Портал из «Звездного пути»

Физики из лаборатории передовых двигателей (APL), Нью-Йорк, США, опубликовали в научном журнале Classical and Quantumна Gravity математическое решение с использованием методов компьютерного моделирования Warp Factory для субсветового варп-двигателя, движущегося с постоянной скоростью. Варп-двигатель пришел из мира научной фантастики сериала «Звездный путь» и не имеет отношения к привычным нам земным понятиям. Это не система, которая приводит к движению, а скорее портал — способ передвижения, искривляющий или разрывающий пространство.

Над этой заманчивой идеей ученые бьются уже не одно десятилетие. Начало теоретическим исследованиям было положено мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре. В 1990-е годы он первым предложил математическую модель варп-двигателя за счет создания необходимого анизотропного пространства, а именно сжатие пространства перед объектом (пузырь Алькубьерре) и расширение позади, что приводит к перемещению со сверхсветовой скоростью с точки зрения наблюдателя, находящегося за пределами выбранной области.

Но если сам пузырь движется с субсветовой скоростью, то сзади него происходит схлопывание пространства, в котором скорость уже превышать субсветовую. Получилась небольшая нестыковочка. В основу своей теории физик положил решения уравнений поля Эйнштейна. Основной проблемой данного подхода было то, что для реализации такой абстракции на практике нужна была некая, и доселе невиданная, отрицательная масса, вещество, имеющее плотности ниже, чем плотность вакуума или отрицательная энергия. Открытый недавно конденсат Бозе – Эйнштейна хоть и проявляет свойства с отрицательной массой, но это не совсем то.

Но на этом исследование возможности создания варп-двигателя не остановилось. В 2011 году само NASA занялось исследованиями метрики и пузыря Алькубьерре и даже выступило со своими докладами в ряде научных конференций. Но им так и не удалось решить проблему отрицательной массы.

В 2020-м немецкий астрофизик Эрик Ленц выпустил труд, в котором показал возможность теоретического существования варп-двигателя без введения отрицательной массы и согласующегося с общей теорией относительности, но всё еще оставались вопросы с законом сохранения энергии (например, неучтенность неплоских метрик).

И уже в 2024 году американские исследователи построили новую математическую абстракцию, которая удовлетворяет всем известным физическим законам. Другими словами, представили миру состоятельную матмодель такого движения. Однако стоит отметить, что описанное перемещение происходит без ускорения, только с постоянной скоростью.

Приближает ли это нас к межгалактическим полетам? С точки зрения современных технических возможностей варп-двигатель очень далек от реальности. Более того, не совсем понятно, смогут ли живые организмы пережить перегрузки, которые будут присутствовать во время подобного перемещения.

Есть и другие привлекательные математические абстракции, такие как космический лифт или орбитальный крюк, которые позволили бы беспрепятственно путешествовать в космос. Но всё это не что иное, как математическое моделирование некого процесса с использованием идеализированных приближений, которое удовлетворяет физическим законам. Подобные фантастические идеи на многие десятилетия обгоняют текущие возможности и науки, и производства. Для их воплощения необходимы новые технологии и кардинально иные, нежели имеющиеся, материалы.

Работа 2024 года американских исследователей продвигает человечество с точки зрения возможности существования перемещения материальных объектов с постоянной субсветовой скоростью, не противоречащего основным законам физики и не требующего невиданных материй. Однако, как сказал Петр Капица, «когда теория совпадает с экспериментом, это уже не открытие, а закрытие».

Автор — научный сотрудник, заведующая лабораторией плазменных двигателей МФТИ

Позиция редакции может не совпадать с мнением автора