Warp pogon (warp pogon). Stara ideja z novo podobo - motor WARP

Začel bom malo od daleč, da ne bom dajal povezav do prejšnjih člankov - še bolj zanimivo bo. Zdi se, da se sistem Alfa Kentavra nahaja nekje daleč od nas - približno 4,3 svetlobna leta stran. Z drugimi besedami, svetloba od Alfe Kentavra do nas, zemljanov, leti kar 4,3 zemeljska leta, in ta "let" poteka z velikansko hitrostjo - 300.000 km/s. Ogromen prostor, ki nas loči od Alfe Kentavra, po naših standardih. Radovedni um lahko vse to celo pretvori v zemeljske kilometre: pomnoži 4,3 leta * 365 dni * 24 ur * 60 minut * 60 sekund in dobljeno številko pomnoži s še 300.000 km. Kogar zanima, lahko izračune opravi sam. Glavna stvar za nas je razumeti obseg tega ogromnega prostora in kaj je v njem. Sodobna znanost nam pravi, da je tam vakuum, torej nič – ni molekul, atomov, popolnoma ničesar.

Zdaj pa ugotovimo, kaj je svetloba? Večina bo rekla – tok fotonov, torej delcev svetlobe, ki letijo z ogromno hitrostjo 300.000 km/s. Zdi se, da je vse jasno - delci letijo v vakuumu - kdo jih ustavi? Vendar ni vse tako preprosto, kot se zdi na prvi pogled. Navsezadnje ima vidna svetloba naravo elektromagnetnih valov, to je medij, ki niha na določeni frekvenci:

Pozabili pa smo na medij širjenja elektromagnetnega valovanja. Valovi/nihanja so, vendar je medij nekam izginil. Čeprav ni popolnoma izginil - natančno so ga nadomestili koncepti vakuuma ali prostora-časa. In prej so ga preprosto imenovali eter. Vseeno moram citirati odlomek iz prejšnje objave:

Val ima svojo hitrost širjenja v različnih medijih, na primer zvok v zraku potuje s hitrostjo 340 m/s, v vodi pa s hitrostjo 1500 m/s. Ko govorijo o hitrosti svetlobe 300 milijonov m/s, mislijo na njeno referenčno hitrost v tako imenovanem vakuumu – v brezzračnem prostoru med Soncem in Zemljo, Soncem in Alfa Kentavrom itd. kaj se zgodi s svetlobo, ko "leti" proti nam od Sonca v tako imenovanem vakuumu? Ker je svetloba elektromagnetno valovanje, nenadoma »postane« delec, ki leti v praznini vakuuma, in se ob približevanju Zemlji spet spremeni v val? Po tej analogiji lahko rečemo, da medtem ko se vodni val premika od ene obale do druge, vode same ni. In na primer: medtem ko gre zvočni val iz mojih ust v tvoje uho, tudi ni zraka, katerega tresljaji so zvok. Se sliši noro?

Popolnoma se strinjam s teboj! To je prav tako noro kot dejstvo, da lahko elektromagnetni valovi obstajajo brez medija za prenos, ki je eter.

Torej lahko sklepamo, da so se fiziki iz Nase odločili deformirati in ga poimenovati prostor-čas (ali vakuum) - vseprežemajoči medij etra, skozi katerega se elektromagnetni valovi - vključno z vidnim območjem - širijo svetlobo. In v spodnjem odlomku, ki opisuje princip delovanja motorja WARP, je dobro prikazano, da ima tisto, kar imenujemo prostor, lastnosti okolja. Navsezadnje je deformacija, pa naj gre za raztezanje in stiskanje (nizkega in visokega tlaka) lastnost in značilnost medija - pa naj bo to zrak ali voda, v našem primeru pa eterična.

Pred kratkim so se v medijih pojavile govorice, da je NASA končno ustvarila warp pogon. Uradni predstavniki organizacije so morali zanikati nadev in pojasnili, da so bili testi v resnici opravljeni na popolnoma drugi napravi, EmDrive. Toda zanimanje za fantastično napravo, ki upogiba prostor, ne pojenja. Futuristi verjamejo, da nekje v skrivnih laboratorijih razvijajo warp pogon. NASA pa ni izvedla testov, saj v praksi ni bilo ustvarjenega nič podobnega. Vsaj uradni viri o tem ne dajejo nobenih informacij. Še vedno se moramo zadovoljiti s teoretičnimi informacijami.

ameriške študije

Nekateri znanstveniki verjamejo, da lahko vesoljske ladje letijo s hitrostjo, ki je večkrat večja od svetlobne. V praksi raziskave motorja niso približale dejanski izvedbi. Toda tako ali drugače so takšne izjave prijetne za ušesa pisateljev znanstvene fantastike in mladih romantikov, ki sanjajo o raziskovanju vesolja.

Teksaška znanstvenika Gerald Cleaver in Richard Obousy, ki sta svoje delo objavila na internetu, menita, da je ustvarjanje hiperhitre ladje možno, saj ni v nasprotju s teorijami relativnosti Einsteina in strun.

Slednje potrjujejo nekatera nedavna odkritja (na primer odkritje variabilnosti svetovnih konstant ali prisotnosti dodatnih prostorskih razsežnosti).

Američani so se pri svoji raziskavi opirali na delo mehiškega fizika Miguela Alcubierra, ki ga je napisal že leta 1994 in ga poimenoval »Space Warp Engine«.

Kako deluje

Načelo njegovega delovanja je naslednje. Warp pogon tvori zaprt mehurček okoli vesoljskega plovila, ki ločuje del prostora-časa. Pogon povzroči, da se razširi zadaj in skrči spredaj. Zahvaljujoč temu mehurček pridobi sposobnost premikanja naprej s hitrostjo, ki presega svetlobno hitrost.

Hkrati je navedeno, da je izpolnjen pogoj, da svetlobne hitrosti ni mogoče preseči. Navsezadnje bo žarek ob ladji letel naprej skupaj z njo.

Toda mehurček z delom prostora-časa bo prispel do katere koli zvezde veliko hitreje kot druga ladja, kot da bi se izstrelil istočasno kot tista, na kateri je nameščen warp pogon.

Po naravnih zakonitostih se izkaže, da bo ves čas potovanja praviloma ostal negiben, njegova kinetična energija pa bo ostala enaka kot pred štartom.

Skupaj z razvojem vesolja

Ali je v resnici mogoče dovoliti širjenje prostora-časa? Fiziki se sklicujejo na začetek razvoja vesolja, ko se ni razširila samo snov, ampak tudi prostorsko tkivo.

Cleaver trdi, da se zdi, da za ladjo poustvarjajo procese mladega vesolja. Da bi vesoljska ladja končala v takšnem mehurčku, je potrebno delovanje eksotične negativne energije (iste, kot je potrebna za časovni stroj). In raziskovalci celo vedo, kako ga pridobiti.

"Kazimirjev učinek"

Menijo, da se moramo zanašati na »Casimirjev učinek«. Trdi se, da privlačnost nastane med dvema telesoma, ki se nahajata blizu drug drugega v vakuumu. Nastane kot posledica razlike med virtualnimi fotoni, ustvarjenimi v vakuumu. Med telesi jih bo bistveno manj kot v ostalem vakuumu. Znanstveniki verjamejo, da lahko ta učinek pomaga potnikom v vesolju. Konec koncev, če prevedemo v fizične koncepte, se med telesi pojavi prav potrebna negativna energija.

Izvor je v »temni« energiji

Poleg tega se domneva, da se negativna energija nahaja tudi v tako imenovani »temni« energiji, ki danes določa širjenje vesolja. Znanstveniki so prepričani, da bo warp pogon postal resničnost ravno takrat, ko bodo razumeli to energijo.

Toda kako narediti, da se prostor za nastalim mehurčkom razširi? Predlaga se uporaba dodatnih dimenzij prostora, katerih obstoj izhaja iz teorije strun.

Teorija strun

Da bi jih lažje razumeli, lahko miselno narišete črto skozi prostor. Predstavljamo si, da je sestavljen iz pik. Toda če je vsak od njih močno povečan, se bo spremenil v obroče, ki so manifestacija teh dimenzij.

Znanstveniki menijo, da se tam rojevajo tudi virtualni fotoni z valovno dolžino, ki lahko resonira z obodom. Obroči tukaj igrajo enako vlogo kot ploščasta telesa, katerih koncept je prisoten v teoriji "Casimirjevega učinka".

Kako se bo vse skupaj izvajalo v praksi?

Predpostavlja se, da je mogoče s spreminjanjem velikosti dodatnih dimenzij izračunati del prostora-časa v mehurčku. Logika je preprosta: ko se razširijo dodatne dimenzije, se naš prostor-čas krči in obratno.

Da bi bilo ustvarjanje warp pogona uspešno, je potrebna energija približno 10 45 joulov. Za primerjavo: toliko ga vsebuje celotna masa Jupitra, če se izračuna po znani Einsteinovi formuli. Prej je veljalo, da je potrebna še večja količina energije, primerljiva z maso celotnega vesolja.

Cleaver je tudi teoretično izračunal, kakšna bi morala biti hitrost pogona osnove. Hitrost svetlobe presega 10 32-krat. Znanstvenik takoj doda, da je vrednost nedosegljiva ne z obstoječimi tehnologijami ne z vsemi možnimi tehnologijami.

Na splošno od tu ne bi smeli pričakovati praktične izvedbe. Navsezadnje vsi vedo, da Američani letijo v vesolje z ruskimi motorji. Mimogrede, ali iz tega sledi, da so na Luno leteli tudi s sovjetskim motorjem? No, na podlagi takih podatkov se zdi, da če bo warp pogon kdaj ustvarjen, bo Rusija vsaj aktivno sodelovala pri njegovem razvoju.

"G. Sulu, nastavite smer, hitrost warp dva" - te besede verjetno pozna vsak ljubitelj znanstvene fantastike. Pripadajo Jamesu Kirku, kapitanu zvezdne ladje Enterprise iz legendarne TV serije "Zvezdne steze". Glede na zaplet se junaki premikajo po galaksiji stokrat hitreje od svetlobe, zahvaljujoč warp pogon, ki upogiba okoliški prostor.

V šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je serija izšla, je bila dojeta kot nemogoča fantazija. Toda danes mnogi znanstveniki in inženirji resno govorijo o možnosti ustvarjanja takšnega motorja, poleg tega pa že obstajajo konkretni predlogi.

Omejitev hitrosti vesolja

Naš sončni sistem se nahaja na precej redkem območju Rimske ceste z nizko gostoto zvezdnih kopic. Nam najbližji zvezdni sistem, Alfa Kentavra, je od Sonca oddaljen 4,36 svetlobnih let. Na sodobnih raketah, ki razvijejo hitrost 10-15 kilometrov na sekundo, bi morali astronavti do nje leteti več kot 70.000 let!

In to kljub dejstvu, da je skupni premer naše galaksije 100.000 svetlobnih let. Če ne moremo premagati niti tako nepomembne razdalje po merilih vesolja, potem o kolonizaciji in raziskovanju globokega vesolja nima smisla niti govoriti.

Na poti do zvezd je še ena, hujša ovira. Odraža se v Einsteinovi teoriji relativnosti. Pred pojavom teorije leta 1905 je v fiziki kraljevala Newtonova nebesna mehanika. Po njej je bila hitrost svetlobe odvisna od hitrosti gibanja opazovalca. Se pravi, če bi vam uspelo dohiteti svetlobo in se premikati z njo, bi se za vas preprosto ustavila. Maxwell je kasneje dal tej teoriji matematično podlago.

Albert Einstein še kot študent tega postulata ni mogel sprejeti – čutil je, da je tu nekje napaka. Na koncu je našel odgovor na vprašanje, ki ga je mučilo. Dokazal je, da je svetlobna hitrost konstantna in nikakor ni odvisna od zunanjega opazovalca.

Izkazalo se je, da je nemogoče dohiteti svetlobo. Ne glede na to, kako hitro se premikate, bo svetloba še vedno pred vami. Slavna Einsteinova formula E = ms², kjer je energija telesa enaka njegovi masi, pomnoženi s kvadratom svetlobne hitrosti, dobesedno pravi naslednje: da bi telo pospešili do svetlobne hitrosti, bo potrebna neskončna količina energije. zahtevati, kar pomeni, da mora imeti predmet neskončno maso. V bistvu bo raketa, ki želi pospešiti do svetlobne hitrosti, tehta toliko kot celotno vesolje!

Seveda je to v resničnem življenju popolnoma nemogoče, svetlobna hitrost je nekakšen univerzalni inšpektor prometne policije, ki enkrat za vselej določi omejitev hitrosti.

Zdi se, da je s tem konec človeških sanj o letenju do oddaljenih zvezd. Deset let po objavi posebne teorije relativnosti pa se je pojavila splošna teorija relativnosti, kjer so bili podani obsežnejši komentarji in dopolnitve.

V svoji splošni teoriji relativnosti je Einstein poenotil prostor in čas. Pred tem so veljali za različne fizikalne koncepte. Da bi to bolje ponazoril, je prostor-čas primerjal s platnom. Pod določenimi pogoji se lahko to platno premika veliko hitreje od svetlobe. Vendar s tem ni bilo odgovora na glavno vprašanje: kako je še mogoče prehiteti luč?

Skoraj 70 let so številni raziskovalci begali nad to skrivnostjo. In nekega lepega dne je neki mladi znanstvenik prižgal TV in med preklapljanjem kanalov naletel na znanstvenofantastično serijo. Med gledanjem se mu je nenadoma posvetilo in spoznal je, kako je mogoče razviti nadsvetlobno hitrost, ne da bi kršili zakone fizike. Temu znanstveniku je ime Miguel Alcubierre.

Warp Drive

Nato je leta 1994 Alcubierre študiral teorijo relativnosti na Univerzi v Cardiffu (Wales, Združeno kraljestvo). Na televiziji je videl serijo "Star Trek". Znanstvenik je opozoril na dejstvo, da za premikanje v vesolju junaki uporabljajo motor za vesoljsko deformacijo ali warp pogon.

Tako kot je Newtona nekoč jabolko, ki je padlo na glavo, navdihnilo za ustvarjanje nebesne mehanike, je TV-oddaja navdihnila Miguela, da se je domislil teorije, ki bi lahko enkrat za vselej naredila konec hitrostni "diskriminaciji" vesolja.

Alcubierre je začel z izračuni in kmalu objavil rezultate. Za osnovo je vzel splošno teorijo relativnosti, ki pravi, da če uporabiš določeno količino energije ali mase, lahko dosežeš, da se vesolje premika hitreje od svetlobe.

Če želite to narediti, morate okoli ladje ustvariti poseben mehurček ali deformacijsko polje. To warp polje bo stisnilo prostor pred ladjo in se razširilo za njo. Izkazalo se je, da se ladja dejansko ne premika nikamor, sam prostor je ukrivljen in potiska ladjo v določeno smer.

Znotraj mehurčka čas in prostor nista podvržena deformacijam in ukrivljenosti. Zato ladijska posadka ne doživi dodatne preobremenitve in morda se zdi, kot da se ni nič spremenilo. V tem primeru bodo lahko v vesolje leteli ne le astronavti, ki so opravili posebno medicinsko selekcijo in usposabljanje, ampak tudi običajni ljudje.

Če bi bili na mostu ladje, medtem ko bi ta potovala s supersvetlobno hitrostjo, in bi pogledali prostor okoli sebe, bi se zvezde spremenile v dolge poteze. A če se ozrete nazaj, ne boste videli drugega kot trdo temo, saj vas svetloba ne more dohiteti.

Alcubierre je izračunal, da mu bo warp motor omogočil 10-krat hitrejše hitrosti od svetlobe, vendar po njegovem mnenju nič ne preprečuje povečanja moči motorja in pospeševanja na višje ravni.

Ko pa se je seznanil s teorijo Alcubierra, je Sergej Krasnikov iz Glavnega astronomskega observatorija v Pulkovu ugotovil eno značilnost. Dejstvo je, da pilot ne bo mogel samovoljno spremeniti poti ladje. Se pravi, če na primer letite z Zemlje na Sirius in se nenadoma spomnite, da doma niste izklopili likalnika, potem se ne boste mogli vrniti. Najprej boste morali odleteti do cilja in se nato vrniti nazaj.

Poleg tega ne boste mogli nikogar kontaktirati, saj warp polje popolnoma izolira ladjo od zunanjega sveta in blokira vse signale. Zato je Krasnikov potovanje na taki ladji primerjal s potovanjem v podzemni železnici. Poimenoval jo je "podzemna železnica, hitrejša od svetlobe".

A to ni glavni problem. Samo deformacijsko polje mora imeti negativen naboj. Za ustvarjanje potrebujete negativno energijo, o obstoju katere se razpravlja že vrsto let.

Kaj ne more biti

Če je gravitacija energija privlačnosti, potem bi morala negativna energija imeti nasprotne lastnosti in odbijati tuje predmete od sebe. Toda kako pridobiti takšno energijo?

Leta 1933 je nizozemski fizik Hendrik Casimir predlagal, da če vzamete dve enaki kovinski plošči in ju postavite popolnoma vzporedno eno z drugo na najmanjši možni razdalji, se bosta začeli privlačiti. Kot da bi jih nevidna sila potiskala drug k drugemu.

Po kvantni mehaniki vakuum ni popolnoma prazno mesto, v njem se nenehno pojavljajo pari delcev materije in antimaterije, ki v hipu trčijo in se uničijo. Ta proces traja dobesedno milijarde sekunde. Pri trčenju se sprosti mikroskopska količina energije, ki v »praznem« vakuumu ustvari različen od nič skupni tlak.

Pomembno je, da plošče čim bolj približate eno drugi, potem bo prostornina delcev zunaj močno presegla njihovo število v prostoru med ploščama. Posledično bo pritisk od zunaj stisnil plošče, njihova energija pa bo postala manjša od nič, to je negativna. Leta 1948 so z eksperimentom lahko izmerili negativno energijo. V zgodovino se je zapisal pod imenom "Casimirjev učinek".

Leta 1996 je po 15 letih eksperimentiranja in raziskovanja Steve Lamoreaux iz nacionalnega laboratorija Los Alamos skupaj z Umarjem Mohideenom in Anushree Roy s kalifornijske univerze v Riversideu uspel natančno izmeriti Casimirjev učinek. Bil je enak naboju eritrocita – rdeče krvničke.

Žal, to je preprosto pošastno malo za ustvarjanje deformacijskega polja; potrebnih je milijardokrat več. Dokler ne bo mogoče proizvajati negativne energije v industrijskem obsegu, bo warp pogon ostal na papirju.

Skozi stisko do zvezd

Kljub vsem težavam pri ustvarjanju je warp pogon najverjetnejši kandidat za prvi medzvezdni polet. Alternativni projekti, kot sta sončno jadro ali fuzijski motor, lahko dosežejo le podsvetlobne hitrosti, kot so črvine ali zvezdna vrata pa so preveč zapleteni, njihova izvedba pa je stvar tisočletja.

Danes NASA najbolj aktivno razvija prototip warp motorja, katerega strokovnjaki so prepričani, da je to bolj tehnični problem kot teoretičen. In ekipa inženirjev to že počne v vesoljskem centru Johnson, kjer so nekoč pripravljali prvi polet človeka na Luno.
Po mnenju mnogih strokovnjakov se bodo najverjetneje prvi primeri tehnologije deformacije vesolja pojavili šele čez 100 let, odvisno od razpoložljivosti stalnega financiranja.

Fikcija, bi rekli? Morda pa velja spomniti, da je nekaj let, preden sta brata Wright dvignila svoje letalo v zrak, ugledni angleški fizik William Thomson dejal, da nič, kar je težje od zraka, ne more leteti. In 60 let kasneje se je prvi kozmonavt Zemlje nasmehnil in rekel: "Gremo!"

Adilet URAIMOV

Ta novica se še ni pojavila, vendar so Nasini znanstveniki morda ustvarili warp pogon!

Skupina Nasinih znanstvenikov je izvedla serijo optičnih testov s prehodom laserskih žarkov skozi resonatorsko komoro motorja in izkazalo se je, da je hitrost prehajajočih žarkov različna, kar pa ne bi smelo biti tako, saj je hitrost svetlobe konstantna. Obnašanje žarkov je popolnoma skladno s tem, kako bi šli skozi polje osnove. Obstaja pa možnost, da so dobljeni podatki posledica popačenj zaradi zemeljske atmosfere, zato želijo znanstveniki zdaj preizkus ponoviti v vakuumu, idealno pa v vesolju.

Če še ne veste, kaj je warp pogon, je tukaj izvleček iz Wikipedije:
Warp pogon(Angleščina) Warp pogon, warp pogon) je hipotetična tehnologija, ki bo po hipotezi omogočila ladji, opremljeni s takšnim motorjem, prepotovanje medzvezdnih razdalj s hitrostjo, ki presega svetlobno hitrost. To je mogoče, kot pričakujejo nekateri fiziki, zaradi generiranja posebnega polja ukrivljenosti - warp polja -, ki obdaja ladjo in izkrivlja prostor-časovni kontinuum in ga premika. Warp motor ne bo pospešil fizičnega telesa hitreje od svetlobne hitrosti v običajnem prostoru, temveč uporablja lastnosti prostora-časa za premikanje hitreje kot ravno elektromagnetno valovanje (svetloba) v vakuumu.

Na splošno je princip warp pogonov ukrivljanje prostora pred in za zvezdno ladjo, kar ji omogoča, da se premika hitreje od svetlobne hitrosti. Prostor se »stisne« pred ladjo in »nabrekne« za ladjo. Hkrati je ladja sama v nekakšnem "mehurčku", ki ostaja zaščitena pred deformacijami. Sama ladja znotraj distorzijskega polja pravzaprav ostane negibna: premika se sam distorzirani prostor, v katerem se nahaja. Na primer, izmišljeni warp pogon v Zvezdnih stezah deluje na ta način.

Umetnikov vtis potovanja skozi črvino

Slika: Wikimedia Commons

Uradniki NASA so se odrekli ustvarjanju warp pogona. Uslužbenci agencije so se na govorice, ki so se v zadnjih tednih pojavile v medijih, odzvali v pismu za Space.com. Mnenje inženirjev vesoljskega centra Lyndon Johnson in številnih neodvisnih strokovnjakov si lahko preberete v publikaciji.

Kot je že poročal nadzornik industrije NASASpaceFlight.com, so inženirji NASA-jevega laboratorija Eagleworks uspešno preizkusili novi elektromagnetni motor EmDrive v vakuumu in so lahko celo izmerili njegov potisk. Značilnost te naprave, ki so jo številni novičarji poimenovali warp pogon, je odsotnost gibljivih delov ali zgorevalne komore. Po mnenju teoretičnih fizikov, ki so razvili koncept, se delovanje motorja pojavi samo zaradi interakcije elektromagnetnih valov, ki jih ustvarja, s končnimi ploščami valovoda, v katerem se širijo. Pomembno je omeniti, da mehanizem, s katerim pride do vleke, ni znan.


Videz motorja EmDrive

SPR, Ltd., družbe EM Drive


CNET poroča, da bo EmDrive omogočil hitra potovanja po osončju, zlasti da bi let med Zemljo in Luno lahko trajal le štiri ure, potovanje do naše najbližje zvezde Alfa Kentavra pa bi trajalo manj kot 100 let.

Toda takšne izjave so preuranjene, pravijo predstavniki Nase, ki odgovarjajo na zahtevo Space.com. Kljub dejstvu, da so inženirji pokazali možnost izdelave prototipa EmDrive, njihov poskus še ni prinesel pomembnih rezultatov. "NASA ne razvija warp pogona," dodajajo predstavniki agencije.

Po mnenju Ethana Siegela, profesorja fizike in astronomije na Lewis and Clark College (Portland), so vrednosti potiska, opažene v poskusu (približno 30-50 mikronewtonov), le 3-krat večje od merilne napake instrumenta. . To nam ne omogoča, da te meritve štejemo za dovolj zanesljive, vendar strokovnjak ugotavlja, da je bila pomembna točka testiranje naprave v različnih smereh, da bi izravnali možno interakcijo z zemeljskim magnetnim poljem. Nič manj pomembno se mu zdi dejstvo, da je bila naprava testirana v vakuumu - v atmosferskih razmerah je bilo mogoče opaziti odboj molekul plina, ki ga pozna fizika. Poleg tega Siegel ugotavlja, da podrobnosti poskusov in njihovi rezultati še niso bili strokovno pregledani in niso bili objavljeni v znanstveni reviji - ta pogoj je nujen, da znanstvena skupnost prizna odkritje.



Vam je bil članek všeč? Delite s prijatelji!