Възможно ли е "Warp Drive" от Star Trek?

Едно от ключовите сюжетни устройства в почти всеки „Стар Трек„епизодът и филмът е способността на звездни кораби да пътуват на светлинни скорости и извън тях. Това се случва благодарение на задвижваща система, известна като деформация. Звучи „научнофантастична“ и това е - деформация всъщност не съществува. Въпреки това, на теория, някаква версия на тази задвижваща система може да бъде създадена от идеята - да се даде достатъчно време, пари и материали.

Може би основната причина за изкривяване като че ли е възможна е, че тя все още не е опровергана. Така че може да има надежда за бъдеще с FTL (по-бързо от светлината) пътуване, но не скоро.

В научната фантастика, warp drive е това, което позволява на корабите да преминават през космоса, като се движат по-бързо от скоростта на светлината. Това е важна подробност, тъй като светлинното ускорение е космическото ограничение на скоростта - най-върховният закон и бариера за движението на Вселената.

Доколкото знаем, нищо не може да се движи по-бързо от светлината. Според тези на Айнщайн

И все пак има две вратички. Едното е, че изглежда няма забрана да се пътува възможно най-близо до светлинни скорости. Второто е, че когато говорим за невъзможността за достигане на скоростта на светлината, обикновено говорим за задвижването на обекти. Концепцията за деформация обаче не е задължително да се основава изключително на корабите или самите обекти, които летят със скоростта на светлината, както е обяснено по-нататък по-долу.

Червените дупки често са част от разговора около космическите пътувания из Вселената. Въпреки това, пътувайте чрез червейни дупки ще бъде отличително различен от използването на warp устройство. Докато warp задвижването включва движение с определена скорост, червените дупки са теоретични структури, които позволяват на космическите кораби да пътуват от една точка до друга чрез тунелиране през хиперпространството. Ефективно биха позволили на корабите да вземат пряк път, тъй като технически остават обвързани с нормалното пространство-време.

Положителен страничен продукт от това е, че звездоносният кораб може да избегне нежелани ефекти като разширяване на времето и реакции на масово ускорение върху човешкото тяло.

Нашето сегашно разбиране на физиката и как светлината пътува, изключва обектите да достигнат скорост, по-голяма от светлинната скорост, но това не изключва възможността за самото пространство пътувайки със или над тази скорост. Всъщност някои хора, които са разгледали проблема, твърдят, че в ранната Вселена пространството-времето се разширява със свръхлюминална скорост, макар и само за много кратък интервал.

Ако тези хипотези се окажат верни, основен диск може да се възползва от тази вратичка, оставяйки след себе си въпроса за задвижване на обекти и вместо това задаване на учените с въпроса как да се генерира огромната енергия, необходима за движение космическо време.

Ако учените възприемат този подход, основата на задвижването може да се мисли по този начин: Основното устройство е това, което създава огромното количество енергия който свива време-пространството пред звезден кораб, като в същото време разширява пространството-времето отзад, в крайна сметка създавайки деформация балон. Това би причинило пространството-време да се каскадира от балона - корабът остава неподвижен до местната зона, докато основата преминава към ново местоназначение при свръхлюминална прогресия.

В края на 20-и век мексиканският учен Мигел Алкубиер доказа, че основата на задвижването всъщност е в съответствие със законите, управляващи Вселената. Мотивиран от своето очарование с революционния сюжет на Джийн Роденбъри, звезден кораб на Алкубиер дизайн - известен като Alcubierre drive - вози "вълна" от пространство-време, подобно на сърфист, който вози вълна на океан.

Въпреки доказателството на Алкубиер и факта, че в сегашното ни разбиране за теоретично няма нищо физика, която забранява разработването на деформация, идеята като цяло все още е в сферата на спекулации. Нашата съвременна технология все още не е налице и въпреки че хората работят по начините за постигане на този мащабен подвиг на космическите пътувания, има много проблеми, които все още трябва да бъдат решени.

Създаването и движението на основен балон налага пространството пред него да се унищожи, докато пространството отзад трябва бързо да се разраства. Това унищожено пространство е това, което се нарича отрицателна маса или отрицателна енергия, силно теоретичен тип материя, която все още не е „намерена“.

С казаното три теории ни приближиха до реалността на отрицателната маса. Например, ефектът Казимир определя настройка, при която две успоредни огледала са разположени във вакуум. Когато те се преместят изключително близо един до друг, изглежда, че енергията между тях е по-ниска от енергията около тях, като по този начин се създава отрицателна енергия, дори и само в незначителни количества.

През 2016 г. учени от LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) доказаха, че пространството-времето може да "деформира" и да се огъва при наличието на огромни гравитационни полета.

А от 2018 г. учени от университета в Рочестър използваха лазери, за да демонстрират друга възможност за създаване на отрицателна маса.

Въпреки че тези открития приближават човечеството по-близо до функциониращ основен механизъм, тези минутни количества отрицателна маса са далеч от величина на отрицателната плътност на енергията, която би била необходима за пътуване 200 пъти FTL (скоростта, необходима за достигане до най-близката звезда в разумно количество от време).

С дизайна на Алкубиер през 1994 г., както и други, изглежда, че самото количество енергия, необходимо за създаване на необходимото разширяване и свиване на пространство-време би надвишило изхода на слънцето през неговите 10 милиарда години продължителност на живота. По-нататъшните проучвания обаче успяха да намалят количеството отрицателна енергия, необходима на енергията на планетата с газови гиганти, която, макар и подобрение, все още е предизвикателство.

Една теория за решаване на това препятствие е да се извлече огромното количество енергия, създадено от материя-антиматерия унищожения - експлозии на едни и същи частици с противоположни заряди - и ги използвайте в „ядрото на основата“ на кораба.

Дори ако учените успеят да огънат пространството-времето около даден космически кораб, това би довело само до повече въпроси относно космическото пътуване.

Учените теоретизират, че наред с междузвездното пътуване, основен балон потенциално би събирал голям брой частици, които биха могли да причинят масивни експлозии при пристигането си. Други възможни проблеми, свързани с това, са въпросът как да се ориентирате в целия дебел балон и въпросът как пътешествениците ще общуват със Земята.

Технически, ние все още сме много далеч от основата и междузвездното пътуване, но с напредването на технологиите и стремеж към иновации отговорите са по-близки от всякога. Хора като Елон Мъск и Джеф Безос, които се стремят да ни превърнат в космическа цивилизация, са стимулите, необходими за разбиването на кода на деформацията. За първи път от десетилетия се наблюдава вълнение от рок-н-рол от космическия полет и този вид ентусиазъм е още едно съществено парче в стремежа да изследва Вселената.