Быстрее света

Быстрее света

 
   Примечание: Работа в процессе написания.
 
Сверхсветовое движение в научной фантастике

   Сверхсветовое движение тел, обладающих положительной массой покоя запрещено СТО (специальной теорией относительности). Главным образом, в фантастических произведениях и фильмах, сверх- или околосветовое движение, связано с передвижением в пространстве космического транспортного средства, либо с передачей сигналов (информации).
 
   Гипотетические частицы, обладающие отрицательной или мнимой массе покоя, такие как тахион, могут двигаться со сверхсветовыми скоростями. А также предполагается возможность изменения геометрии пространства, которое позволит перемещаться со сверхсветовой скоростью. Тема сверхсветового движения очень популярна в фантастической литературе.
 
   Можно выделить два типа сверхсветового движения в научной фантастике:
   классический тип перемещения, но на скоростях больших скорости света
   мгновенное перемещение на большие расстояния (телепортация)
 
   В некоторых произведениях авторы объясняют более или менее подробно принципы сверхскоростного движения, в некоторых же просто указывается как факт.
 
   Можно выделить несколько общих принципов:
  -- движение в подпространстве
  -- движение в обычном пространстве
 
Подпространство

 
   Описание данного способа перемещения основано на допущении, что параллельно нашему пространству существует другое, где снято ограничение на скорость или пространство имеет сильно искривлённую геометрию. Вход в подпространство возможен при создании соответствующих условий, часто требует много энергии.
 
   Ефремов в книге "Час быка" описывал существование параллельных измерений и возможность мгновенных прыжков между ними (прыжки через подпространство).
 
   Аналог подпространства в современной реальности -- авиаперелёты: экономят время, требуется авиалайнер, сложное оборудование, чаще всего передвижение возможно только из аэропорта в аэропорт.
 
   Братья Стругацкие описывают в мире будущего (в цикле произведений про "Мир Полудня") систему т.н. "нуль-кабин", осуществляющих "нуль-транспортировку" - человек входит в кабину, похожую на телефонную будку, набирает номер кабины куда хочет попасть, и мгновенно оказывается в такой же кабине с соответствующим номером.
 
Аннигиляторы пространства

 
   В фантастическом романе Сергея Снегова "Люди как боги" описываются устройства, позволяющие перемещаться со скоростью, в тысячи раз превышающей скорость света. Для этого применяются аннигиляторы Танева. Они основаны на эффекте превращения пространства в массу, так называемом "эффекте Танева". Аннигиляторы уничтожают пространство перед звездолетом, то есть сокращают расстояние между двумя точками в этом пространстве. Причем это происходит не за счет перемещения самого звездолета, а за счет "вырезания" пространства перед ним.
   Для работы аннигиляторов применяется некое "активное вещество". После работы этих двигателей, после уничтожения пространства, за звездолетом образуется пылевое облако, то есть вещество, созданное самим звездолетом.
 
   Также аннигиляторы Танева способны работать в обратном режиме -- производить пространство, затрачивая вещество (в том числе расположенное вне корабля). Таким образом, например, несколько кораблей враждебной расы были уничтожены, а составлявшая их материя была преобразована в пространство, увеличив при этом расстояние от корабля землян до противника.
 
   Максимальная скорость, которую в романе достигли корабли с установленными аннигиляторами, составляет 7000 скоростей света.
 
   Для измерения скорости движения звездолетов применялись параллаксометры.
 
Частные предположения

 
   "Частные предположения" -- фантастический рассказ Аркадия и Бориса Стругацких 1959 года. Рассказ был задуман в середине 1958 г. Б. Н. Стругацким под впечатлением от монографии академика В. А. Фока "Теория пространства, времени и тяготения". В параграфе "О парадоксе часов" содержался расчёт, из которого следовало, что при длительном космическом полете в условиях равноускоренного движения никакого отставания часов, характерного для знаменитого "парадокса близнецов", не происходит. Более того, получается опережение. Параграф при этом заканчивался словами: "Не следует, впрочем, забывать, что формула ... не является общей, а выведена в довольно частных предположениях относительно характера движения.

Кротовая нора

Общая теория относительности (ОТО) допускает существование таких туннелей (wormhole), хотя для существования проходимой кротовой норы необходимо, чтобы она была заполнена экзотической материей с отрицательной плотностью энергии, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы. Решения типа кротовых нор возникают в различных вариантах квантовой гравитации, хотя до полного исследования вопроса ещё очень далеко.

Область вблизи самого узкого участка кротовины называется «горловиной». Кротовые норы делятся на «внутримировые» (англ. intra-universe) и «межмировые» (англ. inter-universe), в зависимости от того, можно ли соединить её входы кривой, не пересекающей горловину.

Различают также проходимые (англ. traversable) и непроходимые кротовины. К последним относятся те туннели, которые коллапсируют слишком быстро для того, чтобы наблюдатель или сигнал (имеющие скорость не выше световой) успели добраться от одного входа до другого. Классический пример непроходимой кротовины — мост Эйнштейна — Розена в максимально расширенном пространстве Шварцшильда, а проходимой — кротовины Морриса — Торна.

Проходимая внутримировая кротовая нора даёт гипотетическую возможность путешествий во времени, если, например, один из её входов движется относительно другого, или если он находится в сильном гравитационном поле, где течение времени замедляется. Также кротовые норы гипотетически могут создавать возможность для межзвёздных путешествий и в этом качестве кротовины нередко встречаются в научной фантастике.
 
Быстрее света: специальный проект НАСА

 
   Задумку, активно разрабатываемую сегодня учеными из НАСА, изобрел физик Мигель Алкьюбьерре. Еще в мае 1994 года он представил свою статью "Движение, искажающее пространство: сверхбыстрое движение в рамках теории относительности", в которой и изложил свое решение.
 
   С точки зрения Алкьюбьерре, космический корабль может двигаться со сколь угодно большой скоростью, если исказить пространство вокруг него. Расширяя пространство-время позади корабля и сужая его перед кораблем, можно достичь такой огромной скорости, которую человеческий взгляд просто не уловит. Именно это в недавнем прошлом и предлагали писатели-фантасты - деформацию пространства.
 
   Размещая объект между двумя областями пространства-времени - расширяющейся и сужающейся, Алкьюбьерре предлагал создать своеобразный пространственный пузырь, в котором и возможно перемещение со скоростью, превышающей скорость света.
 
   С точки зрения физика из НАСА Гарольда Уайта, энергетические проблемы могут быть решены за счет перенастройки геометрии пространственного пузыря в диск.
 
   Уайт поделился своей идеей с ученым миром на общественном симпозиуме по космическим вопросам летом 2012 года. По его словам, если проектировщики скорректируют форму кольца, окружающего объект, сделав его более широким и извилистым, то мы сможем отправить в гиперпространство объект, близкий по размерам к зонду "Вояжер 1" от НАСА.
 
Варп-двигатель (англ. Warp drive, двигатель искривления) — гипотетическая технология, которая согласно гипотезе позволит кораблю, оснащённому таким двигателем, преодолевать межзвёздные расстояния со скоростями, превышающими скорость света. Это возможно, как ожидают некоторые физики, благодаря генерации специального поля искривления — варп-поля, — которое, окутывая судно, искажает пространственно-временной континуум, перемещая его. Двигатель искривления не будет разгонять физическое тело быстрее скорости света в обычном пространстве, но использует свойства пространства-времени для перемещения быстрее, нежели это происходит с плоской электромагнитной волной (светом) в вакууме.

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства впереди и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разбухает» позади судна. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным: перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. Например, вымышленный варп-двигатель в Звездном пути работает именно так.

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным: перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. (В целом это совпадает с ожидаемой картиной работы возможного реального варп-двигателя.)

Максимальная скорость Энтерпрайза-D — 9,8 варп, что приблизительно равно 9000 скоростей света (на основании данных из 6 серии 1 сезона). Скорость в 1 варп равняется скорости света и растет экспоненциально. За день корабль на максимальной скорости способен преодолеть 24 световых года.

Продолжение следует ...

Читать дальше:
http://www.proza.ru/2015/04/06/843 Будущее человечества