Вчені виявили міхур простору-часу. Що це таке?

Сьогодні, говорячи про космічні подорожі, мизадовольняємося науковою фантастикою – політ на найближчу до Землі планету поки що не реалізовано. Але за допомогою уяви та математики ми можемо припускати, що у Всесвіті крім нас є життя і, можливо, розумне. Хто знає, чи наші космічні сусіди розгадали загадку переміщення по космосу? Чи можуть вони, подібно до команди «Зоряного Шляху», подорожувати на космічному кораблі в різні куточки Всесвіту? Відповідь на це питання ми навряд чи дізнаємося найближчим часом, проте вченим уже є про що розповісти. Дослідники з Інституту безмежного космосу (Limitade Space Institute) під фінансуванням Міністерства оборони США (DARPA) виявили справжній варп-міхур у космосі. Ця подія знаменує собою прорив у розробці космічних кораблів, здатних рухатися швидше за світло – існування Бульбашка Алькуб'єрре випливає з деяких рішень рівнянь Ейнштейна. Більш того, фізик-теоретик Мігель Алькуб'єрре припускає, що ми і справді можемо створити апарат, що розганяється до надсвітлової швидкості.

Виявлено варп-міхур, що деформує простір-час

Бульбашка Алькуб'єрре

Вперше про міхур Алькуб'єррі заговорили 1994 рокуроку. Саме тоді фізик-теоретик працював над ідеєю варп-двигуна – за допомогою математичних обчислень. Він припустив, деякі космічні апарати можуть пересуватися на надсвітлових швидкостях, не порушуючи у своїй закони фізики. Ідея мексиканського математика швидко сподобалася вченим, проте деякі визнали її нерозв'язним питанням.

Тепер автори дослідження, опублікованого вжурналі European Physical Journal C, на чолі з ex-фахівцем з варп-двигунів з NASA Гарольдом Уайтом, припустили, що для створення справжнього варп-двигуна знадобиться менше енергії та матеріалів, ніж вважав Алькуб'єрре.

Виходить, ми стоїмо на порозі створенняварп-двигуна та на відміну від фантастичних варіацій у дусі «Зоряного шляху», насправді не буде потреби в екзотичній речовині для його роботи! Цікаво, що Алькуб'єрре запропонував математично обґрунтоване рішення для створення варп-двигуна, що використовує просторово-часовий міхур.

Вару-міхур деформує простір-час

Мексиканський вчений вважав, що «варп-міхур»повинен оточувати космічний корабель, який значною мірою рухатиметься не в просторі, а в просторі-часі, спотвореному самим двигуном космічного корабля. Саме такий міхур і виявили нещодавно вчені.

Більше на тему: Час на квантовому рівні тече інакше. Але як? І що це означає для фізики?

Варп-двигуни

Отже, торсійний двигун Алькуб'єрретеоретично міг би рухатися з запаморочливою швидкістю за допомогою спеціальної космічної рухової установки, яка б не порушувала закони фізики, якими ми їх знаємо, і особливо закони швидкості світла. Адже по суті нам потрібен не космічний корабель, який рухається у просторі, а простір-час, що оточує космічний корабель – воно спотворюється та відбувається зміщення.

Однак матеріали, необхідні для виготовлення такого двигуна, а також необхідна потужність завжди робили цей підхід лише теоретичним і неймовірним для потенційного застосування.

Може виявитися так, що ми нарешті зможемо стати космічними мандрівниками

Як це часто відбувається в історії науки,виявлення варп-бульбашки виявилося випадковістю. Ніхто не думав про розрахунки Алькубьерре – вчені проводили експерименти з негативною енергією на наноструктурі. Зокрема, вони проаналізували ефект Казимира – силу тяжіння, яка поширюється між двома незарядженими паралельними пластинами та двома провідними пластинами.

Під час експерименту було зроблено вражаючеВідкриття: вплив ефекту Казимира на наноструктуру має разючу схожість з концепцією варп-двигуна, яку писав мексиканський фізик і математик.

Виявлення структури на мікро/нанорівніпередбачає негативний розподіл щільності енергії, що близько відповідає метричним вимогам, описаним Алькубьерре – існування варп-бульбашки відповідає точним вимогам, необхідним задоволення його теорії. На думку авторів дослідження, варп-міхур – справжнє та крихітне творіння у своєму роді, що потенційно веде до наукового прориву.

Як пояснює Tech Times, відкриття може матиосновне значення для розробки, яка у будь-якому випадку відбудеться у недалекому майбутньому. Винахід нового двигуна для космічного корабля, який дозволить здійснювати набагато більш тривалі польоти за набагато короткий час, стає дедалі ближче.

У це важко повірити, але вар-двигун ближче, ніж здається

За допомогою нової концепції команди Уайта можна створити деформаційний двигунщо може спотворити простір-час і дозволити гіпотетичному космічному кораблю перевищити навіть швидкість світла.

Читайте також: Космічного туриста SpaceX нудило під час польоту. Що спричинило?

Чи зможемо ми подорожувати Всесвітом?

Необхідно також зазначити, що перед нами першедослідження, що рецензується в цій галузі. Його результати показують, що "життєздатна наноструктура в лабораторії може створювати деформацію бульбашок за рахунок аналогічного негативного розподілу енергії у вакуумі в міру необхідності". Цікаво, що в аналогічному звіті The Debrief дослідники (що фінансуються DARPA) переходять до більш реалістичного підходу, не дотримуючись теоретичних концепцій.

У звіті згадано, що розподіл негативної густини енергії якимось чином відповідає первинним вимогам:«Для створення негативної енергії може бути дисбаланс між частинками. Маса утримуватиме частинку, тоді як інша буде негативною енергією в просторово-часовому міхурі».

Простір-час підносить все більше сюрпризів

У майбутньому команда має намір розробититестований "апарат з варп-двигуном" для проведення випробувань. Іншими словами, йдеться про нанорозмірний апарат, який дозволить визначити якісне співвідношення метрик із заданими Алькуб'єрре. Однак деякі вчені мають побоювання – подібний корабель не зможе впоратися з надсвітловою швидкістю, оскільки вона призведе до його руйнування. До того ж не варто забувати про ефект уповільнення часу - він уповільнюється, коли ми рухаємося швидше.

Про те, чому час на вершині гори тече повільніше, ніж на пляжі, ми розповідали у цій статті, рекомендуємо до прочитання!

Ну а нам з вами залишається чекати на результатимайбутніх досліджень і сподіватися, що ми нарешті зможемо вирушити у подорож Галактикою. Як думаєте, чи зможуть вчені винайти корабель, здатний деформувати простір-час? Відповідь чекатимемо тут, а також у коментарях до цієї статті!