Фізики знайшли спосіб подорожей швидше за світло у межах теорій Ейнштейна

швидкість світла, космічні подорожі, астрофізика
Фото: скорость света

Експерти висунули ідею, яка не вимагає темної матерії або енергії для пересування на надсвітловій швидкості.

Протягом десятиліть люди мріяли побувати в інших зоряних системах. Але є проблема — вони так далеко, що для звичайного космічного корабля знадобляться десятки тисяч років, щоб дістатися до найближчої системи, пише Science Alert.

У новому дослідженні фізик Ерік Ленц з Геттінгенського університету в Німеччині пропонує вирішення цієї дилеми, яке може виявитися більш життєздатним, ніж двигуни, що викривлюють простір і час.

Багато вчених вже висували теорії про те, як люди зможуть подорожувати з надсвітловою швидкістю. Однак існують серйозні проблеми з цим поняттям. У межах традиційної фізики, відповідно до теорій відносності Альберта Ейнштейна, немає реального способу досягти або перевищити швидкість світла, яка знадобиться для будь-якої подорожі, вимірюваної світловими роками.

Але це не зупиняє фізиків від спроб подолати цю універсальну межу швидкості.

Хоча переміщення матерії швидше за швидкість світла завжди буде під забороною, у самому просторі-часі такого правила не існує. Фактично, далекі куточки Всесвіту вже віддалилися настільки, що світло від них ніколи не добереться до Землі.

Щоб зігнути невеликий міхур простору для транспортних цілей, необхідно вирішити рівняння відносності, щоб створити щільність енергії нижче, ніж порожнеча космосу. Хоча цей вид негативної енергії (або темної енергії) спостерігається у квантовому масштабі, накопичення достатньої кількості "негативної маси" (темної матерії) як і раніше є областю екзотичної фізики.

Вчені також вважають, що негативна енергія може привести в дію двигун викривлення на основі міхура Алькубʼєрре. Ця ідея була заснована на рішенні рівнянь Ейнштейна, запропонована мексиканським фізиком-теоретиком Мігелем Алькубʼєрре. Він стверджував, що замість переміщення вище швидкості світла у межах локальної системи координат космічний корабель може рухатися, стискаючи простір перед собою і розширюючи його позаду, що дозволяє йому фактично переміщатися з будь-якою швидкістю, зокрема швидше за світло.

Концепція використовує принципи негативної енергії для деформації простору навколо гіпотетичного корабля.

У новій роботі Ленц пропонує інший метод, який відповідає теорії відносності Ейнштейна. Він називає його новим класом надшвидких солітонів — певного виду хвилі, яка зберігає форму і енергію при русі з постійною швидкістю (у цьому випадку швидше за світло).

Згідно з теоретичними розрахунками Ленца, ці надшвидкі солітони можуть існувати у межах загальної теорії відносності, а також не мають потреби в негативній енергії.

За наявності достатньої кількості енергії солітони можуть виконувати функцію "бульбашок викривлення", здатних до надсвітлововго пересування. Теоретично "бульбашки" також дозволять обʼєкту проходити через простір-час, захищаючи від екстремальних приливних сил.

Незважаючи на те, що це вражаюча ідея, вона все одно поки залишається недосяжною.

"Енергія, необхідна для такого двигуна, встановленого на космічний корабель радіусом 100 метрів, в сотні разів перевищить масу планети Юпітер", — говорить Ленц.

Перед ученими стоїть ще безліч головоломок, але потік нових ідей є найкращим шансом колись відвідати далекі світи.

"Ця робота перемістила подорожі на надсвітловій швидкості на один крок від теоретичних досліджень до інженерних наук. Наступний крок — зʼясувати, як знизити астрономічну кількість енергії, необхідну для сучасних технологій, таких як АЕС. Потім ми зможемо поговорити про будівництво перших прототипів двигунів майбутнього", — підсумував учений.