Без него невозможно представить научную фантастику – варп-двигатель. Это он делает возможным путешествие от звезды к звезде на сверхсветовой скорости. Создание такого двигателя действительно возможно, утверждает Эрик Ленц из Геттингенского университета. В журнале «Классическая и квантовая гравитация» астрофизик представляет теоретические соображения о новой форме искажения пространства-времени, с помощью которой можно было бы реализовать космические путешествия со скоростью, превышающей скорость света.
Ближайшая к Земле звезда, Проксима Центавра, находится в четырех световых годах от нас, поэтому свету требуется четыре года, чтобы достичь Земли. А согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна ничто не может двигаться быстрее света. Тем не менее, согласно этой теории, достичь Проксимы Центавра можно значительно быстрее, чем за четыре года. Потому что, если космический корабль движется почти со скоростью света, расстояния в направлении движения сокращаются из-за релятивистского сокращения длины. Если предположить, что двигательной энергии достаточно, время полета астронавтов может быть сокращено до месяцев или даже недель.
Однако есть одна загвоздка: если смотреть со стороны, космический корабль отнюдь не движется быстрее света, поэтому на полет все равно уходит четыре года. Это релятивистское замедление времени приводит, среди прочего, к знаменитому парадоксу близнецов. Потому что астронавт, путешествующий с Земли на Проксиму Центавра и обратно, постарел бы всего на несколько месяцев, а его близнец, оставшийся на Земле, постарел бы более чем на восемь лет. Потому что, поскольку путешествующий близнец будет двигаться намного быстрее, чем его брат-близнец на земле, время для него будет течь гораздо медленнее.
В 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре представил неожиданное решение для сверхсветового двигателя. Его подход был основан на искажении пространства-времени, согласующемся с теорией относительности, которое сокращает пространство перед космическим кораблем и растягивает его за ним. В пределах этого искажения космический корабль не будет двигаться, поэтому не будет никакого замедления времени. В то же время расстояние перемещения будет произвольно сокращено из-за искажения. Но такой драйв мог быть реализован только с гипотетической формой материи, которой, однако, до сих пор не существует.
Теперь Ленц представляет новую форму искривления пространства-времени – особый тип стоячих волн, так называемых солитонов, которые постоянно движутся, не меняя своей формы. Внутри такого искажения время будет двигаться так же быстро, как и снаружи, так что замедления времени не будет.
«Это означает, что явления со скоростью, превышающей скорость света, будут находиться в области известной физики», – радостно говорит исследователь. «Это приближает возможность сверхсветовых путешествий на шаг ближе».
Однако количество энергии, необходимое для движения, огромно. Так для путешествия 100-метрового космического корабля к Проксиме Центавра потребуется масса примерно в 200 раз большая, чем масса планеты Юпитер. Тем не менее, Ленц настроен оптимистично.
Читайте также:
О тёмной материи и теории относительности Эйнштейна
Новый способ понять, как течёт время
Что будет, если черная дыра внезапно взорвется?
Пустая трата пространства? Что, если во Вселенной нет внеземной разумной жизни?
Может ли жизнь возникнуть на планете без воды? Новая теория говорит «да»