Все мы мечтаем покорять далёкие планеты и далёкие звёзды, однако реальность такова, что на даже на самых современных двигателях полёт до ближайшей звёздной системы — Альфа Центавра (41.25 трлн км) займёт ~6500-6700 если лететь со скоростью ~700.000 км/ч (рекорд зонда «Паркер» — 692.000 км/ч).
Это несомненно слишком много даже для кораблей поколений. Уже десятки лет разрабатываются концепты, которые смогут значительно ускорить перемещения людей как минимум до десятков лет. Однако всё упирается в один предел — скорость света.
Да, это скорость, равная 299.792.458 км/с, не позволяет аппаратам, летящим в пространстве, сократить время полёта до приемлемых сроков (путешествие со скоростью ~99.9% от с будет всё равно длится ~4.5 года).
Однако в Общей Теории Относительности (ОТО) есть лазейка. И возможно когда-нибудь её удастся реализовать.
В чём суть? Согласно ОТО ни один объект не может двигаться в пространстве со скоростью большей, либо равной скорости света. Однако это правило не распространяется на само пространство.
Именно на этом и основана вся теория варп движения: варп-двигатель (он же двигатель Алькубьерре) искривляет пространство вокруг себя — спереди сжимает, а сзади — расширяет. Получается некий «пузырь», относительно которого сам корабль не подвижен, а двигается, грубо говоря, само пространство вокруг него.
Сложности:
Согласно проекту, представленному Алькубьерре, данный движитель будет требовать огромное (десятки масс солнца) количество экзотической материи — материи с отрицательной массой. И вот тут встаёт сразу два вопроса:
- Как и где добыть такое количество материи.
- Как её хранить.
На второй вопрос уже есть несколько теорий. Самая распространённая и вроде как логичная — мощное магнитное поле. Но опять же таки всё упирается в незнание свойств и вообще существования такой экзотической материи.
Уайт Дж. Гарольд: «Отец» варп-двигателя и новая геометрия.
2011 году физик в работе «Warp Field Mechanic 101» предложил обновлённую модель варп-поля Алькубьерре. Согласно версии Уайта, изменение геометрии варп-пузыря уменьшит потребности в в экзотической материи на 30 порядков. Также ему принадлежит «рекорд» — для тела, массой ~1 тонну понадобится всего ~800 кг экзотической материи.
Более того, Уайт высказал идею создавать наноскопические варп корабли, которым потребуется всего несколько микрограмм экзотической материи. Исследования в этой области DAPRA и NASA проводят и по сей день.
Альтернативы экзотической материи:
Итак мы выяснили, что для создания варп поля нам необходима материя с отрицательной массой-энергией. Достижимо это или нет наука пока дать ответа не может.
Но есть ли способы «обойти» это требование?
Да. Теоретически мы можем заменить экзотическую материю на антиматерию, реакция коей с обычной матерей сопровождается выделением огромного количества энергии. В теории при определённом количестве выделяемой энергии, её может хватить на искривление пространства. Однако требуемые цифры будут просто огромны — примерно 45млн ТДж, или 250 кг антиматерии (на данный момент создаётся 10 нг/год).
Заключение:
В первой части мы разобрали теорию варп-поля и подумали над одной из альтернатив экзотической материи.
К сожалению технологии 21 века скорее всего не позволят нам быстро исследовать ближайшие звёзды.