Открыв себе дорогу к звездам, человечество практически сразу начало мечтать о межзвездных и межпланетных полетах. Однако время идет, а дальше Луны человек так и не слетал. Чтобы преодолевать огромные межпланетные расстояния, человечеству нужны более совершенные двигатели и космические корабли, которые смогли бы передвигаться со скоростью света. Пока что такие аппараты можно встретить лишь в трудах писателей-фантастов, но время не стоит на месте. Самые смелые идеи фантастов часто находят свое графическое и научное воплощение. Так произошло и с концепцией космического корабля, который мог бы путешествовать по просторам Вселенной со скоростью, превышающей скорость света. Проект был представлен ученым НАСА Харольдом Уайтом и графическим дизайнером Марком Рэйдмэйкером.

Теоретически путешествие с такой скоростью возможно при помощи использования так называемого двигателя искривления, который генерирует вирп-поле, искривляющее пространственно-временной континуум. Именно это и приводит такой космический корабль в движение. Харольд Уайт — это физик, который на протяжении многих лет работает над вопросами преодоления скорости света с помощью космических кораблей. Еще в 2011 году он опубликовал свой научный доклад, в котором впервые представляет общественности свою концепцию перемещений в пространстве со сверхсветовой скоростью. Однако теперь работающая с ним команда единомышленников представила проект космического корабля, который на практике воплощает обозначенную концепцию.

Стоит отметить, что голландский художник Марк Рэйдмэйкер уже достаточно хорошо известен. Он стал знаменитым благодаря серии своих графических работ, сделанных по мотивам телевизионного сериала «Звездный путь». Рэйдмэйкер рассказал журналистам телеканала NBC News о том, что он внимательно познакомился с работами Харольда Уайта, которые были сделаны в космическом центре NASA Johnson. По словам художника, работа над графическим воплощением идей физика из НАСА заняла у него 3 месяца.

 

 

Согласно представленной концепции, пространство за звездолетом будет со стремительной скоростью расширяться, толкая корабль вперед по прямой. Используя такой метод перемещения в пространстве, можно будет добраться до Альфы Центавра всего за 14 дней. Альфа Центавра — это ближайшая к Земле звездная система, но даже она удалена от нашей планеты на огромное расстояние — 4,3 световых года (1 световой год — это примерно 9,5 триллиона километров). Сам Уайт говорит, что то, что было возможным в сериале «Звездный путь», возможно, не является настолько отдаленной перспективой, как многие думают.

Работа над аппаратом, который мог бы передвигаться по Вселенной со скоростью, превышающей скорость света (299 792 458 м/с), увлекает Уайта достаточно давно. Исследованиями в этом направлении он занимается совместно с членами специальной научной группы Космического центра НАСА им. Джонсона. Здесь исследуются возможности ворп-двигателей. При помощи такого двигателя космический корабль, получивший обозначение IXS Enterprise, получил бы возможность осуществлять космические путешествия со скоростью, превышающей скорость света.

Исходя из концепции Уайта, которую тот мечтает воплотить в реальность, Марк Рэдмэйкер представил трехмерный графический концепт будущего межзвездного космического корабля. После довольно длительного изучения работ Уайта художник представил на суд общественности космической корабль сравнительно небольших размеров, который находится внутри двух достаточно крупных колец. Данные кольца на бескрайних просторах космоса должны служить для правильной деформации времени и пространства. При этом работа в данном направлении не заканчивается созданием графического концепта космического корабля. Исследовательская группа американского космического агентства недавно представила сразу 12 инновационных технологий, которые планируется реализовать в самое ближайшее время — в течение 2-х лет. И хотя проект IXS Enterprise в настоящее время находится по большей части на стадии теоретической проработки, проведения экспериментов и исследований, группа исследований искренне верит в то, что подобный корабль можно будет запустить в межпланетное путешествие. Исследователи считают, что такой полет может состояться скорее, чем многие думают.

Амбициозная, а в чем-то и фантастическая, программа по проектированию космических кораблей, способных передвигаться со скоростью, превышающей скорость света, известна также как проект «Скорость». Цель проекта — разработка двигателей, которые позволили бы человеку путешествовать со сверхсветовой скоростью. В основу этого амбициозного проекты была помещена концепция деформации пространства, которая вытекает из уравнения известного физика Мигеля Алькубьере. Данное уравнение предусматривает создание такого механизма, который был бы в состоянии «деформировать» пространство. Речь идет о космическом двигателе искривления, который расширял бы пространство впереди корабля, а сзади наоборот — сжимал. Благодаря этому вокруг космического корабля образовывался бы пространственно-временной «пузырь Алькубьере». Внутри этого «пузыря» корабль и смог бы передвигаться в пространстве со сверхсветовой скоростью.

Предполагается, что данный двигатель будет иметь сферическую форму. Воздействовать на время и пространство планируется при помощи очень сильных электростатических полей. В настоящее время ученые измеряют степень деформации пространственно-временного континуума в ходе опытов при помощи лазерного интерферометра. Их главная задача на ближайшую перспективу — это разработка в лабораторных условиях микроскопического «пузыря». В будущем в качестве энергии, используемой для манипуляций с пространством, ученые собираются использовать темную энергию Вселенной. По словам Харольда Уайта, космический корабль будущего будет напоминать формой мяч для игры в американский футбол, опоясанный тором.

 

Варп-двигатель Алькубьерре

 

Несколько месяцев назад физик Гарольд Уайт (Harold White) ошеломил мир аэронавтики. Он объявил, что команда в НАСА, под его непосредственным руководством, приступила к работе над развитием двигателя искривления пространства. Предложенный им дизайн – это гениальное переосмысливание Двигателя Алькубьерре (Alcubierre Drive), может, в конечном итоге, привести к созданию двигателя, который будет передвигать ракеты со скоростью, гораздо выше скорости света, не нарушая при этом законов относительности Эйнштейна.

Идея Уайту пришла в то время, как он рассматривал весьма примечательные уравнения, сформулированые физиком Мигелем Алькубьерре. В докладе, под названием “Варп двигатель: сверх-быстрые перемещения в рамках общей теории относительности,” составленном в 1994 году, Алькубьерре предложил механизм, посредством которого пространство и время могут быть “искревлены” спереди и сзади космического корабля.
Мичио Каку, один из главных сподвижников струнной теории, назвал теорию Алькубьерре так – “паспорт к Вселенной». Метод использует космологической код, который позволяет расширять и сжимать пространство и время, что позволило бы сверхбыстрые межзвездные путешествия. По сути, пустое пространство позади звездолета будет быстро расширяться, толкая корабль в прямом направлении. Пассажиры воспримут это как движение, несмотря на полное отсутствие ускорения.

Примечателен так же тот факт, что подобное явление постоянно наблюдается во вселенной – пространство между галактиками может расширяться с неограниченной скоростью, которая часто превышает скорость света. Уайт предполагает, что такой двигатель может развить скорость, которая могла бы позволить космическому кораблю достичь наше ближайшее созвездие всего за две недели, несмотря даже на тот факт, что оно находится в 4,3 световых лет от Земли.
С точки зрения механики двигателя, сфероидый объект будет помещен между двумя областями пространственно-временного (расширения и сужения). Затем сгенерируется “Варп сфера,” которая будет двигать пространство вокруг объекта, репозиционируя его – конечным результатом будет движение со скоростью, превышающей скорость света, без движения по отношению к локальной системе отсчета корабля.

Уайт объяснил:

 

Помните – ничто локально не превышает скорость света, но пространство может расширяться и сжиматься при любой скорости. Тем не менее, пространство и время сложно поддаются манипулированию, поэтому для искривления пространства и достижения межзвездных пространств в разумные периоды времени потребуется много энергии.

И в самом деле – ранние оценки, опубликованные в научной литературе, называли громадное количество энергии, которое вполне сопоставимо с массой планеты Юпитер (что составляет 1,9 × 1027 кг, или 317 масс Земли). В результате идея была забыта из-за непрактичности. Хотя природа теоретически позволяет построить Варп Двигатель, мы никогда не смогли бы соорудить работающий аналог при настолько недостижимых условиях.

“Однако,” сказал Уайт, “основываясь на анализе последних 18 месяцев, у нас может быть надежда.” Ключ, говорит исследователь, может быть в изменении геометрической структуры Варп Двигателя.

 

Новый дизайн двигателя искривления пространства

В октябре прошлого года Уайт готовился к лекции, которую он должен был дать для проекта Столетний космический корабль (100 Year Starship) в Орландо, Флорида. Во время повтора материалов по двигателям искривления пространства, Уайт выполнил анализ нескольких уравнений – больше из любопытства, чем по необходимости.

“Я открыл закономерность, которая все время была у нас перед глазами, – вспоминает он – Я вдруг понял, что если мы сделаем толщину кольца отрицательной энергии вакуума больше, при этом раскачивая варп сферу, то можно значительно уменьшить необходимые затраты энергии. Это значит, что создание двигателей искривления пространства возможно не только в теории.” Уайт скорректировал форму кольца Алькубьерре, сделав его более широким и покатым.

Он представил результаты Двигателя Алькубьерре через год, на конференции в Атланте, где заявил о своем новом подходе. Как объяснил учений, деформация диска позволит затраты энергии до числа, сравнимого с массой космического аппарата Вояджер-1.

Это очень существенное изменение в расчетах. Снижение массы от размеров Юпитера до объекта, который весит всего 725 килограмм, заставили НАСА полностью переосмыслить варп двигатели.

 

Создание варп двигателя

Теоретическая возможность – это, конечно, здорово, но теперь Уайту нужно практическое ее доказательство.

Мы используем модифицированный интерферометр Майкельсона-Морли, что позволяет нам измерить микроскопические искривления в пространстве и времени. Говоря проще – это попытка сделать одну из ножек интерферометра казаться короче другой при запуске устройства.

Уайт и его коллеги пытаются смоделировать оптимальный привод Алькубьерре в миниатюре, используя лазеры для искривления пространства-времени на фактор один к 10 миллионам.

Конечно, интерферометр – это не то, что НАСА бы присоединило к космическому кораблю. Скорее, это часть большого научного преследования.

Наше первоначальное испытательное устройство имитирует кольца огромного энергетического потенциала за счет использования колец керамических конденсаторов, которые заряжаются до десятков тысяч вольт. Мы увеличим точность наших приборов и продолжим повышать чувствительность интерферометра деформации поля – в конечном итоге станет возможно использовать устройства для прямой генерации отрицательной энергии вакуума.

С помощью этих экспериментов, как надеется Уайт, НАСА сможет перейти от теории к практике.

 

Ожидание доказательства возможности технологии

Учитывая то, насколько фантастически это все звучит, возникает вопрос – действительно ли Уайт думает, что варп двигатель когда-нибудь будет построен.

Математически это возможно, но еще предстоит увидеть, сможем ли мы когда-либо добиться этого на практике.

То, чего ждет Уайт, это появления доказательств – то, что он зовет момент “Чикаго Pile” – термин, ссылающийся на большой практический пример.

“В конце 1942 года человечество активировало первый ядерный реактор в Чикаго, способный генерировать аж целую половину Вт – чего даже недостаточно для питания лампочки,” – объяснил исследователь. “Тем не менее, год спустя мы активировали реактор в 4 МВт – это достаточно уже для питания небольшого города. Доказательство возможности технологии это очень важно.” Не делая громких заявлений, Уайт признал, что варп двигатель открыл бы для человечества некоторые интересные возможности для космических путешествий – и, конечно, сбросил бы наше чувство необъятности космоса.

Эта дыра в общей теории относительности позволила бы нам преодолеть расстояния действительно быстро, с точки зрения наблюдателей с земли и на корабле – путешествия будут измеряться неделями или месяцами, а не десятилетиями и веками.

Но пока разработка двигателя находится в теоретической фазе. “Я не готов обсуждать эту технологию за пределами математики и руководствуясь очень скромными подходами в лаборатории,” сказал Уайт.

И это трезвый подход. Но, благодаря Уайту, у нас теперь есть новая надежда и перспектива освоения космоса. Пока рано ставить крест на полетах быстрее скорости света.