"Г-н Сулу, задайте курс, скоростта на деформация е две" - тези думи, може би, са известни на всеки почитател на научната фантастика. Те принадлежат на Джеймс Кирк, капитанът на Starship Enterprise от легендарната серия Star Trek. Според сюжета героите се движат около Галактиката стотици пъти по-бързо от светлината благодарение на деформацията, която огъва околното пространство.
През далечните 60-те години, когато сериалът излиза на екрани, той се възприема като невъзможна фантазия. Но днес много учени и инженери сериозно говорят за възможността за създаване на такъв двигател и освен това вече има конкретни предложения.
Ограничението на скоростта на Вселената
Слънчевата ни система е разположена в доста тънък участък от Млечния път, с ниска плътност на звездни струпвания. Най-близката звездна система, Алфа Кентавър, е на 4,36 светлинни години от Слънцето. На съвременните ракети, развивайки скорост от 10-15 километра в секунда, астронавтите ще трябва да летят до него за повече от 70 000 години!
И това въпреки факта, че общият диаметър на нашата Галактика е 100 000 светлинни години. Ако не можем да преодолеем дори такова незначително разстояние по стандартите на Вселената, тогава не бива дори да заекваме относно колонизацията и изследването на дълбокия космос.
Има още една, по-сериозна пречка по пътя към звездите. Тя е отразена в теорията на относителността на Айнщайн. Преди теорията да се появи през 1905 г., небесната механика на Нютон царува върховна във физиката. Според него скоростта на светлината зависи от скоростта на движение на наблюдателя. Тоест, ако сте успели да наваксате светлината и да се движите с нея, тогава тя просто ще спре за вас. По-късно Максуел даде на тази теория математическа основа.
Докато беше още студент, Алберт Айнщайн не можеше да приеме този постулат - чувстваше, че някъде има грешка. В крайна сметка той намери отговора на въпроса, който го измъчваше. Той доказа, че скоростта на светлината е постоянна и по никакъв начин не зависи от външен наблюдател.
Промоционално видео:
Оказа се, че е невъзможно да наваксаме светлината. Без значение колко бързо се движите, светлината все още ще бъде напред. Известната формула на Айнщайн E = ms², където енергията на едно тяло е равна на неговата маса, умножена по скоростта на квадратна светлина, буквално гласи следното: за да се ускори обект до скоростта на светлината, е необходимо безкрайно количество енергия, което означава, че обектът трябва да има безкрайна маса. Всъщност ракета, която иска да се ускори до скоростта на светлината, ще тежи колкото цялата Вселена!
Разбира се, в реалния живот е абсолютно невъзможно да се направи това, скоростта на светлината е един вид универсален DPS инспектор, който веднъж завинаги зададе ограничението на скоростта.
Изглежда, че това слага край на мечтата на човечеството за полет до далечни звезди. Въпреки това, десет години след публикуването на специална теория на относителността, се появи общата относителност, където бяха дадени по-обширни коментари и допълнения.
Като цяло относителността Айнщайн комбинира пространство и време. Преди това те се считаха за различни физически понятия. За по-добра илюстрация той сравнява пространство-време с платно. При определени условия това платно може да се движи много по-бързо от светлината. Това обаче не даде отговор на основния въпрос: как в крайна сметка да изпревари светлината?
В продължение на почти 70 години много изследователи озадачават тази мистерия. И един хубав ден един млад учен включи телевизора и, превключвайки канали, попадна на фантастичен сериал. Докато го гледаше, внезапно му се приплахна и той осъзна как да развие свръхсветна скорост, без да нарушава законите на физиката. Името на този учен е Мигел Алкубиер.
Warp Drive
След това през 1994 г. Алкубиер изучава теорията на относителността в Университета в Кардиф (Уелс, Великобритания). По телевизията той видя сериала "Звезден път". Ученият обърна внимание на факта, че героите използват двигател за деформация на космоса или деформация, за да се движат в космоса.
Точно както веднъж ябълката, която падна върху главата на Нютон, го вдъхнови да създаде небесна механика, така и телевизионното шоу вдъхнови Мигел да роди теория, която може веднъж завинаги да сложи край на високоскоростната „дискриминация“на Вселената.
Алкубиер започна да изчислява и скоро публикува резултатите. Той взе за основа общата теория на относителността, която казва, че ако приложите определено количество енергия или маса, можете да накарате пространството да се движи по-бързо от светлината.
За да направите това, трябва да създадете специален балон или деформационно поле около кораба. Това деформационно поле ще свие пространството пред кораба и ще се разшири отзад. Оказва се, че корабът всъщност не се движи никъде, самото пространство се огъва и избутва кораба в дадена посока.
Времето и пространството вътре в балона не са обект на деформация и изкривяване. Следователно екипажът на кораба не изпитва допълнителни претоварвания и може да изглежда, че нищо не се е променило. В този случай не само астронавтите, преминали специална медицинска селекция и обучение, но и обикновените хора ще могат да летят в космоса.
Ако бяхте на моста на кораба по време на неговото движение със свръхсветна скорост и погледнете пространството около вас, звездите щяха да се превърнат в дълги удари. Но ако погледнете назад, няма да видите нищо освен непроницаема тъмнина, тъй като светлината не може да ви настигне.
Алкубиер изчисли, че основен задвижващ механизъм ще позволи достигане на скорост 10 пъти по-бърза от светлината, но според него нищо не пречи на увеличаването на мощността на двигателя и ускорението до по-високи скорости.
Въпреки това, когато се запозна с теорията на Алкубиер, Сергей Кръсников от Главната астрономическа обсерватория в Пулково разкри една особеност. Факт е, че пилотът няма да може да промени произволно траекторията на кораба. Тоест, ако например полетите от Земята към Сириус и изведнъж си спомните, че не сте изключили желязото у дома, тогава няма да можете да се върнете обратно. Първо ще трябва да летите до вашата дестинация и след това да се върнете обратно.
Освен това, вие също няма да можете да се свържете с никого, тъй като полето на основата напълно изолира кораба от външния свят и блокира всякакви сигнали. Затова Кръсников сравни пътуване на такъв кораб с пътуване в метрото. Нарече го „метро FTL“.
Но това не е основният проблем. Самото деформационно поле трябва да има отрицателен заряд. За да го създадете, е необходима отрицателна енергия, за съществуването на която се обсъжда много години.
Какво не може да бъде
Ако гравитацията е енергията на привличане, тогава отрицателната енергия трябва да има противоположни свойства и да отблъсква чужди обекти от себе си. Но как да получите такава енергия?
През 1933 г. холандският физик Хендрик Казимир предложил, ако вземете две еднакви метални плочи и ги поставите идеално успоредни една на друга на минимално възможно разстояние, те ще започнат да се привличат. Сякаш невидима сила ги тласка една към друга.
Според квантовата механика вакуумът не е абсолютно празно място; в него постоянно се появяват двойки материя и антиматериални частици, които моментално се сблъскват и унищожават. Този процес отнема буквално милиарди от секундата. Когато се сблъскат, се отделя микроскопично количество енергия, което създава ненулево общо налягане в „празен“вакуум.
Важно е плочите да се приближат възможно най-близо една до друга, тогава обемът на частиците от външната страна значително ще надвиши броя им в пролуката между плочите. В резултат на това налягането отвън ще изтръгне плочите, а енергията им от своя страна ще стане по-малка от нула, тоест отрицателна. През 1948 г. експериментът успява да измери отрицателната енергия. Той влезе в историята под името "Казимир ефект".
През 1996 г., след 15 години експерименти и изследвания, Стив Ламоро от Националната лаборатория в Лос Аламос, заедно с Умар Мохидин и Анушри Рой от Калифорнийския университет в Ривърсайд, успяват точно да измерят ефекта на Казимир. Той беше равен на заряда на еритроцита - червена кръвна клетка.
Уви, това е просто чудовищно малко за създаване на деформационно поле, отнема милиарди пъти повече. Докато не е възможно да се генерира отрицателна енергия в индустриален мащаб, основата ще остане на хартия.
Чрез трудности към звездите
Въпреки всички трудности при създаването, warp drive е най-вероятният кандидат за първия междузвезден полет. Алтернативни проекти, като слънчево платно или термоядрен двигател, могат да достигнат само подмолни скорости, докато такива като дупки или звезди са твърде сложни и отнемат хиляди години.
Днес НАСА най-активно разработва прототип на основата, чиито специалисти са сигурни, че това е по-скоро технически проблем, отколкото теоретичен. И екип от инженери вече правят това в Космическия център на Джонсън, където навремето е бил подготвен първият пилотиран полет до Луната.
Според много експерти най-вероятно първите образци на технология за деформация в космоса ще се появят не по-рано от 100 години по-късно, при наличие на постоянно финансиране.
Кажете, фантастично? Но може би си струва да си спомним, че няколко години преди братята Райт да вдигнат самолета си във въздуха, известният английски физик Уилям Томсън каза, че нищо по-тежко от въздуха не може да лети. И 60 години по-късно първият космонавт на Земята се усмихна и каза: "Да вървим!.."
Адилет УРАИМОВ
