Превзойти скорость света в природе невозможно. Об этом знает любой человек на Земле. И эта проблема остается железным аргументом в руках скептиков, настаивающих, что люди не созданы для освоения Вселенной. Ведь чтобы одолеть расстояние до ближайшей открытой солнечной системы, нам понадобятся тысячелетия!
Никто не воспринимает всерьез какие-либо альтернативные способы преодоления пространства. Они реальны лишь в воображении фантастов, вольно распоряжающихся фундаментальными законами физики в угоду интересным сюжетам.
Но вот, ученые НАСА нашли способ летать на сверхскоростях! Что может вызвать такое сообщение в мире науки, помимо иронии или недоумения? Тем не менее, именно об этом заявляет инициатор проекта двигателя деформации пространства, инженер Гарольд Уайт.
В свое время несколько сотен ученых, инженеров и космических энтузиастов собрались в группу под названием «100 Year Starship». Группой руководит бывший астронавт Май Джемисон, а курируется она агенством DARPA (отдел перспективных исследований Минобороны США).
Целью этих заговорщиков стало «сделать возможным путешествие человека за пределы Солнечной системы к другим звездам в течение ближайших ста лет».
Участники группы сразу определились, что подвижки в пилотируемом изучении космического пространства слишком незначительны. Несмотря на потраченные миллиарды долларов, космические агентства могут почти столько же, сколько могли и в 1960-х. И, собственно, «100 Year Starship» собрались, чтобы все это исправить.
Вот на этом-то собрании одну из наиболее ярких презентаций провел ветеран инженеров НАСА, а ныне менеджер продвинутой импульсной программы в космическом центре Джонсона, Гарольд Уайт. Вместе с пятью коллегами он создал «Дорожную карту двигательных систем», которая высветила цели НАСА в предстоящих космических путешествиях. И область исследований Уайта самая футуристичная: она касается деформации пространства.
Согласно плану, особый двигатель обеспечит перемещение в пространстве со скоростью, превышающей скорость света. Общепризнанно это невозможно, но Уайт настаивает на своем. В качестве подтверждения своей правоты он апеллирует к так называемым пузырям Алькубьерре (уравнения, выходящие из теории Эйнштейна, согласно которым тело в космическом пространстве способно достигать сверхсветовых скоростей, в отличие от тела в нормальных условиях).
Алькубьерре представил в космосе пузырь. В передней части пузыря время-пространство сокращается, а в задней — расширяется (как было при Большом взрыве, по мнению физиков). Деформация заставит корабль гладко скользить в космическом пространстве на манер океанского серфинга.
В принципе, деформированный пузырь может двигаться сколь угодно быстро; ограничения в скорости света, по теории Эйнштейна, распространяются только в самом пространстве-времени, но не в его искажениях! То есть внутри пузыря, как предполагал Алькубьерре, пространство-время не изменится, и космическим путешественникам ничего не угрожает.
Уравнения Эйнштейна в общей теории относительности сложно решить в одном направлении, выясняя, как материя искривляет пространство, но это осуществимо. Используя их, Алькубьерре определил, что само распределение вещества в космосе и есть необходимое условие для создания деформированного пузыря. Проблема только в том, что решения приводили к неопределенной форме материи, названной «отрицательной энергией».
Говоря простым языком, каждый объект в космосе создает некоторую силу притяжения. По мнению Эйнштейна, эта гравитационная сила и искривляет пространство-время. А вот отрицательная энергия гравитационно отрицательна, то есть отталкивающа.
Грубо говоря, чтобы модель двигателя в пузыре Алькубьерре работала, необходима отрицательная энергия, расширяющая пространство-время позади корабля.
Несмотря на то, что никто и никогда особенно не измерял отрицательную энергию, согласно квантовой механике, она существует, а ученые научились создавать ее в лабораторных условиях. Один из способов ее воссоздания – через Казимиров эффект: две параллельно проводящие пластины, расположенные близко друг к другу, создают некоторое количество отрицательной энергии.
Слабое место модели Алькубьерре в том, что для ее осуществления требуется огромное количество отрицательной энергии, на несколько порядков выше, чем, по оценкам ученых, ее можно произвести...
Но инженер Уайт утверждает, что он понял как обойти это ограничение. В компьютерном симуляторе Уайт изменил геометрию деформационного поля так, чтобы он мог производить деформированный пузырь, используя в миллионы раз меньше отрицательной энергии, чем требовалось по оценкам Алькубьерра, и, возможно, достаточно мало, чтобы космический корабль мог нести такое оборудование на борту.
Это решение, - утверждает Уайт, - меняет метод Алькубьерре с непрактичного на вполне правдоподобный».
Деформационный двигатель – возможно, самое притянутое за уши из насовских усилий по созданию проектов движения. Но несмотря на весь авантюризм его разработки, НАСА продолжает субсидировать проект, оправдываясь перед журналистами: «Это одна из тех теоретических концепций, в случае успеха которой вся игра меняется полностью!»
Симфомир SymfomirИзменить
Письмо в бутылке из созвездия Киля
25 апреля318 дочитываний6,5 мин.810 просмотров. Уникальные посетители страницы.318 дочитываний, 39%. Пользователи, дочитавшие до конца.6,5 мин. Среднее время дочитывания публикации.
Представьте, что вы ожидаете на обед дальнего родственника, которого никогда раньше не видели, но о котором пытались многое узнать. Вы находитесь в особом волнении, это понятно. Но вот, на порог заявляется некто совсем не в том образе, который прочно сложился в вашем представлении. Вы и рады, и смущены, но по инерции продолжаете поглядывать на дверь позади него, словно ожидаете увидеть того, которого ждали. А этот, с непривычки, будто пока и «не считается».
Примерно такой же сумбур в мыслях испытали астрономы, встречая первого гостя из межзвездного пространства. Да-да, они увидели, наконец, объект, не имеющий никакого отношения к нашей солнечной системе. Даже к самым отдаленным ее задворкам. По всем расчетам к нам заявился представитель чужой и таинственной планетной системы, с одной из звезд, которые мы видим лишь сияющими точками.
«Оумуамуа» - так ученые решили назвать экзотического гостя. В переводе с гавайского это означает «разведчик», или «посланник издалека»… И пока астрономы поражаются тому, насколько странным он оказался, тот спешит покинуть окрестности нашего дома и раствориться в темноте космоса. Причем это происходит на небывалой для таких тел скорости с точки зрения законов небесной механики.
Так что же, наконец, увидели астрономы обсерватории Pan-STARRS, построенной на самой вершине вулкана Мауна-Кеа острова Гавайи?
Открылась бездна, звезд полна... (и не только)
Если предположить, что другие планетные системы похожи на нашу Солнечную, то команда Pan-STARRS вообще не должна была обнаружить ни этот, ни какой-либо другой межзвездный объект. Десять лет назад исследователи предсказывали, что в космосе летает много межзвездных астероидов. Но никто не предполагал, что они могут достигать таких гигантских размеров, как пронесшийся мимо нас Оумуамуа.
Это говорит о том, что межзвездных объектов гораздо больше, чем ожидалось. Каждая звезда из Млечного Пути за свою жизнь должна выпускать по тысяче таких объектов, чтобы можно было объяснить существование столь огромного их множества, о котором просигналил Оумуамуа.
И тут опять следует парадоксальный вывод - таким образом, инкубаторы объектов данного типа должны в корне отличаться от всего, что нам известно о нашей собственной солнечной системе!
К тому же, вместо того, чтобы быть мелким щербатым кругляшом, Оумуамуа продемонстрировал свою немыслимо нестандартную форму – он оказался длиннющей сплюснутой «щепкой». Кто-то из молодых астрофизиков тут же пустил гулять версию о межзвездном корабле типа «Энтепрайз» из сериала «Стар трек».
Но как бы то ни было, этот объект заставил удивляться даже самых консервативных небесных механиков. Его яркость, вызванная отраженным солнечным светом, изменялась десятикратно. А это значит, что Оумуамуа отчаянно кувыркался в полете и вообще, находился в высочайшем состоянии возбуждения, какое только можно ожидать от астероида.
Промчавшись около Солнца на расстоянии на 17 % ближе орбиты Меркурия, Оумуамуа продолжал ускоряться, пока не достиг максимальной скорости 87,7 км/с в перигелии. Теперь, разогнавшись, он покидает Солнечную систему в направлении созвездия Пегаса. Но еще 23 000 лет его можно будет считать нашим гостем – такова необъятность расстояний в облаке Оорта. Однако откуда же он прибыл?
Цивилизация Carina
Предполагается, что астероид мог быть выходцем из звездной ассоциации в созвездии Киля (по латински Carina) примерно 45 миллионов лет назад. Что ж, впечатляет. Но еще больше волнует сам факт прибытия к нам посланца из другого мира. Космос продемонстрировал нам чудо реального межзвездного перелета. Ведь теоретически на его месте действительно может оказаться корабль инопланетной цивилизации. И в этом нет никаких нарушений любых из известных нам законов космических событий. Зато есть удивительная констатация факта, подтверждающая такую возможность!
А еще, ученые постарались восстановить маршрут и хронику полета Оумуамуа. Выяснилось, что приключений на его долю выпало не меньше чем у «Энтерпрайза». Примерно 1,3 миллиона лет назад Оумуамуа мог проходить мимо звезды с сухим названием TYC 4742-1027-1 на расстоянии 0,16 парсек (0,52 световых года). Его скорость была слишком велика, чтобы считать эту звезду пунктом отправления. Ясно, что астероид тоже оказался там гостем, пролетев через облако Оорта этой звездной системы и, развив при этом 103 км/с, продолжил движение по чуть измененному маршруту.
А сто лет назад Оумуамуа уже находился от Солнца лишь в 560 раз дальше, чем Земля, и двигался со скоростью «всего» 26 км/с в нашем направлении. На момент своего открытия он развивал уже 46 км/с. А в перигелии, как мы уже знаем, достиг около 90 км/с.
Варьирование скорости движения неуправляемого объекта рассказало ученым много нового о свойствах межзвездного и околосолнечного пространства. Оказалось, что это не Оумуамуа залетел к нам на огонек, а само Солнце со всей своей системой «натолкнулось» на него в своем галактическом рейсе. Потому что в нашей системе отсчета лишь одна из 500 звезд движется столь медленно относительно других, как и Оумуамуа. Так что этот астероид оказался больше похожим на буй, просто бултыхающийся на поверхности океана, а солнечная система сама надвигалась на него подобно быстроходному лайнеру.
Ученые тут же спохватились - а может, существует целое множество таких буев, которые выполняют функции станций-ретрансляторов или указательных столбов, составляя галактическую систему ориентиров в межзвездном пространстве?
Догнать эмиссара
Орбита Оумуамуа показала, что после пролета Солнца он получил чересчур заметный импульс. Если это не результат реактивного вмешательства, то не исключено, что само Солнце оказало воздействие на астероид. Причем, не столько гравитацией, сколько лучевым давлением. Ведь, как мы помним, Оумуамуа оказался сплющенным и длинным, наподобие доски для серфинга.
То есть, мы наблюдаем естественную демонстрацию светового звездного паруса.
А если принять позицию сторонников искусственного происхождения объекта, то возникает изумительная мысль о том, что мы, возможно, обнаружили заветное «послание в бутылке» после многолетних неудачных поисков радиосигналов от внеземных цивилизаций. Ведь такой световой парус должен сохраниться невзирая на столкновения с межзвездными атомами и пылью во время путешествия сквозь галактику.
Полагая о возможности искусственного происхождения Оумуамуа, мы с радостью руководствуемся высказыванием Шерлока Холмса: «Если исключить невозможное, то, что останется, и будет правдой, сколь бы невероятным оно не казалось». Космический телескоп «Кеплер» показал, что примерно у четверти всех звезд в Млечном Пути есть пригодная для жизни планета размером с Землю, где на поверхности может иметься вода в жидком состоянии и химическая составляющая жизни в известном нам виде.
Поэтому вполне вероятно, что в межзвездном пространстве уже полно мусора искусственного происхождения. Это либо остатки разведывательных аппаратов, либо неработающее оборудование, либо и вовсе невесть что по примеру "Тесла-мобиля", запущенного Илоном Маском.
Но чтобы убедиться в экзотическом искусственном происхождении Оумуамуа, нам нужно больше данных. Как сказал ученый-фантаст Карл Саган, «экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств».
Оумуамуа улетает слишком быстро, и наши ракеты уже не смогут его догнать без гравитационной помощи планет. Но поскольку этому объекту понадобятся тысячи лет, чтобы полностью покинуть Солнечную систему, мы можем пристальнее взглянуть на него хотя бы с космического аппарата на пролетной траектории.
Есть возможность, например, использовать сначала гравитационный маневр у Юпитера, а затем близкий солнечный пролет на расстоянии трех солнечных радиусов от астероида.
Рассматриваются и более продвинутые варианты - с использованием солнечного, лазерного электрического, или лазерного парусного двигателя, основанного на технологии Breakthrough Starshot.
В общем, упускать звездного пришельца мы пока не намерены. Тем более, что существующие технологии вполне позволяют нам это осуществить. Так что, возможно, в недалеком будущем мы впервые узнаем о Вселенной нечто действительно реальное. Причем, как говорится, из первых рук.
Еще: космический "джем" в клубе Симфомир Symfomir:
Страшная миссия DART: защита нападением
Загадки пояса Койпера
Рейд к Солнцу. Самый дерзкий рывок человечества!
"Венера-Д" как спутник мечты
Звездная машина. Путешествовать по Галактике можно с комфортом!
В астрономии продолжаются открытия - обнаружены объекты, о которых никто не знал.
Выше всего клуб СИМФОМИР ценит этику и честность интернет-познания. Мы рады тем, кто разделяет такие наши взгляды. Присоединяйтесь!
C пожеланием неизменной удачи - Ваш СИМФОМИР Symfomir.
