Что увидит внешний наблюдатель, если он пройдет мимо корабля-двигателя Алькубьер?

Мой ответ на вопрос: существует ли научно обоснованная система перемещения космического корабля со скоростью, превышающей скорость света? участвовал звездолет с двигателем Алькубьерре .

Однако тогда это заставило меня задуматься. Что увидит внешний наблюдатель, пройдя мимо такого корабля? Когда он не работает, наблюдатель увидит просто неподвижный корабль, но как насчет того, чтобы он работал и двигался со скоростью, превышающей скорость света? Будет ли какое-либо красное или синее смещение? Будет ли искажение изображения, и если да, то как? Будет ли видно поле привода? Будет ли это выглядеть так, будто оно движется вперед, или, поскольку оно движется быстрее света относительно наблюдателя, будет ли оно выглядеть так, как будто оно движется назад? Можете ли вы описать, что вы увидите с момента, когда оно станет видимым, до момента, когда оно исчезнет вдали, и как это соотносится с фактическим направлением его движения?

Не обращайте внимания на тот факт, что наблюдатель-человек, вероятно, не успеет что-либо увидеть, поскольку это пройдет слишком быстро, чтобы увидеть, предположим, что это теоретически идеальный наблюдатель.

По моему мнению, для нормального функционирования двигателя Алькубьерра кораблю еще нужно фактически двигаться через сжатое пространство. Просто диск искажает пространство вокруг себя, создавая пузырь пространства, который короче остального пространства.
На самом деле нет, двигатель Алькубьерре после активации эффективно перемещает объем пространства, в котором находится корабль. Кораблю нет необходимости применять какую-либо другую тягу.
Это... не имеет большого смысла. Но мне не хочется заниматься математикой, так что да.
Об этом много материала на vis.uni-stuttgart.de/~muelleta/Warp .
Просто WAG, следовательно, не ответ: точно так же, как точка лазерного указателя на Луне, кажется, перемещает FTL, корабль в сверхсветовом варпе будет длинной полосой света.
@celtschk, вы должны сделать свой комментарий ответом.
Что-то вроде тартанового узора, я полагаю?

Ответы (8)

Это довольно стандартная задача специальной теории относительности.

Чтобы не вдаваться в эту математику, вам нужно учитывать отдельные фотоны, исходящие из разных точек корабля, движущиеся точно со скоростью света к наблюдателю. Особая осторожность в тот момент, когда фотон перепрыгивает границу пузыря двигателя Алькубьерре.

Поскольку на длину волны (или частоту) влияет относительная скорость излучателя и наблюдателя, мы должны начать думать, что здесь имеет место стандартный эффект Доплера, с красноватым светом для удаляющегося космического корабля и голубоватым для приближающегося, но это не так. Корабль в пузыре двигателя Алькубьерре не движется, движется сам пузырь, поэтому длина волны не меняется.

Интересно, как фотоны пересекают пузырь. Я думаю об этом как об очень сильном преломлении, вызванном не каким-либо материалом, а мерой сжатия или расширения пространства-времени.

Там два эффекта: один — это фотоны, приходящие с разных расстояний (стандартный эффект, который заставляет вас видеть как полную сторону куба, перпендикулярную вам, так и его переднюю часть на той же стороне), и другой, вызванный преломлением, при котором фотоны «Направление меняется.

Подводя итог, можно сказать, что вы видите очень сильно искаженное изображение в истинном цвете.

Красное смещение/Синее смещение — это не допплер, и его не должно быть.

Полоса света, уходящая от вас в двух направлениях.

Не было бы доплеровского сдвига, но с более современными интерпретациями, для достижения которых требуется меньше энергии, чем вселенная, пузырь больше внутри, чем снаружи. Все внутри выглядело бы очень маленьким для внешнего наблюдателя.

Вы, конечно, увидите, как свет уходит от него после того, как он прошел мимо, но также будет казаться, что он движется назад по пути, по которому пришел, потому что на пути к вам он опережает собственный свет.

Согласовано. Так Тахион мог бы показаться стороннему наблюдателю.
"Он больше внутри!" это стоило бы +1, даже если все остальное, что вы сказали, было неправильным.

Двигатель Алькубьерре, по сути, создает черную дыру, похожую на сжатие пространства-времени перед кораблем, белую дыру, похожую на расширение позади него, и нейтральную во времени область в кольце вокруг него. Таким образом, в зависимости от угла падения света будут происходить разные вещи.

Область за кораблем будет изгибаться наружу для всего приближающегося к ней света, но не обязательно содержит энергию для излучения; так что может быть не все так радужно. На низких скоростях отрицательная масса будет выглядеть как белая полупрозрачная пластиковая капля, но по мере усиления поля она будет действовать более непрозрачно и создавать менее рассеянное отражение, делая ее более зеркальной. В случае сверхсветовой скорости движение быстрее скорости света означает, что ни один свет не может догнать сзади, чтобы отразиться от него, а свет, который он обгоняет, не сможет быть отброшен быстрее, чем в него попали. Это означает, что свет будет излучаться конусом из заднего поля, следуя схеме, аналогичной звуковому удару.

Свет может двигаться через кольцо нормального пространства вокруг вашего корабля, но весь он будет сметен полем белой дыры, а это означает, что вы вообще не сможете увидеть форму своего корабля.

Положительная масса перед вашим кораблем поглотит весь свет; так что смотреть там нечего.

Все эти факторы в совокупности означают, что вы будете выглядеть только как плоский диск света, исходящий из вашего заднего поля отрицательной массы.

Однако свет, излучаемый, когда вы приближаетесь к цели по мере приближения к ней, будет отображаться первым, а затем свет, излучаемый ранее. Это означает, что вы увидите «люминесцентный бум» в обратном порядке. Вы также можете увидеть, как кольцо света схлопывается быстрее света, если вы путешествуете между 1c и 2c. Это просто оптическая иллюзия, вызванная тем, что свет догоняет вас примерно в одно и то же время. Чем быстрее вы двигаетесь, тем медленнее будет казаться, что кольцо взрывается, и тем тусклее будет свет.

Последний вопрос — цвет. Несмотря на многие ответы о том, что красного смещения не будет, это просто неправда. Красное смещение вызвано тем, что волны света исходят из областей пространства, которые со временем меняются относительно вашего положения. Как происходит это изменение, не имеет значения, поскольку весь свет, покидающий ваш варп-пузырь, будет двигаться со скоростью 1с. По мере того, как корабль ускоряется к вам, приближаясь к скорости света, вы увидите его синее смещение. Когда он достигнет 1c, все световые волны будут на мгновение сжаты в сверхплотный гамма-всплеск, но что круто, так это то, что как только варп-корабль превысит 1c, он фактически сместится в красную сторону, даже двигаясь к наблюдателю, потому что волны будут инвертированы. и вы и увидите синее смещение только под определенными углами, где относительный угол корабля к наблюдателю создает относительную скорость сближения между 0c и 1c

сверхсветовое красное смещение

И последняя деталь, о которой следует помнить: к тому времени, когда вы начинаете видеть этот световой взрыв, корабль уже либо достиг вас, либо прошел мимо вас; Итак, стоит отметить еще одно явление: как выглядит сверхсветовой корабль, выходящий из варпа прямо рядом с вами?

Помните черную дыру перед вашим кораблем? Весь свет и материя, которые он всосал во время пути, высвободятся, когда вы выйдете из варпа. Предположим, требуется время, чтобы замедлить варп-корабль, когда вы опускаете поле варпа. Это означает, что за несколько мгновений до прибытия корабля вы увидите, как из ниоткуда появляется очень смещенная голубая световая сфера, поскольку черная дыра перестает быть достаточно сильной, чтобы удерживать весь ее свет. Будет казаться, что он движется быстрее скорости света, но это иллюзия, как только вы это увидите, это будет означать, что корабль движется со скоростью менее 1с. Вы также увидите, как из него начинает расширяться световое кольцо. Это световое кольцо, о котором я говорил ранее, поскольку оно появляется менее чем на 1c. По мере того, как корабль замедляется, синее смещение начинает исчезать. и световое кольцо начнет менять направление и смещаться в красную сторону по мере того, как явление перевернутой волны начнет догонять вас, как обсуждалось ранее. Когда корабль прибудет, вы продолжите видеть неподвижное кольцо света, исчезающее вдали позади него.

Я бы сказал, как сторонний наблюдатель за варп-полем, когда оно проходит, корабль кажется очень, очень длинным, растянувшимся по всему «сжатому» пространству. Если одну милю сжать до 30 футов, 30-футовый корабль будет казаться длиной в милю, поскольку он действительно будет охватывать всю эту милю одновременно.

Я отредактировал свой вопрос, включив в него вопросы о деталях ответа, который я ищу. Вы рассмотрели искажение изображения, но как насчет спектрального сдвига или видимости поля привода? Будет ли это выглядеть так, как если бы он двигался вперед или назад?
Примечание: пространство, в котором находится корабль, не сжато. Пространство перед кораблем сжимается, а сзади расширяется.

Я думаю, что сначала он появится в ближайшей точке (или точках, если путь путешествия не прямой, а кривой) к наблюдателю (поскольку отраженный свет должен прийти сначала из этого места), а затем изображение (или изображения) должно разделиться на два изображения, путешествующие вперед и назад по пути следования в самые дальние места пути следования. Некоторые изображения, если траектория движения кривая, могут сливаться на дальнейших «пиках кривой траектории», а затем исчезать.

Если траектория движения кривая, изображения кораблей могут появляться одно за другим (может показаться, что их больше, минимум два в случае линейного, а не кривого пути), в зависимости от расстояния от «вершины кривой» до наблюдателя. .

Но это все равно будет происходить со скоростью света, поэтому я предполагаю, что это будет всего лишь некоторое мерцание, если оно вообще будет. И после этого должен появиться звук (если не в космосе).

От этого мерцания могут распространяться выбросы двигателя. Но изначально они будут иметь скорость корабля и через некоторое время замедляться.

Если только корабль не в космосе. Вы не услышите корабль, но, возможно, мятлик (как в Firefly).
да, спасибо, я обновил ответ :)
Хммм....если бы не в космосе, путешествие на такой скорости в атмосфере было бы неотличимо от удара о кирпичную стену, или от эпицентра ядерного взрыва.
@pojo-guy Да, это было бы похоже на попадание в поток пуль из антиматерии.

Если вы можете ясно видеть сквозь горизонт событий пузыря привода, то это основной вопрос релятивизма; ответ корабль появляется в точке наибольшего сближения, а затем удаляется оттуда в обоих направлениях с большой скоростью узлов, это для прямого транзита, что, скорее всего, связано с проблемами поворота на таких скоростях.

Теперь может случиться так, что горизонт событий непрозрачен или каким-то образом сильно искажается, в этом случае вы все равно видите, как объект появляется в точке наибольшего сближения и исчезает в двух направлениях, но теперь этот объект не корабль, а пузырь вокруг него. который может быть виден или не виден даже в упор и может иметь любой вообразимый вид, если он виден.

Я не уверен, почему, но я считаю, что любая сверхсветовая технология, независимо от методов, выглядела бы как небольшой всплеск гамма-излучения, «проходя» мимо стороннего наблюдателя. Причина в том, что космос не является идеальным вакуумом. Выделяются рассеянные газы и пыль. Alq Drive создает свою крошечную вселенную. Поскольку пространство искажается/сжимается, сжимается, вещество, захваченное границей, эффективно разгоняется до сверхсветовых скоростей, так как смазывается пограничным слоем Alq. Водить машину. Поскольку ничто не может двигаться быстрее света в той же системе отсчета, газ и пыль становятся гамма-излучением. С алк. Привод нам нужно быть удобным с концепцией реализованной скорости. Записывается как V^r . Где «r» кратно скорости света, «v». V^1 — скорость света в вакууме. V^2 вдвое больше скорости света и так далее.

Я не уверен, что понял ваше обозначение: v ^ 2 или в 2 , повсеместно используется для обозначения в в , нет 2 в

Вообще ничего.

Во-первых, скорость, с которой движется пузырь Алькубьерре, такова, что он не будет находиться в поле зрения достаточно долго, чтобы увидеть его. Чтобы увидеть объект, требуется около 10-й доли секунды. Даже если бы вы могли видеть объект с расстояния 1000 миль, когда он пролетал со скоростью 182k (при условии, что со скоростью света, а не быстрее) миль в секунду, он будет находиться в пределах вашего диапазона менее 1 сотой секунды. Недостаточно долго, чтобы ваш мозг осознал, что объект вообще там был.

Во-вторых, двигатель Алькубьерре работает, выводя корабль из нормального пространства-времени, что означает, что с точки зрения остальной вселенной корабль больше не существует в нормальной реальности. Так что нечего видеть, даже если бы у вас была способность обнаруживать и что-то, движущееся с такой скоростью.

обратите внимание на последнюю строку моего вопроса, чтобы игнорировать тот факт, что наблюдатель-человек, вероятно, не успеет что-либо увидеть, поскольку это пройдет слишком быстро, чтобы увидеть, предположим, теоретически идеальный наблюдатель. Я с самого начала знал о вашем первом замечании, отсюда и эта строчка. Что касается второго пункта, движущийся варп-пузырь не будет вызывать видимых искажений, даже если корабль внутри не будет виден?
@MontyWild - Весь смысл Alcubierre в том, чтобы позволить кораблю не проходить через огромную область космоса между двумя точками. Вместо этого он входит в пузырь в одной точке пространства-времени и выходит в другой точке пространства-времени. Так что нет, они не увидят его, потому что он никогда не проходит.
Мое понимание двигателя Алькубьерре состоит в том, что корабль и окружающее его пространство перемещаются через пространство между пунктом отправления и пунктом назначения с помощью варп-пузыря, в то время как сам корабль не движется. Я не уверен, что варп-пузырь не столько выводит корабль из нормального пространства-времени, сколько искажает пространство-время примерно так же, как массивный объект спереди, и аналогичным, но негативным образом сзади.
@MontyWild - Пожалуйста, поймите, что у кого-то в будущем может (и, вероятно, будет) очень похожий вопрос. Но это не предполагает идеального наблюдателя. Этот ответ поможет объяснить им, когда их вопрос будет закрыт как дубликат этого.
Пузырь также ограничен скоростью движения света. Но теория, представленная Алькубейром, заключалась в том, что вам не обязательно нужно было бы двигаться, если бы вы могли использовать этот пузырь, чтобы соединить 2 точки в пространстве-времени через область вне пространства-времени.
@MontyWild - вы можете задать вопрос о том, как теоретически предполагается, что диск alcubierre работает на Space SE.