Ученые считают, что путешествия в космосе со скоростью света возможны: каким образом

Согласно современным научным представлениям ничто не может перемещаться быстрее скорости света. Но некоторые ученые считают, что существует такая теоретическая возможность и если создать специальное устройство, называемое варп-двигатель, то человечество сможет преодолевать огромные расстояния в космосе за считанные секунды, пишет Popular Mechanics.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Эффект Казимира

Во время одного из экспериментов физик Гарольд Уайт, который проводил исследования для Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США, заметил что-то странное в полученных данных.

Ученые еще в конце 2020 года проводили эксперименты для изучения плотности энергии в полостях Казимира, таинственных пространствах между микроскопическими металлическими пластинами в вакууме. Ученые обнаружили области с пониженной энергией между пластинами, из-за чего они приближались друг к другу, как будто пытаясь заполнить пустоту.

Это известно как отрицательная плотность энергии вакуума, явление в квантовой механике, названное эффектом Казимира. Это то, что помогает ученым понять сложную физику микромасштабных структур.

Уайт заметил, что характеристики отрицательной энергии вакуума между пластинами выглядели знакомыми. Они точно повторяли энергетические характеристики, создаваемые типом экзотической материи, которая, по мнению некоторых физиков, может открыть доступ к высокоскоростным межзвездным путешествиям. Ученые выяснили, что подобная структура может создавать небольшой варп-пузырь. Может, но не создала, и это важно.

Варп-двигатель

Варп-пузырь является неотъемлемым компонентом теоретического варп-двигателя, с помощью которого космический корабль может путешествовать сквозь космос со скоростью света. И некоторые ученые считают, что такой двигатель действительно может стать реальностью.

Реальный варп-двигатель должен использовать огромное количество энергии, которая может принимать форму массы, чтобы создать гравитационное притяжение, достаточное для контролируемого искажения пространства-времени, позволяя кораблю двигаться внутри варп-пузыря. Считается, что таким образом можно путешествовать даже быстрее скорости света.

Например, мексиканский физик Мигель Алькубьерре еще в 90- годах прошлого века опубликовал статью, в которой предположил, что варп-двигатель математически возможен. В его статье сказано, что с помощью варп-двигателя можно создать пузырь искаженного пространства, который будет лететь через космос, а внутри этого пузыря может находится космический корабль.

Сама идея противоречит давно принятой общей теории относительности Эйнштейна, которая утверждает, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, но это не исключает возможности перемещения самого пространства быстрее, чем скорость света.

Для таких путешествий нужно огромное количество энергии

Алькубьерре считал, что для поддержания варп-пузыря потребуется огромное количество энергии. Он предположил, что отрицательная энергия, на что намекают эксперименты Уайта с полостями Казимира, может быть решением этой проблемы. Но никто еще не доказал, что отрицательная энергия реальна.

Теоретически, эта неизвестная материя может быть достаточно мощной, чтобы будущие разработчики варп-двигателей могли направить ее на сжатие пространства-времени вокруг себя. При активации двигателя искривляется пространство-время вокруг всего космического корабля. Чем сильнее искривление, тем быстрее происходит варп-путешествие.

Физик Хосе Натарио считает, что для этого нужно иметь возможность сильно искривлять пространство-время, а для этого нужно невероятное количество энергии, возможно, даже больше, чем выделяет Солнце.

С другой стороны, некоторые ученые считают, что для создания работающего варп-двигателя нужно иметь варп-пузырь шириной около 100 метров. Чтобы он двигался со скоростью света потребуется примерно в 100 раз больше массы планеты Юпитер, преобразованной в отрицательную энергию. Поэтому такая возможность исключена.

Если не варп-двигатель, то термоядерный двигатель

Но за последние 30 лет физики так и не оставили попыток обосновать реальность создания варп-двигателя. Одним из таких ученых является физик Эрик Ленц. В 2021 году он опубликовал статью, в которой утверждал, что варп-двигатели могут быть созданы с использованием источников положительной энергии вместо отрицательной энергии.

Он исследовал новый класс решений в общей теории относительности Эйнштейна, сосредоточившись на том, что называется условием слабой энергии, которое, как он объясняет, отслеживает положительность энергии в пространстве-времени. Он наткнулся на волну, сохраняющую свою форму и движущуюся с постоянной скоростью, которая могла бы одновременно удовлетворять требованиям энергетического уровня и двигаться быстрее света. Такой варп-пузырь мог бы перемещаться, используя известные источники энергии, хотя использование их на необходимом уровне все еще далеко за пределами наших возможностей. Следующим шагом, отмечает он, может быть доведение энергетических потребностей варп-двигателя до уровня термоядерного реактора.

Космический корабль, работающий на термоядерном синтезе, теоретически может путешествовать к Проксиме Центавра, ближайшей к Земле звезде, и обратно за годы, а не за десятилетия или тысячелетия, а затем мог бы двигаться все быстрее и быстрее по мере улучшения источников энергии.

Многие ученые все же считают, что путешествия со скоростью света невозможны, или невозможны по крайней мере сейчас. Например, физик Сабина Хоссенфельдер считает, что варп-двигатели, если и будут созданы, то не раньше, чем через 1000 лет.

Фокус уже писал о том, что звук все же может распространяться в вакууме и ученые выяснили, как это происходит.