Пузырь Алькубьерре — как передвигаться быстрее света?

В настоящее время, в период процветания различного рода фильмов, действие которых происходит в космосе, стали популярны акты ультрабыстрого перемещения кораблей в космическом пространстве. Это достигается путем резкого увеличения скорости движения судна до сверхсветового значения. В связи с этим уже сейчас появляются теории, цель которых — научно доказать достоверность этого процесса.

Мигель Алькубьерре

Этот человек — представитель теоретической физики. Алькубьерре известен своим так называемым двигателем Алькубьерре. В основе явления, описанного Мигелем, лежит высказывание о возможности космического судна двигаться со скоростью выше световой (в общем виде — с абсолютно любой скоростью), искривляя пространство спереди и позади себя.

Алькубьерре — уроженец Мексики. Год его рождения — 1964. Он женился на Марии Эмилии Бейер, и у них родилась дочь. На данный момент у Мигеля четверо детей.

Пузырь Алькульберре

Пузырь Алькубьерре, или двигатель Алькубьерре (или метрика Алькубьерре, ссылаясь на метрический тензор) — это спекулятивная теория, что основывается на решении уравнений гравитационного поля (уравнения Эйнштейна) в ОТО, она была предложена мексиканским физиком-теоретиком по фамилии Алькубьерре. Согласно этой теории, космическое судно способно настигнуть чего-либо быстрее, чем это сделает свет, но с условием возникновения плотности энергии поля меньшей, чем в вакууме (явление отрицательной массы).

Вместо того чтобы превышать световую скорость в рамках локальной СО, космический аппарат будет преодолевать расстояния, изменяя пространство (сокращая его спереди и расширяя позади себя), что приведет к крайне быстрому перемещению этого объекта. Такого рода искажение пространства и называется пузырем Алькубьерре. Согласно законам физики, тела не могут ускоряться до световой скорости в рамках естественного положения пространства и времени; вместо этого, согласно теории Алькубьерре, тело будет перемещать пространство вокруг себя таким образом, чтобы оно очутилось на месте назначения быстрее, чем свет, не нарушая никаких физических законов.

Причины, по которым таковое движение не может претвориться в жизнь

Хотя метрика, предложенная Алькубьерре, согласуется с уравнениями поля Эйнштейна, она может не иметь физического смысла, и в этом случае такое движение не будет осуществляться. Даже если это физически значимо, его возможность не обязательно будет означать, что судно может быть построено. Предложенный механизм двигателя Алькубьерре подразумевает отрицательную плотность энергии и поэтому требует неизвестного вещества. Так что если неизвестной материи с правильными свойствами существовать не может, то и накопитель построить невозможно. Однако в конце своей оригинальной статьи Алькубьерре утверждал (следуя аргументу, разработанному физиками, анализирующими проходимые червоточины), что вакуум Казимира между параллельными пластинами может удовлетворить потребность в отрицательной энергии для двигателя Алькубьерре.

Другая возможная проблема состоит в том, что, хотя пузырь Алькубьерре согласуется с уравнениями Эйнштейна, общая теория относительности не учитывает квантовую механику. Некоторые физики представили аргументы в пользу того, что теория квантовой гравитации (которая включала бы обе теории) исключила бы те решения в ОТО, которые допускают обратное путешествие во времени (гипотеза защиты хронологии) и, таким образом, делают теорию Алькубьерре недействительной.

Сергей Красников

Сергей Красников — российский физик-теоретик. Он развивал собственную теорию под названием "труба Красникова", гласящую о возможности движения в пространстве со световой скоростью.

Труба Красникова

Трубка Красникова является спекулятивной теорией о космических перемещениях, основа которой — деформация пространства и времени в конструкции вида трубы (туннеля). Полученное сопоставимо с червоточиной, крайние точки которой смещены во времени и пространстве. Теория была предложена и теоретически объяснена Сергеем Красниковым в 1995 году.

Трубка — это конструкция измененного пространства-времени, которую возможно намеренно получить (с использованием определенной технологии) в результате движения со световой скоростью. Трубка Красникова позволяет вернуться в прошлое сразу после того, как вы уехали. Эта искусственная "трубка" длиной в некоторое количество световых лет, возможно, представляет собой мегаструктуру, но в отличие от других мегаструктур, она не из физического вещества, такого как титан или пластик, а просто является искажением пространства-времени.

Труба Красникова. Случай с одной трубой

Красников высказывает мнение о том, что несмотря на машину времени, как на аспект его метрики, она все же не имеет право нарушать закон причинно-следственной связи (причина предшествует последствию во всех системах и вдоль всего пространственно-временного пути), так как все точки вдоль кольцеобразного пути движения корабля со сверхсветовой скоростью всегда упорядоченны во времени и разделяются на определенные интервалы (в алгебраических выражениях, c2dt2 — это по определению больше, чем dx2 + dy2 + dz2). А это, в свою очередь, значит, что световое сообщение, отправленное по трубе Красникова, не будет использовано для передачи сигналов "назад во времени".

Случай с двумя трубами

Во время того, как одна трубка Красникова не представляет проблем с причинно-следственной связью, Аллен Э. Эверетт и Томас А. Роман из университета Тафтса предположили, что две трубки Красникова, идущие в противоположность друг с другом, способны сотворить замкнутую, как время, кривую, которая нарушила бы причинно-следственную связь. Например, просто предположим, что построена трубка, соединяющая землю с определенной звездой, что расположена на расстоянии 3 тысяч световых лет. Астронавты путешествуют с такими скоростями, что путешествие по данной трубке занимает всего полтора года (с их точки зрения). Затем астронавты проложили вторую трубку вместо того, чтобы вернуться в первую, которую они произвели. Еще через полтора года корабельного времени они вернутся на Землю, но уже через 6 тысяч лет в будущем их ухода. Но сейчас, когда обе трубки Красникова на месте, космонавты из будущего способны путешествовать к звезде во второй трубке, а затем и на Землю по первой трубе, но достигнут они конечной точки маршрута на 6 тысяч лет раньше их вылета. Система из двух труб Красникова превратилась в машину времени.

В 1993 году Мэтт Виссер утверждал, что пара червоточин с индуцированной разницей часов не способны объединиться, не вызывая эффектов, что либо приведут к разрушению червоточины, либо простому взаимодействию друг с другом в виде отталкивания. Данное высказывание предполагает, что подобная ситуация не позволила бы появиться машине времени из пары труб Красникова. То есть флуктуация вакуума будет расти экспоненциально, и в конечном итоге уничтожит вторую трубку Красникова по мере приближения к пределу окружности, сходной со временем, в которой причинность нарушается.

Пузырь Алькубьерре или труба Красникова

Каждая из этих теорий предполагает осуществление искажения пространства-времени и перемещение космического корабля со световой скоростью (при определенных условиях). Учеными, сведущими в данной области, высказывается что-то наподобие следующего:

• Изменение положения тела в пространстве со скоростью света возможно. Только двигаться необходимо либо в пузыре, в котором происходит искривление пространства и времени, либо в трубе (тоннеле), что способна соединить диаметральные точки мира (пространства).

То есть для трактовки сути движения со световой скоростью и последующего ее объяснения данные теории одинаково как пригодны, так и нет.