Учені вважають, що подорожі в космосі зі швидкістю світла можливі: яким чином

Згідно із сучасними науковими уявленнями, ніщо не може переміщатися швидше за швидкість світла. Але деякі вчені вважають, що існує така теоретична можливість, і якщо створити спеціальний пристрій, так званий варп-двигун, то людство зможе долати величезні відстані в космосі за лічені секунди, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ефект Казимира

Під час одного з експериментів фізик Гарольд Вайт, який проводив дослідження для Управління перспективних дослідницьких проєктів Міністерства оборони США, помітив щось дивне в отриманих даних.

Учені ще наприкінці 2020 року проводили експерименти для вивчення щільності енергії в порожнинах Казимира, таємничих просторах між мікроскопічними металевими пластинами у вакуумі. Учені виявили області зі зниженою енергією між пластинами, через що вони наближалися одна до одної, ніби намагаючись заповнити порожнечу.

Це відомо як від'ємна щільність енергії вакууму, явище у квантовій механіці, назване ефектом Казимира. Це те, що допомагає вченим зрозуміти складну фізику мікромасштабних структур.

Вайт помітив, що характеристики негативної енергії вакууму між пластинами видавалися знайомими. Вони точно повторювали енергетичні характеристики, створювані типом екзотичної матерії, яка, на думку деяких фізиків, може відкрити доступ до високошвидкісних міжзоряних подорожей. Учені з'ясували, що подібна структура може створювати невелику варп-бульбашку. Може, але не створила, і це важливо.

Варп-двигун

Варп-бульбашка є невід'ємним компонентом теоретичного варп-двигуна, за допомогою якого космічний корабель може подорожувати крізь космос зі швидкістю світла. І деякі вчені вважають, що такий двигун справді може стати реальністю.

Реальний варп-двигун має використовувати величезну кількість енергії, яка може набувати форми маси, щоб створити гравітаційне тяжіння, достатнє для контрольованого спотворення простору-часу, даючи змогу кораблю рухатися всередині варп-бульбашки. Вважається, що так можна подорожувати навіть швидше за швидкість світла.

Наприклад, мексиканський фізик Мігель Алькуб'єрре ще в 90-х роках минулого століття опублікував статтю, де припустив, що варп-двигун математично можливий. У його статті сказано, що за допомогою варп-двигуна можна створити бульбашку спотвореного простору, яка летітиме через космос, а всередині цієї бульбашки може перебувати космічний корабель.

Сама ідея суперечить давно схваленій загальній теорії відносності Ейнштейна, яка стверджує, що ніщо не може рухатися швидше за швидкість світла, але це не виключає можливості переміщення самого простору швидше, ніж швидкість світла.

Для таких подорожей потрібна величезна кількість енергії

Алькуб'єрре вважав, що для підтримки варп-бульбашки потрібна величезна кількість енергії. Він припустив, що негативна енергія, на що натякають експерименти Вайта з порожнинами Казимира, може бути вирішенням цієї проблеми. Але ніхто ще не довів, що негативна енергія реальна.

Теоретично ця невідома матерія може бути досить потужною, щоб майбутні розробники варп-двигунів могли спрямувати її на стиснення простору-часу навколо себе. Під час активації двигуна викривляється простір-час навколо всього космічного корабля. Що сильніше викривлення, то швидше відбувається варп-подорож.

Фізик Хосе Натаріо вважає, що для цього потрібно мати можливість сильно викривляти простір-час, а для цього потрібна неймовірна кількість енергії, можливо, навіть більша, ніж виділяє Сонце.

З іншого боку, деякі вчені вважають, що для створення робочого варп-двигуна потрібно мати варп-бульбашку завширшки близько 100 метрів. Щоб він рухався зі швидкістю світла, знадобиться приблизно в 100 разів більша за масу планети Юпітер перетворена на негативну енергія. Тому така можливість виключена.

Якщо не варп-двигун, то термоядерний двигун

Але за останні 30 років фізики так і не залишили спроб обґрунтувати реальність створення варп-двигуна. Одним із таких учених є фізик Ерік Ленц. У 2021 році він опублікував статтю, де стверджував, що варп-двигуни можуть бути створені з використанням джерел позитивної енергії замість негативної енергії.

Він досліджував новий клас рішень у загальній теорії відносності Ейнштейна, зосередившись на тому, що називається умовою слабкої енергії, яка, як він пояснює, відстежує позитивність енергії в просторі-часі. Він натрапив на хвилю, що зберігає свою форму та рухається з постійною швидкістю, яка могла б одночасно задовольняти вимоги енергетичного рівня та рухатися швидше за світло. Така варп-бульбашка могла б переміщатися, використовуючи відомі джерела енергії, хоча використання їх на необхідному рівні все ще далеко за межами наших можливостей. Наступним кроком, зазначає він, може бути доведення енергетичних потреб варп-двигуна до рівня термоядерного реактора.

Космічний корабель, що працює на термоядерному синтезі, теоретично може подорожувати до Проксими Центавра, найближчої до Землі зірки, і назад за роки, а не за десятиліття або тисячоліття, а потім міг би рухатися дедалі швидше й швидше з поліпшенням джерел енергії.

Багато вчених усе ж вважають, що подорожі зі швидкістю світла неможливі або неможливі принаймні зараз. Наприклад, фізик Сабіна Хоссенфельдер вважає, що варп-двигуни, якщо й будуть створені, то не раніше, ніж через 1000 років.

Фокус уже писав про те, що звук усе ж може поширюватися у вакуумі, і вчені з'ясували, як це відбувається.