Автор: «Варп-двигатель может стать важнейшим ключом к достижению межзвездных путешествий. Он может искажать пространство и преодолевать ограничение скорости света, позволяя совершить путешествие на Марс всего за 75 секунд, а к Альфе Центавра — за 83 дня. Но, сталкиваясь с огромной Вселенной в 96 миллиардов световых лет, нам все равно нужно испытывать благоговение — это не только техническая задача, но и размышление о неизвестных цивилизациях».
Содержание
Вспомним: что такое варп-двигатель?
Если его создать, мы сможем преодолеть предел скорости света — и отправиться в межзвёздное путешествие.
Несмотря на то что единственным космическим телом, на которое пока ступала нога человека, остаётся Луна, это нисколько не мешает нам мечтать о Вселенной. Мы фантазируем о звёздных системах за пределами Солнечной, в которых, быть может, тоже есть планеты, подобные Земле — с жизнью, а может, и с теми самыми инопланетянами, существование которых мы так давно хотим подтвердить. Мы представляем, как человечество однажды научится перемещаться между звёздами и сможет добираться до любой точки космоса.
Наши фантазии уже не раз были воплощены в кино. Все фильмы о космосе — будь то «Интерстеллар», «Звёздный путь» или «К звёздам» — становятся хитами. Но кино остаётся кино, а в реальности даже самый дальний из наших аппаратов, «Вояджер», всё ещё не покинул Солнечную систему.
Однако это не мешает нам продолжать мечтать о межзвёздном туризме. И в этих мечтах варп-двигатель, тот самый, о котором часто говорят в фантастике, может стать ключом к осуществлению невозможного. Если он появится, мы сможем преодолеть предел света, и перед человечеством откроется путь к звёздам.
Трудности межзвёздных перелётов
Чтобы осуществить межзвёздные путешествия, человечеству предстоит решить три базовые проблемы.
1. Топливо
Сейчас наши ракеты используют смесь керосина, водорода, солнечной и ядерной энергии. При запуске с Земли разгон обеспечивается сгоранием керосина и жидкого водорода, чтобы достичь первой космической скорости и выйти на орбиту.
После этого спутники движутся по инерции, используя гравитацию и подпитку от солнечных батарей. Чтобы покинуть орбиту и отправиться к другим планетам Солнечной системы, нужно преодолеть вторую космическую скорость. А значит, приходится задействовать ядерные источники.
Теоретически, ядерные реакторы могут работать бесконечно. Но на практике — возникают потери энергии, а значит, нужно отключать часть систем. Именно так «Вояджер» потерял связь с Землёй — не хватило энергии.
2. Тяга
В вакууме топливо не горит. Значит, в глубоком космосе нам приходится использовать гравитационный манёвр. Так, американская миссия «Юнона» в 2011 году использовала притяжение Юпитера, чтобы разогнаться до 73,6 км/с — рекордная скорость для рукотворного объекта.
Но и этой скорости недостаточно. Чтобы добраться хотя бы до ближайшей звезды — Проксимы Центавра (4,3 световых года), — потребуется более четырёх лет при скорости света. А туда и обратно — десятилетие. А ведь мы ещё даже не приблизились к световой скорости.
Из трёх задач мы пока едва справились только с вопросом тяги. Остальные остаются неразрешёнными.
Что будет, если превзойти скорость света?
Скорость света в вакууме составляет около 300 000 км/с. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, она — абсолютна и постоянна, независимо от системы отсчёта. Поэтому свет стал основной единицей измерения расстояний в космосе — световым годом.
Но в космосе есть процессы, которые превосходят скорость света — например, расширение самой Вселенной. Так что свет — это наше представление о «потолке скорости», но не предельная величина самой природы.
Если человек превысит скорость света, что произойдёт?
Среди физиков бытует мнение: он сможет перемещаться во времени. Вернуться в прошлое, встретиться с Цезарем или Чингисханом. Но биологи предупреждают:
Тело человека не выдержит таких скоростей — особенно если не защищено вакуумом. От трения с частицами воздуха или пыли оно просто разорвётся.
Именно поэтому фантасты предлагают более безопасный сценарий: человек сидит внутри защищённого корабля, движущегося быстрее света — и благодаря этому может достичь любой точки Вселенной.
Насколько огромен космос?
Возраст Вселенной — около 14 миллиардов лет. Диаметр — 96 миллиардов световых лет (из-за расширения). Даже при движении со скоростью света мы не сможем увидеть её конец.
Но если бы существовал способ преодолеть этот предел — скажем, с помощью искривления пространства, — мы могли бы приблизиться к цели.
Что такое червоточина?
Червоточина (или мост Эйнштейна — Розена) — гипотетический тоннель, соединяющий два удалённых участка пространства и времени. Считается, что она создаётся за счёт гравитационного вихря — мощной закрутки пространства.
Войдя в червоточину в одну точку в пространстве и времени, можно выйти в другую — мгновенно.
Однако у червоточин есть серьёзные ограничения: они могут разрушить любое вещество, оказавшееся внутри. Некоторые учёные даже предполагают, что червоточины неотличимы от чёрных дыр — и так же пожирают всё, что попадётся на пути.
Но идея червоточины вдохновила теоретиков на мысль: а можно ли создать «искусственный аналог» — безопасный, но столь же эффективный?
Что такое варп-двигатель?
Варп-двигатель — устройство, способное искривлять пространство-время вокруг объекта, создавая эффект сверхсветового перемещения. Он впервые был предложен в 1994 году мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре.
Суть идеи: сжать пространство перед кораблём, расширить — позади. Тогда сам объект как бы «проваливается» вперёд сквозь пространство, не нарушая теорию относительности.
Важно: варп-двигатель не разгоняет сам объект, а «деформирует» пространство вокруг него.
Такой «пузырь варпа» создаёт туннель — как червоточина — и перемещает корабль со сверхсветовой скоростью. Но для этого нужна экзотическая материя — вещество с отрицательной массой, которое пока не найдено.
Возможна ли постройка варп-двигателя?
Проблема — в энергии
Искривление пространства требует огромной энергии. Учёные предположили, что можно использовать силу гравитации чёрных дыр или червоточин. Но:
- приближение к чёрной дыре — смертельно опасно;
- сила притяжения может разрушить корабль до того, как мы успеем использовать её.
А может, использовать ядерный синтез?
Мы уже пытаемся создать «искусственное солнце» на Земле — термоядерный реактор, который даёт почти бесконечную энергию. В будущем такой реактор мог бы питать и варп-двигатель.
Если бы мы разогнали варп-двигатель до 100-кратной скорости света, путь до Марса занял бы 75 секунд, до границы Солнечной системы — 72 дня, а до ближайшей пригодной для жизни планеты Глизе 667cc — около двух лет.
Пространственные складки: альтернатива сверхсветовой скорости
Вместо того чтобы разгоняться до запредельных скоростей, можно сложить само пространство — так, чтобы две точки совпали. Это и называется пространственная складка.
Если A и B — две точки, разделённые 100 световыми годами, можно «согнуть» пространство, чтобы они стали соседними. Тогда перемещение займёт долю секунды.
До недавнего времени считалось, что так могут делать только чёрные дыры и червоточины. Но теоретически варп-двигатель тоже способен на это.
Если человечество научится контролировать степень искривления пространства, оно сможет совершать моментальные перелёты, не прибегая к варварским ускорениям.
Варп
Варп-двигатель — пока фантастика. Но вся история человечества — это материализация фантазий.
- Мы мечтали летать — и создали самолёт.
- Хотели увидеть звёзды — и вышли в космос.
- Мечтали о Луне — и поставили на ней флаг.
То, чего нет сегодня, не означает, что этого не будет завтра.
Но Вселенная — безмерна. И кто знает, что нас там ждёт? Быть может, как когда-то европейцы встретили аборигенов, мы встретим тех, кто намного старше и могущественнее нас. И тогда вопрос будет не в том, кого мы колонизируем — а кто колонизирует нас.
