Продолжение статьи "Путешествие быстрее скорости света: Как мечту сделать реальностью"
В своей исследовательской работе «Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности» мексиканский физик Мигель Алькубьерре предложил возможное решение уравнений поля Эйнштейна, в котором рассматривалось, как космический корабль может достичь кажущегося перемещения со скоростью, превышающей скорость света (Faster-Than-Light, FTL), не нарушая теории относительности. Алькубьерре пришел к выводу, что это возможно при условии, что можно создать поле с меньшей плотностью энергии, чем у космического вакуума (он же отрицательная масса или «экзотическая материя»).
Согласно Алькубьерре, квантовая теория поля допускает существование областей пространства-времени с отрицательной плотностью энергии. Это известно как эффект Казимира, который описывает силу притяжения между двумя поверхностями в вакууме. Если бы вокруг космического корабля можно было создать «кольцо» отрицательной массы, пространство-время теоретически могло бы сжиматься перед кораблем и расширяться позади него. Это позволит космическому кораблю эффективно двигаться быстрее скорости света.
При этом, корабль не будет нарушать теорию относительности, поскольку он просто движется на волне, порожденной расширением и сжатием локального пространства-времени. Это позволило бы космическому кораблю обойти проблемы замедления времени (когда время замедляется, когда объекты приближаются к скорости света), значительного увеличения инерционной массы и экстремальной энергии, необходимой для продолжения ускорения.
Согласно оригинальному исследованию Алькубьерре, количество отрицательной массы, необходимое для создания варп-поля, было за пределами всего, что человечество могло бы в принципе достичь. Однако в последствии эта оценка была пересмотрен. По сути, уточненные расчеты показали, что количество экзотической материи, необходимое для создания варп-поля, может оказаться в пределах достижимого.
Расчеты конкретно доктора Уайта относительно метрики Алькубьерре появились в 2011 году: он провел уточненный анализ чувствительности с помощью уравнений поля, проанализировал, что происходит, если изменить некоторые входные параметры.
В результате стало ясно, что можно значительно уменьшить количество отрицательной плотности энергии вакуума, необходимое для того, чтобы технология сработала.
Первоначальные перерасчеты показали, что можно рассчитывать на нужный эффект при отрицательной плотности энергии вакуума, примерно эквивалентной размеру Юпитера (1,898 × 10^24 кг). Хотя математически это возможно, такая потребность в энергии все еще выходит за рамки всего, что можно себе представить, не говоря уже о том, чтобы достичь! Однако доктор Уайт обнаружил, что пересмотр «параметра толщины оболочки» варп-пузыря еще больше уменьшит потребность в энергии.
По его мнению, более толстая варп-оболочка уменьшит нагрузку на пространство-время, что позволит космическому кораблю достичь скорости, в 10 раз превышающей скорость света (10 с), используя всего две метрические тонны (2,2 тонны США) экзотического вещества: сделав это можно было бы уменьшить количество используемой экзотической материи с масштабов Юпитера до двух метрических тонн - размером примерно с космический корабль «Вояджер-1».
Основываясь на этих выводах, изложенных в его основополагающей статье («Механика варп-поля 101»), доктор Уайт пришел к выводу, что варп-двигатель Алькубьерре не только математически возможен, но и осуществим. Что касается реализации, то для этого все еще требуется, чтобы ученые нашли способ генерировать отрицательную энергию вакуума, что потребует значительного прорыва в физике.
В период с 2012 по 2019 год доктор Уайт и его коллеги из НАСА исследовали возможность достижения этого прорыва в NASA Eagleworks, наряду с другими передовыми концепциями двигателей (такими как EM Drive). Но окончательные результаты все еще не получены.