Может ли научная фантастика привести нас к научному открытию? Именно этот вопрос лежит в основе нового исследовательского проекта в Великобритании, где ученые надеются спроектировать варп-двигатель - теоретически реализуемое устройство, пока существующее лишь в фильмах и сериалах - для поиска внеземных цивилизаций.
Для начала немного о самих варп-двигателях. Теория относительности Эйнштейна гласит, что массивные объекты способны искривлять пространство-время, создавая гравитационное поле. Развивая теорию Эйнштейна, физик Мигель Алькубьерре в 1994 году предположил, что локальные искажения пространства-времени могут быть использованы для достижения сверхсветовых космических путешествий. Эти управляемые искажения, названные "варп-пузырями", сжимали бы пространство перед космическим кораблем и расширяли его позади. Таким образом, вместо разгона самого космического корабля, варп-пузырь манипулировал бы пространством-временем, позволяя физического объекту обходить ограничение скорости света и прибывать к месту назначения быстрее света, не нарушая известных нам законов физики.
Однако концепция варп-двигателя Алькубьерре вызывает ряд вопросов у ученых. Главная проблема заключается в том, что для создания варп-пузырей требуется отрицательная энергия, то есть энергия, по своей величине меньшая, чем энергия пустого пространства. Теоретически отрицательная энергия возможна, но на практике ее никто не наблюдал, а это значит, что мы ещё не воплотили в реальность метод сверхсветового космического путешествия Алькубьерре. Но что, если инопланетянам это удалось?
Базовая иллюстрация, изображающая варп-пузырь. Фото: Д.Ильин/Wikimedia Commons
Астрофизики из Института гравитационной физики имени Макса Планка, Лондонского университета королевы Марии и Кардиффского университета выдвинули гипотезу, что инопланетные цивилизации могли создать, хотя бы частично, функционирующие варп-двигатели. В своей статье, опубликованной на сайте arXiv, они предполагают, что запуск инопланетного варп-двигателя, а затем его последующий коллапс, сопровождался бы испусканием "очень сильных" гравитационных волн. Такие обсерватории, как лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO), могли бы зафиксировать эти волны, тем самым указывая на возможное местоположение внеземных цивилизаций.
Используя математическое моделирование, ученые изучили не сам процесс создания варп-двигателя, а то, как бы выглядел его гипотетический коллапс. Такой коллапс привел бы к резкому перераспределению энергии и материи в пространстве-времени, создавая рябь в той среде (или "жидкости"), где произошел сбой. Команда также отметила, что "не зная, какой именно тип материи был использован при разработке корабля с варп-двигателем, мы не можем судить о том, будет ли он взаимодействовать (помимо гравитационного влияния) с обычной материей по мере своего перемещения во Вселенной". Такие негравитационные взаимодействия могли бы привести к появлению дополнительных сигнатур, которые могли бы стать объектом изучения для ученых.
В общем можно с уверенностью сказать, что этот проект носит сугубо теоретический характер. Тем не менее, учёные утверждают, что исследование возможных коллапсов варп-двигателей может иметь важное значение, выходящее за рамки поиска внеземных цивилизаций. "Наше исследование представляет интерес с точки зрения изучения динамических процессов и устойчивости пространственно-временных континуумов, не соответствующих принципу неотрицательности энергии", — отмечают авторы работы. Они также подчеркивают: "Мы стремимся показать, насколько важно изучать необычные конфигурации пространства-времени, чтобы можно было моделировать явления, которые пока никто не наблюдал в реальности".