Идеята за космически кораб като Ентърпрайз от Стар Трек, който ни пренася през огромни разстояния в пространството по-бързо от скоростта на светлината, отдавна очарова учените и феновете на научно-фантастичните филми и романи.

Въпреки че все още сме много далеч от прескачането на някакви универсални ограничения на скоростта, това не означава, че няма някога да яхнем вълните на изкривено пространство-време.

Сега група физици са изготвили първия проект за физическо изкривяване, основано на концепция, създадена през 90-те години. И казват, че няма да се наруши нито един от законите на физиката.

Теоретично същината на технологията се състои в деформиране на пространството - тъканта на пространството пред космическия кораб се свива локално, а зад него се разширява бързо, бутайки го напред и въпреки пълната липса на ускорение, пътниците ще го възприемат като движение по-бързо от скоростта на светлината.

Едно от тези условия е очертано преди повече от четвърт век от мексиканския физик-теоретик Мигел Алкубиер (Miguel Alcubierre). Неговата идея, предложена през 1994 г., е космически кораб, задвижван от нещо, наречено „двигател на Алкубиер“, който може да се движи по-бързо от светлината. Проблемът е, че изисква много отрицателна енергия на едно място, нещо, което според съществуващата физика непостижимо.

Но новото проучване предлага заобиколно решение. Според изследователи от независимата изследователска група „Приложна физика“ със седалище в Ню Йорк е възможно без хипотетичната отрицателна енергия все пак да се направи деформация, макар и такава, която може би е малко по-бавна, отколкото бихме искали.

Илюстрация bgchaos.com по идея на daviddarling.info

„Ние подходихме в различна от тази НАСА и другите посока и нашите изследвания показаха, че всъщност съществуват няколко други уарп-двигатели в Общата теория на относителността“, разказва астрофизикът Алексей Бобрик (Alexey Bobrick) от Университета в Лунд, Швеция.

"По-специално, формулирахме нови класове решения за уарп-двигатели, които не изискват отрицателна енергия и по този начин да осъществими физически."

Защо отрицателната енергия е толкова важна? Отрицателната енергия е необходима, за да се заобикалят някои от проблеми, които пътуването по-бързо от светлината създава в Общата теория на относителността, като позволява пространството да се разширява и свива по-бързо от светлината, като същевременно запазва всичко в своето изкривяване в рамките на универсалните ограничения на скоростта.

Илюстрация: The Warp Drive: Kris Holland, въз основа на Enterprise Design от Matt Jeffries

1) Вертикалните деформации на мрежата представят какъв обем на пространство-времето се разширява или свива. Положителните стойности в червено показват разширяването. Когато пространство-времето се разширява зад кораба, то задвижва кораба напред. 2) Вътре в мехура, неутралното пространство-време ще остави кораба непокътнат. Пътниците ще са в среда с нулева гравитация. 3) Отрицателните стойности в синьо представят свиването на пространство-времето. Свиването балансира разширяване на пространство-времето, като мехурът се движи напред.

Макар че съществуването й не противоречи на физичните закони, за съжаление отрицателната енергия, която е нужна, се среща само при флуктуации в квантов мащаб. Докато не успеем да измислим начин да натрупаме маса с големината на Слънце, този вид двигател е невъзможен.
Според новото изследване обаче няма да е необходима отрицателна енергия, но ще е нужно изключително мощно гравитационно поле. Гравитацията би свършила тежката работа за огъването на пространство-времето, така че течението на времето вътре и извън уарп-машината да бъде много различно.

Все пак е още много рано за пътешествия в стил Стар Tрек. Количеството маса, необходимо за постигане на забележим гравитационен ефект върху пространството-времето, ще бъде поне с размерите на планета и все още има много проблеми, които трябва да се решат.

"Ако вземем масата на цялата планета Земя и я компресираме до черупка с размер 10 метра, тогава корекцията на скоростта на времето вътре в нея все още е много малка, само около един допълнителен час за година", обяснява пред New Scientist Бобрик. 

Друго интересно откритие от изследването се отнася до концепцията за формата на уарп-двигателя: по-широк и по-висок кораб ще се нуждае от по-малко енергия от дълъг и тънък. Нещо като изправен диск, движещ се с плоската си страна напред.

Въпреки че пътешествията до далечни звезди и планети е все още далеч, изследването е най-новото допълнение към все по-голям брой проучвания, които предполагат, че принципите на уарп-двигателя са здрави в научно отношение.

Изследователите признават, че все още не са сигурни как точно ще работи технологията, която са описали в статията си, но са уверени, че далеч в бъдещето, уарп-двигателят ще стане реалност.

Справка: Introducing physical warp drives, Alexey Bobrick and Gianni Martire, Classical and Quantum Gravity,  DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/abdf6e

Източник: Engineers Have Proposed The First Model For a Physically Possible Warp Drive, ScienceAlert