Політ у космосі швидше за швидкість світла: чому варп-двигун може порушувати правила

Швидкість світла у вакуумі, а це 300 000 км/с, є межею швидкості для руху всього у Всесвіті. Жоден об'єкт не може її перевершити. Якщо спробувати прискорюватися, щоб досягти швидкості світла або ж подолати її, необхідна нескінченна кількість енергії. Тому згідно з сучасними законами фізики, космічні кораблі не можуть не те що літати зі швидкістю світла, а й тим більше перевершити її. Але величезні відстані у Всесвіті за допомогою нинішніх технологій подолати неможливо, якщо не рухатися зі швидкістю світла, а краще, щоб космічний корабель летів зі ще більшою швидкістю. І тут на допомогу може прийти гіпотетичний варп-двигун, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Для того, щоб долетіти до найближчих зірок на сучасних космічних кораблях людям знадобляться сотні років. Що вже там говорити про інші галактики. Наприклад, найближча до нас велика галактика, під назвою галактика Андромеди, розташована на відстані 2,5 млн світлових років. Нагадуємо, що 1 світловий рік — це відстань, яку світло долає зі своєю швидкістю за рік. Згідно із законами фізики об'єкти, що мають масу, не можуть досягти швидкості світла і подолати її. Але області космосу можуть віддалятися одна від одної зі швидкістю, що перевищує швидкість світла під час розширення Всесвіту.

Варп-двигун — що це?

І тут потрібно згадати про те, що вже кілька десятиліть деякі фізики вважають, що така технологія, як варп-двигун, теоретично може бути створена й успішно застосована для міжзоряних польотів. Згідно з гіпотезами вчених, варп-двигун, яким оснащений космічний корабель, дає змогу подолати швидкість світла. Для цього двигун створює оболонку простору-часу у вигляді міхура навколо корабля. При цьому сам космічний корабель залишається нерухомим, а рухається зі швидкістю, вищою за швидкість світла, сама бульбашка, відносно стороннього спостерігача за межами бульбашки.

Одним із фізиків, який припустив, що варп-двигун можна створити для переміщення в космосі вище за швидкість світла, є Мігель Алькуб'єрре. Цю ідею він запропонував понад 20 років тому. За словами вченого, завдяки локальному розширенню простору-часу позаду космічного корабля і його стисненню перед кораблем, можна подолати швидкість світла. Але для створення такого викривлення простору-часу потрібна екзотична матерія.

Алькуб'єрре вважає, що, хоча деякі фізики заперечують існування екзотичної матерії, відомо, що квантова теорія поля припускає існування областей з від'ємною щільністю енергії за деяких особливих обставин. Тому наявність екзотичної матерії не обов'язково виключає можливість використання викривлення простору-часу для дуже швидких міжзоряних польотів.

Деякі фізики-теоретики вважають, що для створення варп-двигуна не обов'язкова наявність екзотичної матерії і варп-бульбашку можна створити, не виходячи за рамки відомої фізики. Але вчені визнають, що це буде неймовірно складно і необхідно буде дуже багато енергії. І навіть у цьому разі космічний корабель зможе летіти лише майже зі швидкістю світла.

Які проблеми може спричинити варп-двигун?

Деякі вчені вважають, що варп-двигунами неможливо створити, адже вони порушують закони Всесвіту. Наприклад, варп-двигун може під час руху знищити матерію. Це означає, що можна прибути в пункт призначення і виявити, що його вже не існує.

Є ще інші проблеми, що виникають через подорожі зі швидкістю, що перевищує швидкість світла, які можуть закінчитися порушенням причинно-наслідкового зв'язку. Якщо така подорож можлива, то спостерігачі в різних системах відліку почнуть розходитися в думці щодо порядку подій.

Уявіть собі космічний корабель із варп-двигуном, що наближається до вас зі швидкістю, яка вдвічі перевищує швидкість світла, з вашої точки зору. Уперше ви побачите корабель, коли він прибуде, оскільки світло з його відправної точки ще не досягло вас. Але це світло досягне вас, причому світло з найближчих до вас точок подорожі спочатку досягне вас, а потім світло, поки подорож не почалася. У результаті ви побачите, як раптово з'явиться корабель, а потім полетить від вас зі швидкістю світла.

З огляду на те, що не існує абсолютних систем відліку, які переважували б інші, це проблема, і вона поглиблюється до такої міри, що справді руйнує реальність, якщо ви залучаєте кількох спостерігачів і зв'язок зі швидкістю, що перевищує швидкість світла.

Як уже писав Фокус, 50-річна загадка Марса розкрита. Вчені з'ясували, що не так із полярним льодом на Червоній планеті. Кілька десятиліть поспіль вчені намагалися зрозуміти, чому не спостерігається рух льоду на Марсі, хоча це має відбуватися.