Является ли варп-двигатель законным направлением научных исследований?

Я читал в Интернете ряд научно-популярных статей на тему «варп-двигателя», основанных на работе, изначально проделанной Алькубьерре.

В некоторых из самых последних статей говорится, что в НАСА есть исследователи, которые нашли теоретическую основу не только для «искривления» пространства способом, описанным Алькубьерре, но и для того, чтобы оценить количество «экзотической» материи, необходимое для того, чтобы это работало. более разумно, чем первоначально предполагалось (~ 500 кг вместо ~ 1 массы Юпитера), и что проводятся лабораторные эксперименты, чтобы подтвердить все это. Кроме того, он легко позволит совершить межзвездное путешествие, скажем, на 20 световых лет всего за пару месяцев. Были сделаны некоторые заявления о том, что мы можем находиться всего в нескольких десятилетиях от настоящего космического корабля, способного совершить такое путешествие.

Мой вопрос: что действительно было сделано, доказано или опровергнуто на сегодняшний день?

Я думаю, что мой вопрос действительно состоял из двух основных частей (1) установление достоверности утверждений в отношении теоретических/экспериментальных исследований, основанных на «Метрике Алькубьерре», и, если это достоверно, (2) где эта работа падает на пути к реализуемой технологии . Я согласен, мой вопрос (ы), вероятно, больше относится к физике SE, чем здесь.
Это может быть последовательным единственным вопросом, если оставить его строго сосредоточенным на легитимности. Вопрос заключается в том, законны ли исследования в области путешествий со скоростью, превышающей скорость света (FTL). Некоторые люди используют определение «деформация» для отклонения. Сверхсветовое путешествие легко поддается определению и по определению нарушает специальную теорию относительности. Ответ состоит из двух частей: 1) метрика Алькубьерре не обязательно является сверхсветовой и 2) сверхсветовое путешествие невозможно.
Это сбивает меня с толку, потому что я думал, что ключевым моментом является то, что Алькубьер нашел «лазейку» в теории относительности, позволяющую эффективно путешествовать в сверхсветовом режиме (без ограничения скорости при расширении или сжатии пространства), и что эта теория верна, оставляя только вопросы целесообразности реализации.
См. также этот недавний вопрос Скептиков: Изобрел ли 19-летний египтянин новую космическую двигательную установку? .
Привод Алькубьерре требует отрицательной массы. Пока нет оснований полагать, что материя с отрицательной массой существует. 500 кг вещей, которых не существует, не более разумны, чем масса 1 юпитера вещей, которых не существует.
Кажется, сейчас мы делаем phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html

Ответы (4)

Если вы читаете много интернет-форумов, таких как Reddit и Quora, и даже этот в некоторой (но меньшей) степени, вы заметите много скептицизма по поводу возможного функционирования диска Alcubierre. Тем не менее, большинство научных работ и других источников, которые я смог найти, как правило, менее скептичны, почему это так? Трудно сказать, может быть, люди за пределами официальной академии стараются больше скептически относиться к некоторым спорным вопросам.

Тем не менее, это зависит. Да, двигатель Алькубьерре — это разумный способ, в соответствии с действующими законами физики, объяснить действительный способ передвижения со скоростью, превышающей скорость света, и единственный способ (если только не будут обнаружены червоточины) «сломать» скорость света. Однако, и это немаловажно, то, что делает AD невозможной или неправдоподобной для нашей современной цивилизации, заключается в том, как заставить ее работать. Для этого нам понадобилась бы либо экзотическая материя с отрицательной массой (которая пока гипотетическая), либо каким-то образом обузданный эффект Казимира, вызывающий отрицательную массу. Обе вещи не являются невозможными, но мы пока не знаем, как это сделать. Так что, может быть, завтра кто-то найдет дорогу, а может быть, никогда.

Итак, если, например, вы работаете над научно-фантастической книгой и хотите, чтобы она была жесткой научной фантастикой, «жесткий» способ сделать сверхсветовой сверхсвет — это использовать AD, но для многих людей даже в этом случае это уже не так. «жесткая» научная фантастика (но это отчасти субъективно).

Спасибо за упоминание угла эффекта Казимира. Я видел, как Alcubierre FTL отклонили, потому что он «требует экзотической материи»; эта зависимость кажется основным объектом скептицизма. Поскольку, как вы указали, эффект Казимира заменяет эту зависимость от экзотической материи, вопрос (и мой настоящий вопрос) заключается в том, запрещена ли FTL известной физикой или это вопрос «как это сделать». Это не вопрос миростроительства, просто вопрос сохранения рациональной точки зрения и не поддаваться ни чрезмерному оптимизму, ни пренебрежительному скептицизму.
Что ж, как упоминает другой пользователь, даже без сверхсветовой скорости привод Алькубьерре был бы невероятным прорывом в технологии и позволил бы легко исследовать солнечную систему и колонизировать ее (кстати, это редко используется в научной фантастике), и даже больше, ближняя звездная система была бы досягаемости за всю человеческую жизнь (на это потребуются десятилетия, за исключением случаев, подобных Альфе Центавра и Барнарда, при условии, что мы выясним некоторые важные практические аспекты, такие как работа со взрывом в пункте назначения, навигация и как «отключить» эффект, чтобы замедлить ускорение), поэтому исследования в области полного привода по-прежнему очень важны.
Возможна ли сверхвысокая скорость, ну, четкий ответ на наш момент в научных знаниях - нет, технически говоря, AWD не перемещается со сверхсветовой скоростью (это просто вызывает иллюзию) в том смысле, что если когда-либо возможно сделать это на практике, это возможно, а не только за счет эффекта Казимира, некоторые ученые также считают, что можно использовать тороидальную отрицательную плотность энергии). Конечно, если такие практические аспекты будут решены и это окажется возможным, новые элементы, такие как акаузальность, должны будут быть переоценены.
Хорошие новости и обновление: по-видимому, ученые смогли создать отрицательную массу ( phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html ), что сделало AD гораздо более осуществимым в реальности. Я имею в виду, что он все еще далек от создания (механика того, как заставить его работать, все еще отсутствует), но тот факт, что отрицательная масса действительно существует и может быть создана, является важным прорывом, поскольку это было единственное, что делало ее «гипотетической». ".

Оригинальный ответ

Учитывая математику Алькубьерре и расчеты Уайта, это жизнеспособное направление исследований.

Независимо от того, практично ли это, как сверхсветовая скорость, и учитывая ожидаемую максимальную видимую скорость, примерно в 10 раз превышающую скорость света (белый), и что математика говорит, что это должно быть возможно сделать, попытка реализовать серию прототипов должна быть огромной пользы. Даже если диск не работает, тестирование диска даст интересные результаты.

Поэтому исследования уравнений варп-двигателя Алькубьерре в практическом (а не в теоретическом) режиме имеют научное значение.

Также обратите внимание: любой измеренный эффект, даже если он отличается от прогнозируемого, приведет к улучшению теории.

Кроме того, НАСА разрешает Уайту провести практический эксперимент.

Обратите внимание, что варп-двигатель, даже если он не допускает сверхсветовой скорости (или, как отмечает теория Алькубьерре, видимого сверхсветового движения за счет STL-движения корабля в пределах STL-движения пространства, через которое движется корабль), версия STL все равно значительно уменьшит перемещение. раз. Двигатель с температурой 0,01 градуса по Цельсию позволяет добраться до Марса всего за несколько часов. На самом дальнем расстоянии Марс находится примерно в 18 световых минутах; 1800 минут в пути — это 30 часов — даже не 2 дня.

Обратите внимание, что с точки зрения логистики и здоровья, примерно 60-90-дневная миссия (туда и обратно) является пределом. Уайт намекнул, что он ожидает, что 10 C будет практичным - это ставит Альфу Центавра, дом ближайшей обнаруженной внесолнечной планеты, в 156 дней пути. Таким образом, для практических целей двигатель 10 C не является межзвездным. При кажущейся скорости 40 C система Альфа Центавра становится достаточно практичной. Это означает, что, если кажущиеся скорости выше, чем у проработанных Уайтом примеров 10 C, не будут практичными, Warp Drive по-прежнему будет внутрисистемным приводом.

Обновление 2015 г.

Стоит отметить, что по состоянию на май 2015 года НАСА считает, что ЭД-Драйв может на самом деле создавать деформацию Алькубьерре и фактически создавать тягу в вакууме. Доктор Уайт работает в команде, тестирующей этот диск.

НАСА еще не опубликовало какие-либо данные, которые этот автор может найти об утвержденных доктором Уайтом тестах чистого варп-двигателя, но если ЭМ-привод генерирует варп-поле, это может быть результатом схождения двух направлений несвязанных исследований.

использованная литература

Уайт, Гарольд «Сонни», Warp Field Mechanics 101 (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936_2011016932.pdf) , дата обращения 5 августа 2013 г.

Пекхэм, Мэтт, НАСА фактически работает над варп-двигателем (http://techland.time.com/2012/09/19/nasa-actually-working-on-faster-than-light-warp-drive/) , дата обращения 5 августа 2013 г. .

Хосе Родал, доктор философии, Иеремия Малликин и Ноэль Мансон, Оценка футуристического электромагнитного привода НАСА , (http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/) , дата обращения 3 мая 2015.

Есть информация о том, какой эксперимент Уайт собирается провести?
В документе подразумевается пропускание лазера через слабое поле с установленной на стенде установки и проверка смещения и модуляции, но у меня нет веских доказательств.
@aramis, почему «160-дневная поездка в одну сторону — это кошмар»??? Я имею в виду, по человеческим меркам это кажется довольно небольшой ценой, чтобы первым добраться до другой солнечной системы! С точки зрения логистики, не зная, как на самом деле работает привод, разве мы не торопимся?
Вопрос в кабинной лихорадке и запасах продовольствия. 160 дней — это уже предел, когда боевой дух большинства экипажей падает. В любом значимом путешествии должно быть больше, чем просто команда, необходимая для того, чтобы корабль двигался, но затем вы понимаете, «как нам сделать так, чтобы они были заняты и оставались в здравом уме во время путешествия».

Это запись сообщества-вики репозитория со ссылками на текущую работу над двигателем Алькубьерре в НАСА (Гарольд Уайт) и в других местах.

Оригинальная работа:

  • М. Алькубьер. Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности. Классическая и квантовая гравитация, т.11, №5, 1994. стр. L73–77. http://dx.doi.org/10.1088/0264-9381/11/5/001

Ограничения:

  • Фундаментальные ограничения пространства-времени «варп-двигателя». Ф. С. Н. Лобо и М. Виссер, Классическая и квантовая гравитация, 21, 5871 (2004). http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0406083

  • Стефано Финацци, Стефано Либерати и Карлос Барсело, «Квазиклассическая нестабильность динамических варп-двигателей», Physical Review. Ссылка: http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.79.124017

Экзотика — это область, на которую стоит обратить внимание. Геометрия варп-двигателя (или, что то же, труб Красникова) на самом деле не так интересна для сверхсветовых путешествий, как думают люди: обычно упускается из виду причинно-следственная связь зависимости материи от геометрии. Вам нужно, чтобы материя была сначала развернута в пространственно-подобной области между домом и пунктом назначения, а затем пространство-время изменится, чтобы позволить сверхсветовое путешествие.

Понятно, что если вы находитесь на Земле, то даже если бы у вас была экзотическая материя в достаточном количестве, вам все равно нужно будет как-то развернуть ее по дороге, иначе варпа не будет!. Таким образом, вам нужен сверхсветовой двигатель, чтобы развернуть материю, которая активирует варп-двигатель. Хотя он все еще может найти другие применения. Например, может применяться (в принципе) для превышения ограничений скорости вычислений, налагаемых скоростью света на локальный обмен информацией между различными областями компьютера.

Более разумным предложением для космических полетов является исследование микрочервоточин, которые могут стать стабильными и достаточно большими, чтобы их можно было наблюдать, если удастся заставить экзотическую материю сохраняться сверх ограничений, налагаемых слабыми и доминирующими энергетическими условиями. Эрик Дэвис изучает параболические зеркала, фокусирующие высокие квантовые флуктуации в ограниченном объеме. Это должно быть интересно проверить общую достоверность энергетических условий.

Является ли варп-двигатель законным направлением научных исследований?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v