14,6 тыс подписчиков
Найден способ передавать информацию быстрее скорости света с относительно небольшими энергозатратами, что в будущем (правда, очень далёком) можно использовать для быстрой межпланетной или межзвёздной связи.
Свет, как и радиоволны, движется очень быстро по человеческим меркам: почти 300 000 километров в секунду! От Земли до Луны сигнал пройдёт за 1,26 секунды, от Солнца до нашей планеты — за примерно 8 минут и 20 секунд. Однако это всё равно медленно по сравнению с расстояниями во Вселенной. До ближайшей звезды свет будет лететь примерно 4 года, до соседней спиральной галактики Андромеды — примерно 2,5 миллиона лет! Именно поэтому говорят, что глядя на звёзды, мы видим прошлое — свет от них, испущенный многие и многие годы назад.
К счастью, теория относительности позволяет обойти это ограничение и гипотетически двигаться значительно быстрее скорости света. Для этого космическому кораблю нужно создать вокруг себя пузырь Алькубьерре, сжимая пространство перед собой и расширяя позади тебя. Самое интересное, что сам космический корабль неподвижен в классическом понимании, движется само пространство с ним. Явление так названо в честь мексиканского учёного Мигеля Алькубьерре, и, что важно, существование пузыря было подтверждено экспериментально с помощью интерферометра Уайта — Джудэя. Однако пока что предполагается, что перемещение крупных объектов потребует настолько огромных энергозатрат, что они будут соизмеримы с энергией, выделяемой, например, звездой за миллионы лет. Для создания пузыря Алькубьерре нужна так называемая отрицательная энергия — подтип экзотической материи и отрицательной массы. Её можно получить, например, с помощью эффекта Казимира. В классическом варианте эффект заключается во взаимном притяжении или отталкивании проводящих незаряженных пластин в вакууме из-за рождения виртуальных частиц и разницы в квантовых флуктуаций и между пластинами и снаружи пластин, в результате чего возникает отрицательное давление. Ещё одна проблема — энергия, идущая на формирование пузыря, должна успевать за самим пузырем, то есть двигаться со сверхсветовой скоростью. Единственный выход — создание магистрали, в которой пузырь получал бы энергию. Но логично было бы предположить, что, например, для информации энергии потребуется на многие порядки меньше. В новом исследовании физик Лоренцо Пьери из Университета Оксфорда Брукса решил изучить этот вопрос. Для этого он рассмотрел варп-двигатели чрезвычайно малого, планковского размера.
Варп-двигатели планковского размера не подходят для межзвёздных путешествий, однако они открывают путь для сверхсветовой передачи информации. Пьери назвал быстро движущиеся пузырьки деформации пространства-времени гиперволнами в честь похожей технологии из культового научно-фантастического романа Айзека Азимова «Основание». Путешествие этих пузырьков ограничено заранее определённым путем внутри трубчатой области пространства, названной гипертрубкой, где они могли бы получать отрицательную энергию. Гипотетически потребуется энергия, соизмеримая с энергией одной молнии, что могут и обеспечить современные электростанции. Вот только пока непонятно, как на практике эффективно конвертировать обычную энергию в отрицательную.
Но как приёмник на той стороне будет улавливать такие сигналы? Тут всё намного проще. Если пузырь движется со сверхсветовой скоростью, то формируется горизонт событий, который захватывает все встреченные частицы. Когда двигатель останавливается, горизонт исчезает, и все частицы выбрасываются с энергией, прямо пропорциональной времени, проведенном в пузыре, и в направлении пункта назначения. В макромире эти высокоэнергетические вспышки будут разрушительными, однако в микромире могут служить для передачи одного бита информации.
На изображении: трёхмерная модель пузыря Алькубьерре.
3 минуты
1 декабря 2023