Ученые обнаружили пузырь пространства-времени. Что это такое?

Сегодня, говоря о космических путешествиях, мы довольствуемся научной фантастикой – полет на ближайшую к Земле планету пока не реализован. Но с помощью воображения и математики мы можем предполагать, что во Вселенной кроме нас есть жизнь и, возможно, разумная. Кто знает, разгадали ли наши космические соседи загадку перемещения по космосу? Могут ли они, подобно команде «Звездного Пути», путешествовать на космическом корабле в разные уголки Вселенной? Ответ на этот вопрос мы вряд ли узнаем в ближайшее время, однако ученым уже есть о чем поведать. Исследователи из Института безграничного космоса (Limitade Space Institute) под финансированием Министерства обороны США (DARPA) обнаружили настоящий варп-пузырь в космосе. Это событие знаменует собой прорыв в разработке космических кораблей, способных двигаться быстрее света – существование Пузыря Алькубьерре вытекает из некоторых решений уравнений Эйнштейна. Более того, физик-теоретик Мигель Алькубьерре, предполагает, что мы и правда можем создать аппарат, разгоняющийся до сверхсветовой скорости.

Обнаружен варп-пузырь, деформирующий пространство-время

Пузырь Алькубьерре

Впервые о пузыре Алькубьерре заговорили в 1994 году. Именно тогда физик-теоретик работал над идеей варп-двигателя – посредством математических вычислений. Он предположил, что некоторые космические аппараты могут передвигаться на сверхсветовых скоростях, не нарушая при этом законы физики. Идея мексиканского математика быстро приглянулась ученым, однако некоторые сочли ее неразрешимым вопросом.

Теперь же авторы исследования, опубликованного в журнале European Physical Journal C, во главе с ex-специалистом по варп-двигателям из NASA Гарольдом Уайтом, предположили, что для создания настоящего варп-двигателя понадобится меньше энергии и материалов, чем считал Алькубьерре.

Выходит, мы стоим на пороге создания варп-двигателя и в отличие от фантастических вариаций в духе «Звездного пути», в действительности не будет необходимости в экзотическом веществе для его работы! Интересно, что Алькубьерре предложил математически обоснованное решение для создания варп-двигателя, использующего пространственно-временной пузырь.

Варп-пузырь деформирует пространство-время

Мексиканский ученый считал, что «варп-пузырь» должен окружать космический корабль, который в значительной степени будет двигаться не в пространстве, а в пространстве-времени, искаженном самим двигателем космического корабля. Именно такой пузырь и обнаружили недавно ученые.

Варп-двигатели

Итак, торсионный двигатель Алькубьерре теоретически мог бы двигаться с головокружительной скоростью с помощью специальной космической двигательной установки, которая не нарушала бы законы физики, какими мы их знаем, и особенно законы скорости света. Ведь по сути нам нужен не космический корабль, который движется в пространстве, а пространство-время, окружающее космический корабль – оно искажается и происходит смещение.

Однако материалы, необходимые для изготовления такого двигателя, а также требуемая мощность всегда делали этот подход лишь теоретическим и совершенно невообразимым для потенциального применения.

Может оказаться и так, что мы наконец сможем стать космическими странниками

Как это часто происходит в истории науки, обнаружение варп-пузыря оказалось случайностью. Никто и не думал о расчетах Алькубьерре – ученые проводили эксперименты с отрицательной энергией на наноструктуре. В частности, они проанализировали эффект Казимира – силу притяжения, которая распространяется между двумя незаряженными параллельными пластинами и двумя проводящими пластинами.

Во время эксперимента было сделано поразительное открытие: влияние эффекта Казимира на наноструктуру имеет поразительное сходство с концепцией варп-двигателя, о которой писал мексиканский физик и математик.

Обнаружение структуры на микро/наноуровне предсказывает отрицательное распределение плотности энергии, что близко соответствует метрическим требованиям, описанным Алькубьерре – существование варп-пузыря соответствует точным требованиям, необходимым для удовлетворения его теории. По мнению авторов исследования, варп-пузырь – настоящее и крошечное творение в своем роде, которое потенциально ведет к научному прорыву.

Как объясняет Tech Times, открытие может иметь основополагающее значение для разработки, которая в любом случае произойдет в недалеком будущем. Изобретение нового двигателя для космического корабля, который позволит совершать гораздо более длительные полеты за гораздо более короткое время, становится все ближе.

В это трудно поверить, но вара-двигатель ближе, чем кажется

С помощью новой концепции команды Уайта можно создать деформационный двигатель, который может исказить пространство-время и позволить гипотетическому космическому кораблю превысить даже скорость света.

Сможем ли мы путешествовать по Вселенной?

Необходимо также отметить, что перед нами первое рецензируемое исследование в этой области. Его результаты показывают, что «жизнеспособная наноструктура в лаборатории может создавать деформацию пузырьков за счет аналогичного отрицательного распределения энергии в вакууме по мере необходимости». Интересно, что в аналогичном отчете The Debrief исследователи (финансируемые DARPA) переходят к более реалистичному подходу, не придерживаясь теоретических концепций.

В отчете упомянуто, что распределение отрицательной плотности энергии каким-то образом соответствует первоначальным требованиям: «Для создания отрицательной энергии может иметь место дисбаланс между частицами. Масса будет удерживать частицу, в то время как другая будет отрицательной энергией в пространственно-временном пузыре».

Пространство-время преподносит все больше сюрпризов

В будущем команда намерена разработать тестируемый «аппарат с варп-двигателем» для проведения испытаний. Иными словами, речь идет о наноразмерном аппарате, который позволит определить качественное соотношение метрик с заданными Алькубьерре. Однако у некоторых ученых есть опасения – подобный корабль не сможет справиться со сверхсветовой скоростью, так как она приведет к его разрушению. К тому же не стоит забывать об эффекте замедления времени – оно замедляется, когда мы двигаемся быстрее.

Опубликовано на сайте: 2021-12-26