода, где размещен аналогичный портал (либо, как вариант, «выпадать» в обычное пространство корабль умеет и самостоятельно), ведущий обратно в нашу реальность.
Варп по Алькубьерре Нет, это не тот варп, что в Warhammer (о нём уже сказано выше). Это тот варп, что в Star Trek. Принцип действия двигателя — таким хитрым образом искривить пространство, чтобы сократить расстояние, не выходя из реального пространства. Или через искривление разогнать кусок реального пространства с кораблём внутри до сверхсветовой скорости.
Это, как уже сказано, единственный на данный момент проект в реальности: пузырь Алькубьерре. Хотя физики Дэниел Чанг и Кэтрин Фриз из Мичиганского университета создали альтернативное описание работы пузыря Алькубьерре (метрику Чанга-Фриз), в котором его принцип действия объясняется не через «варп», а через «гипер» (с использованием теории бран). Может оказаться, что на самом деле варп-двигатель и гипердвигатель — одно и то же, и авторы Вахи были не такими уж путаниками, когда обозвали гипер варпом. Тем более, что и в классическом описании Алькубьерре он ведёт себя подозрительно схоже с гипердвигателем: корабль при преодолении светового барьера исчезает, скрываясь за горизонтами событий, и становится причинно несвязан с остальной Вселенной, как бы «уходит в гипер». А такого варпа, чтобы через принцип искривления пространства позволял лететь быстрее света, сохраняя связь с остальной Вселенной, создать невозможно.
(Пустотные Врата, Портальный привод).
На самом деле, двигателем, в общем-то, и не является. Это, как правило, стационарное сооружение, которое обеспечивает связь с другим аналогичным сооружением в другой точке вселенной. Собственно, именно из-за подобной экзотики и пришлось давать настолько обобщенное определение предмета статьи.
Привод работающий на искривлении пространства на много порядков превосходящем используемое в «варп-приводе». По сути — классический привод фантастики золотого века. С фирменным объяснением в виде сложенной и проткнутой бумажки. При прочих равных — один из самых маловероятных вариантов гипердвигателя, так как требует для своей работы каких-то совершенно сказочных величин энергии или так называемой экзотической материи (в природе пока не наблюдаемой).
Из этой же области и перемещение через естественную червоточину.
Важное отличие от следующего типа — полет занимает какое-то время.
При этом перемещение происходит именно через искусственную червоточину, что подчеркнуто и в тексте.
Он же «ноль-привод». Он же — «нуль-транспортировка». Он же — «телепортация классическая».
Один из самых популярных вариантов гипердвижка. Как оно работает — одному богу известно. Это не гипер, не червоточина и не Врата. Это «был здесь — теперь там». Прыжок занимает… Да ничего он не занимает. То самое «планковское время». Только что корабль был в точке А и вот он уже в точке Б за пару миллионов световых лет. Повторюсь, что как правило, авторы даже не удосуживаются придумать данному типу двигателей хоть какое-то мало-мальски наукоподобное обоснование.
ЗА счет сочетания эффектности, эффективности и вундервафельности — это один из наиболее популярных двигателей для Космооперы.
А вот здесь — множество вариантов: магические движки «Спиллджаммеров», псионические гиперскачки, перемещения одновременно в пространстве и во времени — в общем множество их. Кто что помнит необычного — тащите сюда.
В силу специфичности данного раздела — предлагаю заполнять его именно примерами, с подробными описаниями технологии по каждому случаю.
wikitropes.ru
Агентство NASA планирует заняться созданием двигателя для межзвёздных путешествий, работающего на принципе искривления пространства-времени
21.08.2013 в 12:10, просмотров: 22392Чтобы осуществить быстрые межзвёздные путешествия, NASA планирует заняться искривлением пространства-времени в лабораторных условиях. Идея о том, что ничто не может превысить скорость света, ограничивает наши межзвёздные амбиции. Сможем ли мы её обогнать?
NASA
В общей теории относительности есть два обходных способа, которые позволяют добраться куда-либо очень быстро, преодолевая ограничение скорости света. Одним из них являются червоточины, а другим – искривление пространства. О возможностях этого метода рассказал изданию newscientist.com известный разработчик двигательных систем NASA Гарольд «Сонни» Уайт.
- Что такое искривление пространства и чем оно может нам помочь?
Искривление пространства основано на том принципе, что вы можете расширять и сжимать пространство на любой скорости. Возьмите для примера движущиеся ленты в аэропорту. Вы проходите пешком 5 километров за один час, а затем вы встаёте на ленту. Вы по-прежнему переместитесь за час на те же 5 километров, но сделаете это намного быстрее обычных пешеходов.
- На что будет похож космический корабль с варп-двигателем?
Представьте себе для простоты мяч для американского футбола, который имеет вокруг себя тороидальное кольцо с креплениями-пилонами. Мяч – это то место, где будут находиться команда и системы корабля, а кольцо будет наполнено отрицательной вакуумной энергией, существование которой обосновано квантовой механикой. Кольцо с отрицательной вакуумной энергией необходимо для трюка с искривлением пространства.
- На что будет похоже путешествие с варп-скоростью?
Вам потребуется набрать некоторое начальное ускорение, а затем вы включаете кольцо негативной энергии, и оно ускоряет вас ещё больше. Пространство начинает сжиматься впереди корабля и расширяться позади него, посылая судно через искривлённое пространство-время и позволяя покрывать расстояния с намного большей скоростью. Это будет подобно просмотру фильма на быстрой прокрутке.
- Даже если путешествия с варп-скоростью теоретически возможны, не сделают ли огромные потребности в энергии их нерентабельными?
Когда идея впервые была математически обоснована в 1994 году, она требовала невероятное количество негативной энергии для своей работы. Однако в 2011 и 2012 годах мы нашли способы уменьшить эти потребности в энергии на несколько порядков.
- Насколько близка эта идея к реальности?
Сейчас мы находимся больше в исследовательской, нежели технологической фазе. Нам необходимо предпринять несколько точно определённых и контролируемых шагов, чтобы подтвердить концепцию, продемонстрировать, что мы правильно понимаем и применяем математику и физику процесса. Для этого мы постараемся сгенерировать микроскопический варп-пузырь в лабораторных условиях и измерить его.
- Если эксперимент окажется удачным следующим шагом будет Альфа Центавра?
Мы не отправимся из лаборатории прямиком в межзвёздную экспедицию. Будут промежуточные шаги, нам придётся проделать множество вещей, прежде чем мы сможем воплотить в реальность эту романтическую картинку капитана на мостике космического корабля, который отдаёт приказ запустить варп-двигатель.
Источники: newscientist.com, nasa.gov и gearmix.ru.
www.mk.ru
Разведывательное управление Министерства обороны США опубликовало документ о возможности использования темной энергии и манипуляции дополнительными измерениями для создания варп-двигателя. Такие технологии позволят перемещаться со скоростью выше скорости света, однако, по словам скептически настроенных ученых, их создание на настоящий момент и в обозримом будущем невозможно. Об этом сообщает издание Science Alert.
Как пишут авторы документа, человечество приблизилось к разгадке тайн скрытых измерений и темной энергии, которая служит причиной ускоренного расширения Вселенной. Использование дополнительных измерений, которые вводятся М-теорией, может помочь создать экзотическую материю, необходимую для сверхсветового движения. Такая материя обладает отрицательной плотностью и способствует искривлению пространства-времени.
Ученые скептически относятся к таким утверждениям. Например, физик Шон Кэрролл (Sean Carroll) считает, что в докладе используются отдельные фрагменты теоретической физики, которые собраны вместе для создания видимости, что у них может быть практическое применение. Однако технология варп-двигателя, возможно, никогда не будет изобретена.
В 1994 году физик-теоретик Мигель Алькубьерре предложил метод искривления пространства-времени с помощью волны, которая сжимает его впереди и расширяет сзади, создавая «пузырь». Хотя внутри «пузыря» гипотетический корабль не может двигаться со сверхсветовой скоростью, сама волна может преодолеть предел, установленный специальной теорией относительности Эйнштейна.
По словам Кэрролла, хотя теоретически искривить пространство возможно, неизвестно, как для этого получить и использовать материю с отрицательной энергией. Для путешествия к альфе Центавра, удаленной от Земли на 4,367 светового года, потребуется астрономическое количество такой материи, сравнимое с тем, что выделится при полной аннигиляции целой планеты. Хотя ученый не исключает, что в далеком будущем будут разработаны технологии сверхсветового движения, он склоняется к мысли, что они невозможны в принципе.
Больше важных новостей в Telegram-канале «Лента дня». Подписывайся!lenta.ru
— Тобиас Флеминг Шоу, 30 января 2220-10 ноября 2317 года; Уоллес Фуджикава, 20 апреля 2215 - 18 февраля 2318 года.
Сверхсветовой привод "Духа Огня", погруженный на транспортер
Сверхсветовой двигатель Шоу-Фуджикавы (СДШФ или привод пространства скольжения) - созданная людьми технология, способная создавать переходы в так называемом "пространстве скольжения" и позволяющая осуществлять в нем межзвездные путешествия со скоростью быстрее скорости света. Аналог Ковенанта действует по тому же принципу, но всегда упоминается как привод пространства скольжения.
Уоллес Фуджикава и Тобиас Флеминг Шоу с их Нобелевской премией за исследование в области пространства скольжения
Двигатель был разработан группой инженеров и физиков-теоретиков во главе с Тобиасом Флемингом Шоу и Уоллесом Фуджикавой, и был создан в апреле 2291. Этот момент стал одним из самых важных технологических прорывов человечества. Привод работает без ограничений, однако могут быть аварии из-за технических проблем.
К 2552 году практически все космические корабли флота человечества были оборудованы двигателем пространства скольжения.
Привод пространства скольжения, обслуживаемый на орбите Предела
Двигатель Шоу-Фуджикавы создает разрывы, упомянутые в некоторых источниках как "червоточины", между нормальным пространством и дополнительным, известным как "пространство скольжения". Нестандартная физика этого пространства позволяет использовать его как более короткий путь для межзвездных перемещений.
Двигатель создает разрывы при помощи мощных циклических ускорителей частиц, генерирующих микроскопические черные дыр. Из-за их малой массы существуют они лишь одну наносекунду, а после этого распадаются и превращаются в бесполезное тепло и радиацию. Однако и этой наносекунды достаточно для формирования двигателем разрыва между нормальным пространством и пространством скольжения.
Нужно отметить, что в настоящее время в физике есть некоторые теории о том, что черные дыры могли бы использоваться для создания подобных "червоточин", что было определено с помощью показателя Керра.
Неизвестно, ускоряется ли двигатель Шоу-Фуджикавы в пространстве скольжения, или же используется обычная инерционное движение. Известно, что привод активен во время всего перехода в пространстве скольжения. Во время работы привод испускает альфа- и бета-частицы.
Человеческие приводы пространства скольжения порой воспринимаются как "черные ящики", поскольку их очень трудно ремонтировать или обслуживать. Спартанец-051 считал эти двигатели опасными из-за вышеупомянутой радиации. Доктор Халси рассказывала, что в прошлом несколько техников просто исчезли при ручной корректировке привода. Поврежденный привод может генерировать "осколки" пространства скольжения, что в итоге может привести к "засасыванию" корабля, привода и всего оказавшегося в радиусе притяжения созданной черной дыры вплоть до ее распада. Механические неполадки могут быть вызваны плохим обслуживанием двигателя.
При создании двигателя Шоу-Фуджикавы используются элементы селен и технеций. В 2490-х годах колония Левозия системы Дракона подозревалась в продаже этих элементов на черный рынок. Последующая блокада системы силами ККОН и ответные действия мятежников привели к инциденту на Каллисто, что как считают, и стало началом Восстания.
Известно несколько случаев, когда двигатель Шоу-Фуджикавы использовался для несколько иных целей, чем те, что были предназначены:
Будучи более продвинутым технологически, привод Ковенанта имеет многочисленные преимущества. В то время как двигатель Шоу-Фуджикавы "заделывает" пространство между микро-черными дырами, действуя "в лоб", двигатель Ковенанта создает маленький разрыв и увеличивает его с хирургической точностью, что позволяет избежать больших промахов.
Приводы Ковенанта вообще более мощные и гибкие, чем у людей. Они способны выполнять переход в пространство скольжения прямо в атмосфере планеты. Хотя есть версия, что два судна людей также смогли выполнить подобный переход, однако это не опровергалось и не подтверждалось. Помимо этого, приводы Ковенанта могу работать даже при заниженной мощности.
Другое преимущество Ковенантских двигателей в том, что они перемещают корабли значительно быстрее, чем аналоги людей. Хотя трудно точно измерить скорость, но приводы людей позволяют за сутки (24 часа) пройти 2-3 световых года, в то время как корабли Ковенанта за это же время способны пройти более чем 900 световых лет. Дредноут Предтеч был рассчитан на прохождение более 2000 световых лет в сутки.
Термин, принятый для обозначения перехода между нормальным пространством и пространством скольжения, принято называть "прыжок". Также используется термин "скольжение". Оба термина упоминаются как СС (СверхСветовой) привод и СС-реактор, процесс же инициализации и синхронизации обоих для прыжка обозначается как "набор оборотов". Возможно, это попыта сделать более понятным технологический мир вселенной Ореола для тех, кто до этого знал другие вселенные типа "Звездного корабля "Галактика", поскольку и там при гиперпрыжке упоминается "набор оборотов". Другое возможное объяснение говорит о требующемся времени, необходимом для достижения порога создания микро-черных дыр.
Термин СС-двигатель используется также в истории "Невероятная жизнь и вероятная смерть Престона Джеремии Коула" в Halo Evolutions.
ru.halo.wikia.com
«Нормандия» SR-2 во время сверхсветового движения
«Буря» во время сверхсветового движения
Сверхсветовой двигатель (англ. Faster-than-Light), или ССД (англ. FTL) — двигатель, использующийся для перемещения между соседними звёздными системами.
В основе сверхсветового двигателя лежит ядро, которое снижает массу корабля и позволяет значительно увеличить ускорение. Это повышает скорость света в рамках эффекта массы, позволяя осуществлять перемещение на высоких скоростях, при которых релятивистским эффектом расширения времени можно пренебречь.
Помимо ССД, космическим кораблям требуются традиционные ускорители (химические ракетные, коммерческие термоядерные или военные антипротонные двигатели). Без этого корабль не имеет движущей силы.
Количество нулевого элемента и энергии, необходимых для перемещения, растёт в геометрической прогрессии по мере увеличения массы и степени её снижения. Очень большие корабли и очень большие скорости обходятся непомерно дорого.
Путешественники, не имеющие опыта космических полётов, задаются вопросом: «Как выглядит окружающий мир из окна корабля, двигающегося со сверхсветовой скоростью?» Частично ответ на этот вопрос можно найти, посмотрев через обычное оконное стекло. Скорость света при прохождении через стекло ниже, чем при прохождении воздушной массы; скорость света в обычном космическом пространстве ниже скорости света в высокоскоростном поле эффекта массы. Это становится причиной преломления — если свет направлен под углом, он преломляется и разделяется на спектр. Объекты за пределами корабля будут выглядеть преломлёнными. Чем больше разница между объективной (внешней) и субъективной (внутренней) скоростью, тем заметнее будет преломление.
Поскольку субъективная скорость света растёт внутри поля, объекты снаружи будут смещаться в красный спектр, и увидеть их можно будет только при помощи радиотелескопа. Источники мощного электромагнитного излучения, невидимые невооружённым глазом, обычно становятся видны в голубом спектре высокой интенсивности. По мере возрастания скорости света становятся видны источники рентгеновского излучения, гамма-излучения и космического излучения. Звёзды заменяются пульсарами, растущими дисками черных дыр, квазарами и вспышками гамма-излучения.
При наблюдении снаружи корабль, перемещающийся со сверхсветовой скоростью, смещён в голубой спектр. Находясь в поле, которое позволяет перемещаться со скоростью, вдвое превышающей скорость света, корабль излучает радиационный фон, мощность которого вдвое больше обычной. Перемещаясь со скоростью в 200 раз выше скорости света, корабль становится источником видимого рентгеновского и гамма-излучения, а тепло, которое выделяет обшивка, смещается из инфракрасного спектра в голубой и тоже становится видимым.
Корабли, перемещающиеся со сверхсветовой скоростью, видны с очень большого расстояния, несмотря на то, что их идентификатор передаётся со скоростью света.
Ядро ССД при прохождении через него положительного или отрицательного электрического тока получает статический электрический заряд. Через 50 часов непрерывной работы заряд двигателя достигает максимального уровня. Эти заряды пропорциональны уровню снижения массы; если корабль тяжёлый или быстроходный, это произойдёт быстрее.
Если уровень заряда превысит допустимый, произойдёт его разрядка на корпус корабля. Все не заземлённые члены экипажа будут сожжены, всё электронное оборудование будет выведено из строя, а металлические переборки оплавятся и сварятся между собой.
Наиболее безопасным способом разрядки ядра является посадка на планету с последующим заземлением наподобие громоотвода. Крупные суда, такие как дредноуты, не имеют возможности посадки, поэтому вынуждены использовать магнитное поле планеты для разрядки. Корабль передаёт заряд на внешнюю обшивку, где тот поглощается магнитным полем.
В процессе разрядки в поле возникают многочисленные молнии, при этом создаётся красивый эффект свечения, который виден с планет. Кораблю приходится убирать датчики и оружие при разрядке во избежание их повреждения, он становится слепым и беззащитным. Разрядка на планете-спутнике со слабым магнитным полем может занять несколько дней, на газовом гиганте — меньше часа. Космические станции наподобие Цитадели зачастую оборудованы специальными комплексами для разрядки двигателей.
Если поле разрушается во время движения корабля, это приводит к катастрофе. Корабль переходит на досветовую скорость, огромное количество избыточной энергии выбрасывается в виде смертоносного излучения Вавилова — Черенкова.
ru.masseffect.wikia.com
Со школьной скамьи нас учили — превысить скорость света невозможно, и поэтому перемещение человека в космическом пространстве является большой неразрешимой проблемой (как долететь до ближайшей солнечной системы, если свет сможет преодолеть это расстояние только за несколько тысяч лет?). Возможно, американские ученые нашли способ летать на сверхскоростях, не только не обманув, но и следуя фундаментальным законам Альберта Эйнштейна. Во всяком случае так утверждает автор проекта двигателя деформации пространства Гарольд Уайт.
Мы в редакции сочли новость совершенно фантастической, поэтому сегодня, в преддверии Дня космонавтики, публикуем репортаж Константина Какаеса для журнала Popular Science о феноменальном проекте NASA, в случае успеха которого человек сможет отправиться за пределы Солнечной системы.
В сентябре 2012 года несколько сотен ученых, инженеров и космических энтузиастов собрались вместе для второй публичной встречи группы под названием 100 Year Starship. Группой руководит бывший астронавт Май Джемисон, и основана она DARPA. Цель конференции — «сделать возможным путешествие человека за пределы Солнечной системы к другим звездам в течение ближайших ста лет». Большинство участников конференции признают, что подвижки в пилотируемом изучении космического пространства слишком незначительны. Несмотря на миллиарды долларов, затраченных в последние несколько кварталов, космические агентства могут почти столько же, сколько могли в 1960-х. Собственно, 100 Year Starship созвана, чтобы все это исправить.
Но ближе к делу. Спустя несколько дней конференции ее участники дошли до самых фантастических тем: регенерация органов, проблема организованной религии на борту корабля и так далее. Одна из наиболее любопытных презентаций на собрании 100 Year Starship называлась «Механика деформационного поля 102», и провел ее Гарольд «Сонни» Уайт из NASA. Ветеран агентства, Уайт руководит продвинутой импульсной программой в космическом центре Джонсона (JSC). Вместе с пятью коллегами он создал «Дорожную карту космических двигательных систем», которая озвучивает цели NASA в ближайших космических путешествиях. На плане перечисляются все виды двигательных проектов: от усовершенствованных химических ракет до далеко идущих разработок, вроде антиматерии или ядерных машин. Но область исследований Уайта самая футуристичная из всех: она касается двигателя деформации пространства.
|
так обычно изображают пузырь Алькубьерре |
Согласно плану, такой двигатель обеспечит перемещения в пространстве со скоростью, превышающей скорость света. Общепризнанно, что это невозможно, поскольку является явным нарушением теории относительности Эйнштейна. Но Уайт утверждает обратное. В качестве подтверждения своих слов он апеллирует к так называемым пузырям Алькубьерре (уравнения, выходящие из теории Эйнштейна, согласно которым тело в космическом пространстве способно достигать сверхсветовых скоростей, в отличие от тела в нормальных условиях). В презентации он рассказал, как недавно сумел добиться теоретических результатов, которые напрямую ведут к созданию реального двигателя деформации пространства. |
Понятно, что звучит это все совершенно фантастически: подобные разработки — это настоящая революция, которая развяжет руки всем астрофизикам мира. Вместо того, чтобы тратить 75 тысяч лет на путешествие к Альфа-Центавре, ближайшей к нашей звездной системе, астронавты на корабле с таким двигателем смогут совершить это путешествие за пару недель.
В свете закрытия программы запуска шаттлов и все возрастающей роли частных полетов к околоземной орбите NASA заявляет, что переориентируется на далекоидущие, намного более смелые планы, выходящие далеко за рамки путешествий на Луну. Достичь этих целей можно только с помощью развития новых двигательных систем — чем быстрее, тем лучше. Несколько дней спустя после конференции глава NASA Чарльз Болден, повторил слова Уайта: «Мы хотим перемещаться быстрее скорости света и без остановок на Марсе».
ОТКУДА МЫ ЗНАЕМ ПРО ЭТОТ ДВИГАТЕЛЬ
Первое популярное использование выражения «двигатель деформации пространства» датируется 1966 годом, когда Джен Родденберри выпустил «Звездный путь». Следующие 30 лет этот двигатель существовал только как часть этого фантастического сериала. Физик по имени Мигель Алькубьерре посмотрел один из эпизодов этого сериала как раз в тот момент, когда трудился над докторской в области общей теории относительности и задавался вопросом, возможно ли создание двигателя деформации пространства в реальности. В 1994 году он опубликовал документ, излагающий эту позицию.
Алькубьерре представил в космосе пузырь. В передней части пузыря время-пространство сокращается, а в задней — расширяется (как было при Большом взрыве, по мнению физиков). Деформация заставит корабль гладко скользить в космическом пространстве, как если бы он серфил на волне, несмотря на окружающий шум. В принципе деформированный пузырь может двигаться сколько угодно быстро; ограничения в скорости света, по теории Эйнштейна, распространяются только в контексте пространства-времени, но не в таких искажениях пространства-времени. Внутри пузыря, как предполагал Алькубьерре, пространство-время не изменится, а космическим путешественникам не будет нанесено никакого вреда.
Уравнения Эйнштейна в общей теории относительности сложно решить в одном направлении, выясняя, как материя искривляет пространство, но это осуществимо. Используя их, Алькубьерре определил, что распределение материи есть необходимое условие для создания деформированного пузыря. Проблема только в том, что решения приводили к неопределенной форме материи под названием отрицательная энергия.
Говоря простым языком, гравитация — это сила притяжения между двумя объектами. Каждый объект вне зависимости от его размеров оказывает некоторую силу притяжения на окружающую материю. По мнению Эйнштейна, эта сила является искривлением пространства-времени. Отрицательная энергия, однако, гравитационно отрицательна, то есть отталкивающа. Вместо того чтобы соединять время и пространство, отрицательная энергия отталкивает и разобщает их. Грубо говоря, чтобы такая модель работала, Алькубьерре необходима отрицательная энергия, чтобы расширять пространство-время позади корабля.
|
|
Слабое место модели Алькубьерре в том, что для ее осуществления требуется огромное количество отрицательной энергии.
|
|
Несмотря на то, что никто и никогда особенно не измерял отрицательную энергию, согласно квантовой механике, она существует, а ученые научились создавать ее в лабораторных условиях. Один из способов ее воссоздания — через Казимиров эффект: две параллельно проводящие пластины, расположенные близко друг к другу, создают некоторое количество отрицательной энергии. Слабое место модели Алькубьерре в том, что для ее осуществления требуется огромное количество отрицательной энергии, на несколько порядков выше, чем, по оценкам ученых, ее можно произвести.
Уайт говорит, что он нашел, как пойти в обход этого ограничения. В компьютерном симуляторе Уайт изменил геометрию деформационного поля так, что в теории он мог бы производить деформированный пузырь, используя в миллионы раз меньше отрицательной энергии, чем требовалось по оценкам Алькубьерра, и, возможно, достаточно мало, чтобы космический корабль мог нести средства его производства. «Открытия, — говорит Уайт, — меняют метод Алькубьерре с непрактичного на вполне правдоподобный».
РЕПОРТАЖ ИЗ ЛАБОРАТОРИИ УАЙТА
Космический центр Джонсона расположился рядом с лагунами Хьюстона, откуда открывается путь к заливу Гальвестон. Центр немного напоминает пригородный кампус колледжа, только направленный на подготовку астронавтов. В день моего посещения Уайт встречает меня в здании 15, многоэтажном лабиринте коридоров, офисов и лабораторий, в которых проводятся испытания двигателя. На Уайте рубашка поло с эмблемой Eagleworks (так он называет свои эксперименты по созданию двигателя), на которой вышит орел, парящий над футуристическим космическим кораблем.
Уайт начинал свою карьеру с работы инженером — проводил исследования в составе роботической группы. Со временем он взял на себя командование всем крылом, занимающимся роботами на МКС, одновременно заканчивая писать докторскую в области физики плазмы. Только в 2009-м он сменил свои интересы на изучение движения, и эта тема захватила его настолько, что стала основной причиной, по которой он отправился работать на NASA.
«Он довольно необычный человек, — говорит его босс Джон Эпплуайт, возглавляющий отделение двигательных систем. — Он совершенно точно большой фантазер, но одновременно и талантливый инженер. Он умеет превращать свои фантазии в реальный инженерный продукт». Примерно в то же время, когда он присоединился к NASA, Уайт попросил разрешения открыть собственную лабораторию, посвященную продвинутым двигательным системам. Он сам и придумал название Eagleworks и даже попросил NASA создать логотип для его специализации. Тогда и началась эта работа.
|
|
Приспособление внешне похоже на огромный красный бархатный пончик с проводами, плотно оплетающими сердцевину.
|
|
Уайт ведет меня к своему офису, который делит с коллегой, занимающимся поисками воды на Луне, а после ведет вниз к Eagleworks. На ходу он рассказывает мне про свою просьбу открыть лабораторию и называет это «долгим трудным процессом поиска продвинутого движения, чтобы помочь человеку исследовать космос».
Уайт демонстрирует мне объект и показывает его центральную функцию — нечто, что он называет «квантовый вакуумный плазменный двигатель» (QVPT). Это приспособление внешне похоже на огромный красный бархатный пончик с проводами, плотно оплетающими сердцевину. Это одна из двух инициатив Eagleworks (вторая — деформационный двигатель). Еще это секретная разработка. Когда я спрашиваю, что это, Уайт отвечает, что может сказать только, что эта технология даже круче, чем деформационный двигатель). Согласно отчету NASA за 2011 год, написанному Уайтом, аппарат использует квантовые флуктации в пустом пространстве в качестве источника топлива, а значит, космический корабль, приводимый в движение QVPT, не требует топлива.
Двигатель использует квантовые флуктации в пустом пространстве в качестве источника топлива, а значит, космический корабль, приводимый в движение QVPT, не требует топлива.
Когда девайс работает, система Уайта выглядит кинематографически идеально: цвет лазера красный, и два луча скрещены, как сабли. Внутри кольца находятся четыре керамических конденсатора, сделанных из титаната бария, который Уайт заряжает до 23 тысяч вольт. Уайт провел последние два с половиной года, разрабатывая эксперимент, и он говорит, что конденсаторы демонстрируют огромную потенциальную энергию. Однако, когда я спрашиваю, как создать отрицательную энергию, необходимую для деформированного пространства-времени, он уклоняется от ответа. Он объясняет, что подписал соглашение о неразглашении, и потому не может раскрывать подробности. Я спрашиваю, с кем он заключал эти соглашения. Он говорит: «С людьми. Они приходят и хотят поговорить. Больше подробностей я вам сообщить не могу».
ПРОТИВНИКИ ИДЕИ ДВИГАТЕЛЯ
Пока что теория деформированного путешествия довольно интуитивна — деформация времени и пространства, чтобы создать движущийся пузырь, — и в ней есть несколько значительных недостатков. Даже если Уайт значительно уменьшит количество отрицательной энергии, запрашиваемой Алькубьерре, ее все равно потребуется больше, чем способны произвести ученые, заявляет Лоуренс Форд, физик-теоретик в университете Тафтс, за последние 30 лет написавший множество статей на тему отрицательной энергии. Форд и другие физики заявляют, что есть фундаментальные физические ограничения, причем дело не столько в инженерных несовершенствах, сколько в том, что такое количество отрицательной энергии не может существовать в одном месте длительное время.
Другая сложность: для создания деформационного шара, который двигается быстрее света, ученым потребуется произвести отрицательную энергию вокруг космического корабля и в том числе над ним. Уайт не считает, что это проблема; он весьма туманно отвечает, что двигатель, скорее всего, будет работать благодаря некоему имеющемуся «аппарату, который создает необходимые условия». Однако создание этих условий перед кораблем будет означать обеспечение постоянной поставки отрицательной энергии, перемещаемой быстрей скорости света, что снова противоречит общей теории относительности.
|
|
У дирекции есть какой-то особенный интерес в том, чтобы Уайт продолжал свою работу; это одна из тех теоретических концепций, в случае успехов которых игра меняется полностью.
|
|
Наконец, двигатель деформации пространства ставит концептуальный вопрос. В общей теории относительности путешествие на сверхсветовой скорости эквивалентно путешествию во времени. Если такой двигатель реален, Уайт создает машину времени.
Эти препятствия рождают некоторые серьезные сомнения. «Не думаю, что известная нам физика и ее законы позволяют допустить, что он чего-то добьется своими экспериментами», — говорит Кен Олум, физик из университета Тафтс, который также участвовал в дебатах насчет экзотического движения на собрании «100-летия звездного корабля». Ноа Грэхам, физик из колледжа Миддлбёри, читавший две работы Уайта по моей просьбе, написал мне e-mail: «Не вижу ценных научных доказательств, помимо отсылок к его предыдущим работам».
Алькубьерре, ныне физик в Национальном автономном университете Мексики, и сам высказывает сомнение. «Даже если я стою на космическом корабле и у меня есть в наличии отрицательная энергия, мне ни за что не поместить ее туда, куда требуется, — говорит он мне по телефону из своего дома в Мехико. — Нет, идея-то волшебная, мне нравится, я же ее сам и написал. Но в ней есть пара серьезных недостатков, которые я уже сейчас, с годами, вижу, и я не знаю ни единого способа их исправить».
БУДУЩЕЕ СВЕРХСКОРОСТЕЙ
Слева от главных ворот Джонсонского научного центра лежит на боку ракета «Сатурн-В», ее ступени разъединены для демонстрации внутреннего содержимого. Он гигантский — размер одного из множества двигателей равен размеру маленького автомобиля, а сама ракета на пару футов длиннее, чем футбольное поле. Это, конечно, вполне красноречивое свидетельство особенностей космического плавания. Кроме того, ей 40 лет, и время, которое она представляет — когда NASA было частью огромного национального плана по отправлению человека не Луну, — давно прошло. Сегодня JSC — это просто место, которое когда-то было великим, но с тех пор покинуло космический авангард.
Прорыв в движении может означать новую эру для JSC и NASA, и в какой-то степени часть этой эры начинается уже сейчас. Зонд Dawn («Рассвет»), запущенный в 2007-м, изучает кольцо астероидов при помощи ионных двигателей. В 2010-м японцы ввели в эксплуатацию «Икар», первый межпланетный звездный корабль, приводимый в движение солнечным парусом, еще один вид экспериментального движения. И в 2016-м ученые планируют испытать VASMIR, систему, работающую на плазме, сделанную специально для высокой двигательной тяги в ISS. Но когда эти системы, возможно, доставят астронавтов на Марс, они все еще не будут способны забросить их за пределы Солнечной системы. Чтобы добиться этого, по словам Уайта, NASA потребуется пойти на более рискованные проекты.
Деформационный двигатель — возможно, самое притянутое за уши из насовских усилий по созданию проектов движения. Научное сообщество заявляет, что Уайт не может создать его. Эксперты заявляют, что он работает против законов природы и физики. Несмотря на это, за проектом стоит NASA. «Его субсидируют не на том высоком государственном уровне, на котором должны были бы, — говорит Апплуайт. — Я думаю, что у дирекции есть какой-то особенный интерес в том, чтобы он продолжал свою работу; это одна из тех теоретических концепций, в случае успехов которых игра меняется полностью».
В январе Уайт собрал свой деформационный интерферометр и двинулся к следующей цели. Eagleworks перерос собственный дом. Новая лаборатория больше и, как он заявляет с энтузиазмом, «сейсмически изолирована», имея в виду, что он защищен от колебаний. Но, возможно, лучшее в новой лаборатории (и самое впечатляющее) — то, что NASA создало Уайту такие же условия, что были у Нила Армстронга и Базза Олдрина на Луне. Что ж, посмотрим.
www.furfur.me
Первый шаг к межзвездным путешествиям был сделан, но все же звезды пока слишком далеки. Voyager 1 стал полноценным межзвездным аппаратом, он практически вышел за пределы нашей солнечной системы. С момента его запуска в 1977 году он успел пролететь уже 17 световых…. часов, сейчас его скорость составляет 0,006% от световой скорости, так что, на преодоление одного светового года ему понадобится 17 000 лет. Так что, если вы хотите слетать к нашим ближайшим соседям на Проксиму Центавру вам понадобиться всего 71740 лет. К счастью, NASA планируют немного приблизили нас к новому виду двигателя, а точнее к принципиально новому виду передвижения.
----------------------<cut>----------------------
Сверхсветовой двигатель перестал быть чисто фантастической концепцией еще в 1944 году, когда физик Miguel Alcubierre предположил возможность перемещений в пространстве со сверхсветовой скоростью при условии нахождения внутри деформационного пузыря (warp bubble), или WP, внутри которого помещается частичка обычного пространства-времени. Идея в том, что ни один материальный объект не может перемещаться в пространстве-времени быстрее скорости света, но это не говорит еще о том, что часть самого пространства времени не может преодолеть этот барьер. И в этой связи, обнадеживает тот факт, что по мнению ученых, скорость расширения пространства-времени в момент Большого взрыва превышала скорость света в 30 миллионов миллиардов раз. Другими словами, теоретически это возможно.
Вышеупомянутый физик предполагал, что двигатель, способный создать необходимые условия для возникновения WP, будет использовать гравитационные эффекты, для сжатия пространства-времени перед кораблем и ее расширения позади корабля. Сам корабль будет находиться между этих процессов как бы в невесомости и будет неподвижен относительно той части пространства-времени, которая будет заключаться внутри Warp Bubble. Это будет похоже на серфинг, когда вы движетесь вперед но по отношению к волне, которая вас движет, вы стоите на месте. Некоторые научные выкладки прогнозируют, что такой способ передвижения сможет развить десятикратную скорость света, хотя на самом деле предел максимальной скорости на данный момент установить невозможно.
Звучит заманчиво, в конце концов, что может быть проще доски для серфинга? Но проблема в том, что до сих пор для создания сверхсветового двигателя была необходима материя с отрицательной массой, которая сама по себе не вписывается в теорию квантовой физики.
Итак, мы пока не в состоянии производить материю с отрицательной массой, однако существует и другой способ — использовать чуть менее загадочный материал — темную материю, в конце концов ученые убеждены в ее существовании, они так же полагают, что темная материя составляет около 3/4 от всей материи во вселенной, но так же известно, что собрать ее в необходимом количестве будет крайне проблематично, во-первых из-за ее крайне слабой концентрации в каком-либо определенном месте, а во-вторых, опять же, как бы некоторые ученые не были уверен в ее существовании, пока мы видим лишь косвенные признаки ее существования.
Итак мы столкнулись с проблемой того, как создать Warp Bubble. Но кроме того, в современном понимании, WP симметричен, соответственно нет понимания того, в какую сторону он будет двигать пространство-время.
Но прежде чем создать Warp Bubble, было бы неплохо разобраться с тем, каким еще способом, из тех, которые доступны уже сейчас, можно было бы запустить процесс возникновения WP. С этой целью в NASA был построен новый интерферометр (White-Juday Warp Field Interferometer), он в точности как и обычный измеряет расстояние, но только с точностью до нанометра. И теоретически, этот прибор поможет определить прохождение (WP), через луч лазера интерферометра.
Аппарат будет впервые протестирован на электромагнитном поле высокого напряжения, и именно в этом эксперименте ученые хотят найти проявление (WP). Но, как всегда, не слишком спешные на обещания NASA, пока не говорят нам ничего конкретного о сроках проведения этого эксперимента.
Так что нам пока остается, только следить за новостями, верить в чудо и смотреть Стар Трек, или Вавилон 5, где все уже и так давно работает.
maxpark.com
