Сверхсветовой звездолет

Сквозь искривленное пространство

У землян появилась надежда когда-нибудь добраться до других звездных систем в приемлемые сроки. Вселяют ее исследования, которые проводят не где-нибудь, а в НАСА. Ведь способ передвигаться с фантастической скоростью — по сути гораздо быстрее света, оказывается существует. И нет непреодолимых препятствий для постройки космического корабля, в котором этот способ будет реализован. О чем заявил предводитель исследовательской группы Гарольд Уайт (Harold White) из Космического центра имени Линдона Джонсона на конгрессе по межзвездным коммуникациям, который прошел недавно в Далласе, Техас (Icarus Interstellar’s Starship Congress in Dallas, Texas).

Небольшое интервью Уайта, размещенное на сайте журнала «New Scientist», ныне рвет рекорды посещаемости. Похоже, что людей и в самом деле манят межзвездные дали.
- Как же быть с постулатом, что в материальном мире тела не могут двигаться быстрее света? — спросили ученого.
Уайт ответил, что сама теория относительности дает, как минимум, две опции: или рвануть сквозь «кротовую нору» — дыру в ткани пространства-времени, соединяющую отдаленные области Вселенной, или использовать так называемое искривленное пространство — space warp.
Объясняя эффект искривленного пространства, ученый привел в пример дорожки, которые движутся в некоторых больших аэропортах. Человек, перемещаясь по ним на максимуме своей скорости и не превышая его, попадет из одного конца коридора в другой быстрее, чем если бы он двигался в «пространстве» рядом с дорожкой.

Уфйт объясняет как устроен звездолет, летящий быстрее света в искривленном пространстве
Фото: НАСА

В пузыре Алькубьерре

Но как устроить space warp в космическом пространстве? Чтобы не превышая скорости света, лететь все же быстрее него.
Ученые предполагают сжать пространство перед носом корабля и растянуть его за кормой. Получится «пузырь Алькубьерре» — эдакое неравномерное искажение, в котором будет находиться перемещающий ся объект. То, что создать такой пузырь, пригодный для перемещения космического корабля, возможно, теоретически доказал мексиканский математик Мигель Алькубьерре еще в 1994 году.

Пространство перед кораблем (3 сжато, за ним (1) — растянуто. А сам корабль находится в «нормальном» (2) пространстве
Фото: НАСА

Уайт с коллегами уже третий год экспериментируют в лаборатории, созданной для них в НАСА. Воздействуют на пространство-время мощными электростатическими полями. И посредством лазерного интерферометра проверяют, насколько оно исказилось. Задача — создать пока микроскопический «пузырь Алкубьерре». И показать, что такое возможно в лабораторных условиях.

Когда дело дойдет до строительства реального space warp корабля, то для растяжения и сжатия пространства, возможно, будет применена энергия с так называемой отрицательной плотностью. Она вроде бы существует. Например, в виде так называемой темной энергии, под воздействием которой наша Вселенная ускоренно расширяется. Хотя такого быть бы не должно, если бы в пространстве-времени действовали лишь гравитационные силы.

По словам Уайта, сам корабль будет похож на мяч для американского футбола, опоясанный тором. В «мяче» разместится команда и системы управления, а в торе — материя с энергией отрицательной плотности. Для реализации warp-привода нужен именно тор.

Так будет выглядеть корабль, летящий быстрее света

На вопрос, не потребует ли «сверхсветовая скорость» неподъемных для человечества затрат энергии, Уайт ответил, что поработал над этой проблемой. И расчеты показывают, что затраты на корабль диаметром в 10 метров, летящий в 10 раз быстрее света, не будут сверхъестественными.

К ближайшей звезде

Если нынешняя затея НАСА увенчается успехом хотя бы через сто лет, а участники прошедшего в Далласе конгресса расчитывают, что и раньше, то расстояние в 4,36 световых года до ближайшей к нам звездной системы Альфа Центавра можно будет покрыть меньше за полгода. Туда-обратно — примерно за год. Там, по последним данным, могут находится планеты земного типа.
И почти точно стало недавно известно, что потенциально обитаемая планета расположена у звезды Тау Кита, которая подобна нашему Солнцу. До нее 12 световых лет или чуть больше года на корабле с warp-приводом. Планета имеет обозначение Тау Кита-е. Массивнее Земли в 4 раза. Год на ней длится 168 земных дней.

КСТАТИ

Что на самом деле видно из космического корабля, летящего быстрее света

В фантастических фильмах космические корабли уже летают со сверхсветовой скоростью. И чтобы показать стремительный рывок, ведущий в иное пространство, режиссеры используют один и тот же художественный прием, впервые примененный еще в ранних сериях «Звездных войн». Герои дергают за «волшебную ручку», символизирующую управляющий элемент для перехода в режим «овердрайва» или warp, и корабль стремительно ускоряется, разгоняясь до скорости света и быстрее. Звезды, которые сияли за бортом, не просто мелькают при этом, а вытягиваются в линии. Вот эту красивую картину и подвергли сомнению британские студенты-физики Университета Лестера (University of Leicester). Работу, посвященную научно обоснованному опровержению увиденного в «Звездных войнах» четверо студентов последнего курса — Райли Коннорс, Катя Декстер, Джошуа Аржил и Камерон Скулар (Riley Connors, Katie Dexter, Joshua Argyle, and Cameron Scoular) — опубликовали в университетском журнале Journal of Physics Special Topics. У них в Университета Лестера так заведено — брать какие-нибудь интересные темы, исследовать их и знакомить коллег с результатами, что весьма полезно для будущих ученых.

Студенты уверяют: разогнавшиеся в «футбольном мяче» путешественники к Альфа Центавра или Тау Кита вместо вытянувшихся в линии звезд увидели бы лишь яркий диск.

Как объясняют авторы исследования, все дело в эффекте Доплера — то есть, в изменении частоты и длины волн, вызванным тем, что корабль быстро перемещается. Характерный пример из области акустики: тон сирены автомобиля с мигалкой становится выше, если слушатель приближается к этому автомобилю с большой скоростью.
Со светом — тоже самое. Из-за эффекта Доплера частота света звезд увеличится и сместится из видимого диапазона в рентгеновскую — невидимую для глаз — часть спектра. Иными словами, звезды словно бы исчезнут. А экипажу потребуется дополнительная защита от рентгеновского излучения — настолько сильным оно будет.

Так изображают в кино переход на «овердрайв»
Фото: Соцсети

Вот что реально будет видно с борта корабля, летящего быстрее света
Фото: University of Leicester

В то же время уменьшится длина микроволнового фонового или так называемого реликтового электромагнитного излучения (Cosmic Microwave Background Radiation) — того, которое осталось во Вселенной после Большого Взрыва. Оно теперь распределено в пространстве более-менее равномерно.
Фоновое излучение, наоборот, станет видимым для наблюдателей, находящихся на разгоняющимся до скорости света корабле. Предстанет тем самым светлым диском, затухающим по краям.