Межзвёздные перелёты – это пока мечта человечества. По теории относительности, опубликованной А.Эйнштейном в 1905 году, материальные тела и возмущения полей (другими словами – перенос информации) не могут распространяться быстрее света. При таком ограничении, межзвёздные перелёты могут длиться по часам Земли сотни и тысячи лет (по собственному времени космонавтов – дни, недели). Это делает их бессмысленными и бесполезными.

Путешествие в другие галактики

Путешествие в другие галактики

Реальную ценность межзвёздные путешествия могут иметь только при движении со скоростью, гораздо большей скорости света, чтобы в приемлемые сроки возвращаться с ценной и актуальной информацией. Для оценки возможности таких путешествий, нужно получить ответы на два вопроса:

    1. Можно ли двигаться быстрее света?
    2. Если можно, то как?

    Быстрее света

    Такие прецеденты уже были.

    После Большого взрыва (БВ), создавшего нашу Вселенную, прошло, примерно, 13,6 млрд. лет, т.е. в настоящее время её радиус должен составлять именно эти 13,6 млрд. световых лет. А учёные оценивают радиус Вселенной в настоящее время в 78 млрд. световых лет. Получается, что скорость расширения пространства Вселенной (в среднем, за все эти миллиарды лет) в 78/13,6 = 5,7 раз превышает скорость света. После БВ через 300 тыс. лет Вселенная расширялась более чем в 30 000 раз быстрее света.

    В 1915 году А.Эйнштейном была представлена теория относительности (общая) (ОТО). Так вот, вышеприведённый пример наличия сверхсветовой скорости, не противоречит ОТО, т.к. речь идёт о скорости расширения пустого межзвёздного пространства, а не самих звёзд. Такая деформация пространства не несёт какой-либо информации, т.е. по  ОТО  пространство-время (ПВ) может иметь сверхсветовую скорость деформации. Однако, результат налицо: звёзды – материальные объекты – разлетелись от точки БВ быстрее света.

    Оказывается в  ОТО сам А. Эйнштейн дал некоторые лазейки для возможности полётов быстрее света.

    Как двигаться быстрее света?

    Согласно некоторым решениям уравнений А.Эйнштейна, оказывается возможно движение материальных объектов быстрее света. Для этого ОТО разрешает использовать:

    • Деформацию пространства.
    • Разрыв пространства.

    Деформация пространства

    Физик из Мексики Мигель Алькубьерре в 1994 году представил статью, в которой  показал, что из уравнений теории поля А. Эйнштейна следует возможность деформации пространства, которая может привести к относительному перемещению материальных объектов с любой скоростью. Он показал, что есть возможность сжатия перед космическим кораблём пространства-времени (ПВ) и его растяжения после корабля. Т.е. он представил космический корабль, как бы заключённым в пузырь. Внутри этого пузыря – нормальное  ПВ, а снаружи – деформированное. Он же предложил гиперпространственный двигатель (ГПД) для такого корабля. Как же этот ГПД может деформировать пространство?

    Мигель Алькубьерре

    Мигель Алькубьерре

    Отрицательная энергия.

    Расчёты показывают, что для его работы требуется отрицательная энергия или отрицательная масса. Это совершенно необычная субстанция. Это вещество должно отталкиваться от обычного вещества. Его существование пока не доказано. Что касается отрицательной энергии, то она существует, правда, в очень мизерных количествах. Физик Хендрик Казимир в 1933 году предсказал, что две проводящие параллельные пластины в вакууме должны друг к другу притягиваться.  Это  заметно  только  на   расстояниях – 10-33  см. Если из этого притяжения извлечь часть энергии, то пластины станут обладать отрицательной энергией, т.к. перед этим у них была нулевая энергия. Явление было экспериментально подтверждено в 1948 году.

    Тёмная энергия.

    Американские учёные подробно изучили возможную работу ГПД. Многие склоняются к мнению, что деформировать ПВ может тёмная энергия. Это пока плохо изученная форма существования материи. Гипотетически она заставляет Галактики разлетаться. Возможно, она связана с упоминавшейся отрицательной энергией. Одна из моделей темной энергии основана на дополнительных измерениях ПВ. Если локально изменять свойства этих измерений, то можно создавать среду, в которой всемирные физические константы будут меняться в зависимости от направления движения и, тем самым, деформировать ПВ. Такие «чудеса» с космологическими константами объясняет теория струн, по которой наше ПВ имеет много других измерений.

    Разрыв пространства

    ОТО допускает наличие, так называемых, «пространственных дыр» в  обычном 3-х мерном ПВ. Их назвали «кротовыми норами». Используя их, звездолёт может перемещаться гораздо быстрее света. Схематически это перемещение представлено на рисунке.

    Гиперпространственный двигатель (ГПД) Мигеля Алькубьерре

    Гиперпространственный двигатель (ГПД) Мигеля Алькубьерре

    Изогнутая лента на рисунке – это не плоская лента, а схематическое изображение обычного 3-х мерного ПВ. В этом пространстве, чтобы добраться от Земли (верхняя белая линия) до звезды (нижняя белая линия) нужно двигаться по красной стрелке – это расстояние может измеряться тысячами световых лет. Теперь используем «кротовую нору» (туннель) – это вертикальная зелёная трубка. При движении через неё (зелёная стрелка) путь до звезды может оказаться в тысячи раз короче и быстрее. Внутренность «кротовой норы» и есть гиперпространство. Физически представить его и, тем более, нарисовать – невозможно.

    Гиперпространственный двигатель (ГПД)

    Ещё надо отметить, что, так называемые «чёрные дыры» во Вселенной, реально обнаруженные, тоже могут являться туннелями, через которые скачком можно перемещаться на миллионы световых лет.

    Заключение

    Учёные из американского университета Бэйлора создали математическую модель работы ГПД. По их данным, такой двигатель мог бы обеспечить полёт в 1032 раз быстрее света. Т.е. за пару часов можно было бы посетить соседнюю Галактику и возвратиться обратно. При этом внутри корабля никаких перегрузок и скорость течения времени, как на Земле. Вот только учёные тут же добавляют, что для реализации такого двигателя нужны столетия.

    Некоторые современные проекты ГПД опираются на доказанные положения современной физики. Это обнадёживает. А вот вопрос энергии – это вопрос. Рассчитано, что для гиперпространственного перемещения небольшого пузыря с пассажирами на небольшое расстояние (порядка 20 световых лет) необходима энергия, сравнимая с энергией аннигиляции крупнейшей планеты – Юпитера. Это невообразимая энергия. Энерговооружённость современной цивилизации очень-очень далека от требуемых энергозатрат для работы ГПД. Но это вопрос времени.