НовостиФизика

Ученые впервые обнаружили искривленный пузырь пространства-времени

Команда из Института безграничного космоса (LSI), финансируемого Агентством перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA) и возглавляемая доктором Гарольдом "Сонни" Уайтом, бывшим специалистом НАСА, пионером варп-двигателя, сообщила об открытии настоящего искривленного пузыря пространства-времени в реальном мире. Это событие знаменует собой крупный прорыв для ученых, пытающихся создать космический корабль, способный двигаться быстрее света.

В 1994 году мексиканский математик Мигель Алькубьерре предложил первое математически обоснованное решение ("метрика Алькубьерре") для варп-двигателя, который позволяет путешествовать со сверхсветовыми скоростями. Таким образом, он описал двигательную систему космического корабля, который мог бы перемещаться в космосе быстрее света, не нарушая принятых в настоящее время законов физики. Однако это решение зависело от теоретических материалов и огромного количества энергии, что казалось практически невозможным для практического применения.

Более десяти лет спустя доктор Уайт предложил новую версию метрики Алькубьерре, которая позволила уменьшить количество необходимых экзотических материалов и энергии. Эта новая концепция сделала создание варп-двигателя более осуществимым. С тех пор ряд физиков и инженеров пытались разработать жизнеспособный варп-двигатель, но все начатые проекты так и не вышли за рамки теоретической стадии. Возможно, команда Уайта собирается изменить эту ситуацию: недавно они сообщили, что обнаружили конкретное доказательство концепции.

Открытие было совершенно случайным. Проводя финансируемый DARPA анализ некоторых геометрий полостей Казимира, команда обнаружила структуру микро/нанометрового масштаба, которая предсказывает отрицательное распределение плотности энергии, близко соответствующее требованиям метрики Алькубьерра.

Однако полости Казимира никак не связаны с теорией или механикой искривления. Эффект Казимира - это притягательная сила между двумя параллельными проводящими и незаряженными пластинами, возникающая из-за квантовых флуктуаций в вакууме. "Я думаю, что это отличный пример того, что происходит, когда вы выполняете работу по определенной причине и обнаруживаете что-то еще, чего не ожидали найти", — сказал д-р Уайт в августе на Форуме по двигательной энергетике Американского института аэронавтики и астронавтики.

Теоретическая структура варп-пузыря.

Простейшая теоретическая геометрия, проанализированная в работе, финансируемой DARPA, состояла из стандартного параллельно-пластинчатого резонатора Казимира со столбами, расположенными вдоль средней плоскости резонатора для обнаружения переходного электрического поля, возникающего в результате поляризации вакуума, которая, как предполагается, происходит вдоль средней плоскости резонатора, объясняет команда. Для численной оценки реакции вакуума на полость Казимира была использована специальная аналитическая методика, и "эти аналитические результаты оказались качественно весьма похожими на двумерное представление требований к плотности энергии для метрики искажений Алькубьерра", — пишут исследователи.

Затем они протестировали миниатюрную модель в виде сферы диаметром 1 мкм в сердцевине цилиндра диаметром 4 мкм, чтобы выявить трехмерную плотность энергии Казимира, которая хорошо коррелирует с требованиями метрики искажений Алькубьерре. "Эта качественная корреляция предполагает, что эксперименты в масштабе чипа могут быть исследованы, чтобы попытаться измерить крошечные сигнатуры, иллюстрирующие присутствие предполагаемого явления: настоящего, хотя и скромного, варп-пузыря", — заключают они.

Поперечное сечение предсказанного тороидального распределения плотности энергии Казимира для системы сфера-цилиндр.

"Насколько мне известно, это первая работа в рецензируемой литературе, в которой предложена осуществимая наноструктура, которая, как предсказывается, проявит настоящий варп-пузырь", — сказал Уайт в интервью The Debrief. По его словам, результаты исследования не только подтверждают предсказанную тороидальную структуру и отрицательные энергетические аспекты варп-пузыря, но и открывают новые потенциальные пути, по которым он и другие исследователи могут пойти, чтобы однажды успешно построить космический корабль, способный к искривлению, в реальном мире.

"Это потенциальная структура, которую мы можем предложить сообществу и которая может генерировать распределение плотности энергии отрицательного вакуума, очень похожее на то, что требуется для искривления пространства типа Алькубьерре", — пояснил Уайт. Команда еще не построила наноразмерный варп-корабль, но, предположительно, у них есть для этого средства. "Если бы команда SIF когда-нибудь занялась этим, мы бы, вероятно, использовали 3D-принтер nanoscribe GT, печатающий в наномасштабе", — сказал Уайт, добавив, что в настоящее время он и его коллеги сосредоточены исключительно на изготовлении полостей Казимира.

Однако Уайт и его команда также предложили второй проверяемый эксперимент, который включает в себя соединение нескольких варп-пузырей, созданных эффектом Казимира в виде цепочки. По его словам, такая конструкция позволит исследователям лучше понять физику структуры уже созданного варп-пузыря (с помощью анализа оптических свойств), а также то, как корабль может однажды пересечь реальное пространство внутри такого пузыря. "Объединив большое их количество в ряд, мы можем увеличить величину эффекта, чтобы мы могли его увидеть (и изучить)", — добавил он.

Учитывая масштаб этого открытия и его потенциальные последствия, Уайт считает, что проектирование и испытания его варп-мини-корабля - это лишь вопрос времени, и эта веха, по его словам, будет медленно, но неуклонно продвигать весь процесс к конечной цели: способный к варпу космический корабль.

Подписывайтесь на нас
Back to top button