Може би "Светият граал" на творенията на научната фантастика е уарп двигателят от Стар Трек и мнозина са се опитали да разберат дали изобщо е възможно да се пътува по-бързо от скоростта на светлината. Към днешна дата, уви, без резултат, но ако уарп двигателят е невъзможно да се осъществи (засега), дали пък е възможна по-бърза от светлината комуникация?
Да започнем с уарп двигателя. Концепцията е двигател, което може да задвижва космически кораб със скорости, надвишаващи скоростта на светлината.
Според сценаристите на Стар Трек, скоростта се описва в коефициенти на уарп скоростта, които я преобразуват в кратни на скоростта на светлината чрез умножение с повдигане на куб на самия уарп фактор. По същество скоростта "уарп 1" е равна на скоростта на светлината, "уарп 2" е 8 пъти по-голяма от скоростта на светлината и "уарп 3" е 27 пъти по-голяма от скоростта на светлината и т.н.
Уарп задвижването в Стар Трек е една от най-детайлно измислените фантастични технологии. В сравнение с хиперпространствените двигатели в други измислени вселени, той се различава по това, че космическият кораб не напуска нормалния пространствено-времеви континуум и вместо това самото пространство-време е изкривено, както е възможно според Общата теория на относителността.
Как може да се постигне скорост по-голяма от тази на светлината?
В опит да се разбере това са предприети многобройни експерименти. Например Бил Бертоци от Масачузетския технологичен институт ускорява електрони и ги наблюдава как стават все по-тежки и по-тежки, докато вече не могат да бъдат ускорени. За да се ускори обект до скоростта на светлината, е необходимо безкрайно количество енергия. Максималната скорост, която може да постигне, е скоростта на светлината. В други експерименти синхронизирани атомни часовници са взети на борда на самолети и бе установено, че след пътуване с висока скорост спрямо еталонния часовник на Земята, времето тече по-бавно. Резултатът е, че колкото по-бързо движиш, толкова по-бавно тече времето и със скоростта на светлината времето спира. Ако времето спре, спира и скоростта. Задачата е невъзможна.
Това ограничение означава, че за човечеството е затворен пътя към другите звезди и галактики, но това не обезсърчава физиците-теоретици - мнозина се опитват и може би, успяват да заобиколят това ограничение.
Двигателят на Алкубиер
Първата научно обоснована концепция за свръсветлинен двигател е на мексиканския физик Мигел Алкубиер (Miguel Alcubierre), който я представя в публикацията си от 1994 г. "The Warp Drive: Hyper-Fast Travel Within General Relativity".
Идеята на Алкубиер е да използва "двигател, изкривяващ пространството", специален вид деформиране на време-пространството под формата на мехур, който се движи по-бързо от светлината във външното пространство на Минковски. Всъщност мехурът не се движи - неговата кинетична енергия в началото и в края на "движението" е една и съща, а той се премества за сметка на изкривяването на пространството.
 |
| 2D визуализация на двигател на Алкубиер, показваща противоположните региони на разширяване и свиване на пространство-времето, които изместват централния регион. Кредит: AllenMcC |
Същината на технологията се състои в деформиране на пространството - тъканта на пространството пред космическия кораб се свива локално, а зад него се разширява бързо, бутайки го напред - пътниците ще го възприемат като движение, въпреки пълната липса на ускорение.
Тъй като корабът не се движи в рамките на този мехур, а е носен заедно със самата движещаа се зона, традиционните релативистични ефекти като забавяне на времето например, не биха се случили както се очаква при високи скорости през плоското пространство-време. Циклични деформации ще тласкат кораба напред.По този начин, космическият кораб ще бъде изтеглен към местоназначението си от пространство-времето.
Илюстрация bgchaos.com по идея на daviddarling.info
 |
| Илюстрация: golem.de |
Как ще се създаде гравитационната яма пред кораба е позната задача - тези вдлъбнатини в гравитационния "гумен лист" на пространство-времето се образуват около всяко масивно тяло. Но за да се образува хълмчето е необходима отрицателна маса или енергия (Айнщайн ги свърза завинаги в познатата му формула). За да не стане объркване, нека уточним: отрицателната маса (m <0), не е "антиматерия" - това са частици, които се анихилират, срещайки се с нашата материя и реагират на гравитацията като обикновената материя.
И така, за пътуване по-бързо от светлината е нужна отрицателна енергия и тя се изисква в големи количества.
Квантовата механика показва, че дори празното пространство има енергия и всичко, което има по-малко енергия от празното пространство, има "отрицателна енергия".
Проблемът (измежду многото) е, че никой не знае как да получи отрицателна енергия в огромни количества, за да захранва уарп двигателя.
Изглежда, че уарп двигателят ще почака още известно време, но не може ли да се осъществи по-бърза от светлината комуникация?
Ускоряването на макроскопични обекти, като космически кораби, изисква големи количества отрицателна енергия, но комуникацията, както се обяснява в скорошен документ, която работи в много по-малък мащаб, изисква по-малко енергия. Всъщност доста по-малко, по-малко, отколкото се съдържа в една мълния.
Примамливо е, че може да се създадат малки количества отрицателна енергия, използвайки съвременните технологии.
Един от начините, по които това може да се постигне, е да се осигури правилната конфигурация и разпределение на отрицателната енергия към комуникационните канали.
В статията се предлага разпределение на отрицателна енергия в т. нар. хипертръби, за да се даде възможност за ускоряване и забавяне на мехурчетата деформация за свръхсветлинна комуникация.
Разбира се, постигането на тази цел за комуникация на дълги разстояния ще изисква разработката и изграждането на специални устройства, но както авторът на статията Лоренцо Пиери (Lorenzo Pieri) заключава, "изкушаващо е да се помисли за производството на микрочипове, способни на свръхсветлинни изчисления".
Да, това е вълнуващо предложение и мисълта за изстрелване на съобщения към космоса със скорост, по-висока от тази на светлината, е много вдъхновяваща!
Справка: Hyperwave: Hyper-Fast Communication within General Relativity; Lorenzo Pieri; https://arxiv.org/abs/2311.12069
Източник: If Warp Drives are Impossible, Maybe Faster Than Light Communication is Still on the Table?, Mark Thompson, Universe Today
Още по темата
Космос
LIGO може да открие по гравитационните вълни извънземни космически кораби
Физика
Първият модел на уарп двигател, деформиращ пространството, е физически възможен
Физика
Полети със свръхсветлинна скорост. Двигателят на Алкубиер.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари