Алькубьерре "варп" двигатель и гравитация/орбитальные соображения

Здесь есть несколько вопросов по приводу Алькубьерре, так что я задам этот и посмотрю, что получится.

В настоящее время наши космические аппараты, как пилотируемые, так и беспилотные, находятся во власти Кеплера и Ньютона. У нас есть некоторый контроль над тем, в каком направлении мы указываем и как быстро мы движемся, но наше движение в пространстве управляется вращением рогатки вокруг Земли, Солнца и других планет и лун, что позволяет нам набирать, терять или поддерживать нашу скорость. намного эффективнее, чем могла бы любая ракета. Мы не можем себе представить ни источника энергии, ни реактивного двигателя, которые были бы достаточно мощными или долговечными, чтобы позволить нам игнорировать орбитальное движение и просто толкать нас против Солнца и любых других близлежащих гравитационных колодцев, чтобы выбрать относительно прямолинейный путь в любом месте нашей планеты. район.

Редактирование на основе комментария Deer Hunter...

Давайте теперь представим достаточно мощную систему привода, чтобы нам больше не нужно было использовать гравитационную рогатку в качестве основного средства движения за пределами НОО. Двигатель Алькубьерре в настоящее время является наиболее вероятной технологией будущего, но мы можем представить практически любую систему привода, которая позволит нам не только легко «выиграть» прямолинейное притяжение чего-либо в Солнечной системе, но и будет достаточно эффективна, чтобы такое перетягивание каната это капля в море для запаса топлива корабля оснащенного таким приводом. Такая двигательная система, даже если бы она была субсветовой, была бы воротами в Солнечную систему (даже полусветовая скорость, непрактичная для межзвездных путешествий, сделала бы посадку на Марс и возвращение обратно одним днем).

Вот вопрос; Учитывая систему привода, основанную на Алькубьерре или иную, достаточно мощную, чтобы мы больше не зависели от навигационных маневров, основанных на гравитации, какую роль по-прежнему будет играть гравитация в нашей навигации и маневрировании? Очевидно, что там, где гравитация помогает нам, например, при падении на Солнце, чтобы пересечь систему, мы могли бы позволить ей, и на самом деле нет «стоять на месте» (хотя даже это могло бы быть возможно с такой системой привода, в зависимости от вашего определения). «все еще»), но, учитывая, что у нас была бы возможность двигаться намного быстрее, чем гравитация могла бы тянуть нас, я полагаю, что гравитация была бы скорее помехой, чем помощью; мы просто скорректируем курс, чтобы учесть влияние гравитационных колодцев, когда мы пролетаем мимо них, так же, как мы делаем это в настоящее время в самолетах, чтобы учесть ветер.

Итак, будет ли гравитация действительно иметь какое-либо значение в эпоху космических путешествий после реакции на реактивные двигатели? Или это, как ветер в самолете, просто нужно исправить?

Кит, пожалуйста, помни, что на данный момент приводов Алькубьерре нет. Пустые спекуляции без каких-либо чертежей — это не то, для чего нужен SEx.SE — я полагаю, что SciFi может быть для этого подходящим местом. Примечание. Я голосую за закрытие как слишком широкое. Пожалуйста, не стесняйтесь редактировать сообщение.
... За исключением, конечно, дисков Алькубьерре в Sci-Fi; они называются варп-двигателями, и вселенная «Звездного пути» полна ими, наряду со здоровой дозой «мы не хотим иметь дело с реальной физикой, так что просто помашите рукой». Ответ будет основан на полученном телевидении, в котором слово «орбита» упоминается вскользь. Рассматриваемая система привода не обязательно должна искривлять пространство-время; мы могли бы выдвинуть гипотезу на основе любой суперракеты. Вопрос стоит; Какую роль будет играть гравитация в навигации и маневрировании, когда технологии перестанут зависеть от гравитации при перемещении?
Двигатели Алькубьерре не совсем научная фантастика, но (и я ненавижу это говорить...), этот вопрос может быть лучшим вопросом для физики, чем здесь. Пока это очень в теоретической сфере.
"толкать, против Солнца и любых других близлежащих гравитационных колодцев", такого толкания нет вообще. Это все действие-реакция.
Если бы образовался варп-пузырь, а это, скорее всего, единственный способ двигаться со скоростью, превышающей скорость света, он уничтожил бы все вокруг своей гравитационной силой. По сути, это разрушило бы Солнечную систему еще до того, как вы начали двигаться.

Ответы (2)

Давайте на время отложим в сторону искажение поля и т. д. и рассмотрим гипотетическую сверхмощную двигательную установку, которая не оказывает существенного влияния на пространство-время за пределами непосредственной области самого корабля. Допустим также, что ваш корабль может (каким-то образом) нейтрализовать эффекты чрезвычайно высокого ускорения. Даже с этой совершенной волшебной пулей ваши траектории все равно будут следовать коническим сечениям. Ньютон и Кеплер все еще применяются, просто скорректированные релятивистскими уравнениями на более высоких скоростях.

Независимо от того, как быстро вы движетесь, если вы находитесь на субсветовом уровне, ваш путь по-прежнему представляет собой кривую, очерченную гравитационным колодцем. Кеплер и Ньютон просто дают вам способ составить карту вашего путешествия. Досветовая сверхвысокая скорость не нарушит математику, но как только вы доберетесь до значительного процента скорости света, нельзя будет игнорировать релятивистские эффекты.

Двигатель Алькубьерре требует, чтобы экзотическая материя сжимала позади себя пространство-время. Сжатие пространства-времени спереди требует равного количества положительной энергии/материи. Отрицательная потребность в массе/энергии, предложенная Рамоном и Фордом , составляет около -10E64 кг. Столько же (1064 кг) требуется на переднюю часть. Теперь давайте проанализируем эту массу:

Масса Солнца = 1,989E30 кг = 1 масса Солнца. Масса сверхмассивной черной дыры = миллиард солнечных масс ~ 1,0E40 кг, что в 1,0E24 раза меньше, чем у SMB.

А теперь представьте искривление пространства-времени, созданное таким количеством массы. Мы создаем такой большой варп, чтобы достичь сверхсветовых путешествий, что и является целью нашего двигателя Алькубьерре. Вы можете прочитать больше здесь

Ваш вопрос:

Учитывая систему привода, основанную на Алькубьерре или иную, достаточно мощную, чтобы мы больше не зависели от навигационных маневров, основанных на гравитации, какую роль по-прежнему будет играть гравитация в нашей навигации и маневрировании?

В настоящее время привод Алькубьерре является единственным реализуемым подходом к сверхсветовой скорости, который является достаточно мощным. Полезность и правильность других теорий еще предстоит определить. Таким образом, любой корабль, использующий эту систему привода, должен получить область пространства между источником и пунктом назначения, чтобы влияние варпа было нулевым. В противном случае преобладающее искривление корабля относительно других масс притянет окружающее вещество к варп-пузырю. Итак, да, Гравитация/Материя по-прежнему будут иметь значение, но не так, как в случае с Гравитационными рогатками.

«...Гравитация/Материя по-прежнему будут иметь значение, но не в той мере, в какой это имело значение...» Это предложение имело для меня огромное значение.