Двигатель Алькубаре

О сверхсветовой скорости из ТО
Проще, говоря так:
1. Если на разгон тела, обладающее массой затрачена конечная энергия, то оно не может достичь сверхсветовой скорости.
2. Существование любых объектов движущихся со сверхсветовой скоростью влечёт нарушение принципа причинности (событие из будущего не может влиять на событие из прошлого, иными словами B влияет на C, только если время B строго меньше времени C (ну или меньше либо равно))

Сама идея двигателя Алькубаре проистекает из глубин ТО, а именно уравнения говорят о том, что если дано определенное количество массы или энергии, то можно рассчитать искажение пространства-времени, которое вызовет эта масса или энергия (точно так же, бросив камень в воду, вы можете рассчитать круги, которые пойдут от него). Но эти уравнения можно применить и в обратном направлении. То есть рассмотрев нужное нам искривление, можно вычислить энергию, необходимую для этого. А именно в предложенной им метрике пространство плоско везде, кроме стенок некоторого пузыря, который движется быстрее света во внешнем пространстве Минковского. При этом оказывается (за счет искревлённой геометрии стенок пузыря), что мировая линия центра пузыря остается тем не менее времениподобной. Таким образом, состоящий из обычной материи пилот может, сидя в центре подобного пузыря, двигаться быстрее света. Всё это значит, что:
1. Двигатель на деформированном пространстве перемещается сам по себе, не расходуя рабочее тело и ни от чего не отталкиваясь.
2. Космический корабль, помещенный внутрь пузыря, не испытает никаких нагрузок, хотя по ее границам действуют чудовищные приливные силы, способные разорвать любой материальный объект.
3. Время внутри пузыря течет так же, как и снаружи, у стороннего наблюдателя. Более того, в каждой точке корабля, коль скоро он находится внутри пузыря и не соприкасается с его границами, время будет течь одинаково, то есть темпоральных вихрей не будет.
4. Путешественник на этом корабле имеет все шансы слетать к далекой звезде и вернуться обратно за сколь угодно короткое время.
5. Сам корабль не может создавать вокруг себя пузырь: он должен быть создан заранее.
6. Если пузырь полетит со сверхсветовой скоростью, то окажется, что расположенная на его границе материя тоже движется со сверхсветовой скоростью. Это равносильно использованию тахионов — частиц, летящих со сверхсветовой скоростью. Однако сама возможность их существования не доказана, а если окажется, что такие частицы существуют, то и пузырь строить не понадобится.

Существуют модификации теории Алькубаре, как например пузырь Жозе На-тарио. Этот пузырь не создает впереди и позади себя области сильного сжатия и растяжения. Вся деформация сконцентрирована внутри пузыря и организована таким образом, что растяжение в одних направлениях компенсируется сжатием в других. Он решает некоторые проблемы пузыря Алькубьерре, однако и в пузыре Натарио тоже должна быть экзотическая материя.

Другая хорошая альтернатива труба Красникова. В ней предложена другая хитрая метрика, и благодаря ей корабль может создавать трубу по мере движения. А воспользуется он ею для движения со сверхсветовой скоростью на обратном пути. В результате полет выглядит следующим образом. Возьмем за цель опять-таки альфу Центавра. Двигаясь с субсветовой скоростью, корабль будет лететь до нее три с лишним тысячи лет по земным часам. Из-за лоренцовского сокращения времени, однако, на корабле пройдет лишь несколько дней. Затем, воспользовавшись созданной во время полета трубой, корабль полетит назад не только в пространстве, но и во времени и вернется примерно через год после старта. При этом не возникает никаких нарушений причинности, не образуются никакие контрамоты, корабль нигде не встречается сам с собой. В общем, никаких петель времени, что не может не радовать.

Необходимость использовать экзотическую материю — один из серьезных недостатков пузырей Алькубьерре и Натарио. Расчет показывает, что ее количество весьма велико: для создания двигающегося со скоростью света пузыря первого типа, способного вместить метровый объект, масса такой материи должна составлять порядка - (10 в 62 степени) килограмм, что превышает (если брать это значение по модулю) массу Вселенной.

Существуют методы решения этой прблемы:

1. Компенсация малыми скоростями
2. Создание пузыря Криса ван Ден Брука. Он предлагает взять пузырь Алькубьерре микроскопического размера, а внутри него надуть макроскопический пузырь, в котором можно разместить большой объект. Если предположить, что способ вольного обращения с пространством-временем, допускающий его многочисленные деформации, найден, то в таком предложении нет ничего фантастического. а. По оценкам С.В.Красникова, опубликованным в журнале "Physical Review D" за 2003 год, пузырь ван ден Брука можно удержать от схлопывания, поместив в его горловину всего лишь миллиграммы экзотической материи, причем независимо от того, сколь велика внутренняя область, занятая пассажиром.

Способы создания пузерей:

1. Пространство для создания пузыря Алькубьерре можно деформировать, распределив в его стенках определенным образом экзотическую материю.
2. Работа 1995 Яна Левина из Канадского института теоретической астрофизики показывает, что согласно теории струн, возможно управлять размером измерения, с помощью струны, накрученой на неё, вызвав тем самым локальное изменение размера скрытого измерения и соответственно расширение либо сжатие реального пространства-времени и итоге, построить-таки вокруг космического корабля пузырь Алькубьерре. Другое дело что управление размером скрытых измерений факт гораздо более экзотичный, чем существование экзотической материи.

Итак, вобщем-то это всё. Я сам много узнал, за время написания этого всего. Оказывается этим всем занимаются серьёзные учёные, пишут статьи в научных журналах,публикуют работы.

Интересные факты

1. Альбкубаре о звёздном пути: "Герои сериала постоянно говорят о деформационном двигателе, о концепции искусственного искажения пространства, — говорит он. — Теория того, как можно и как нельзя искажать пространство, у нас уже была, это общая теория относительности. Я подумал, что должен быть какой-то способ посмотреть при помощи этих концепций, как должен в действительности работать деформационный двигатель"
2. Крис ван ден Брук сотрудник Католического университета.
3. Экзотическая материя не миф. По крайней мере один ее вид можно наблюдать экспериментально при демонстрации эффекта Казимира. Суть этого эффекта в том, что если взять две большие проводящие пластины и поместить их на небольшом расстоянии в вакууме, то между ними возникнет экзотическая материя, вызывающая силу притяжения.
4. Управлять измерениями дейсвительно возможно.В статье, опубликованной в "Physical Review D", 1980, т. 21., показали, что в начале времен Вселенная, обладающая одним лишним измерением, могла быть фактически одномерной, а затем, по мере уменьшения размера этого измерения, остальные три выросли до нынешних размеров.
5. Отрицательную энергию впервые удалось измерить в лаборатории в 1948. (Давно не правда ли?).

Итак, теперь прочтя всё это вы знаете, что двигатель Алькубаре вполне серьёзная идея, что существуют разные её модификации.И что отрицательная энергия существует.

К слову, схожие темы: двигатель на кротовых норах (червоточный) из той же оперы (ТО) но не то, что рассматривается тут. Гипердвигатель (искажение пространства с целью затолкнуть пространство в параллельную Вселенную, оказывается действительно есть паранаучная теория описывающее это, да к сожалению только паранаучная).

Источники:
1. Научная статья
2. Из векипедии о сверхсветовом движении
3. Алькубаре и стартрек