Keliauti greičiau už šviesą: jei įmanoma sukurti „warp" pavarą, kodėl ji dar nesukurta?

Nors, kaip jau rašė „ Focus“, „warp" varomosios jėgos technologija yra teorinė , fizikai mano, kad ji jau egzistuoja ir netgi gali būti aptikta. Mokslininkai spėja, kad „warp" variklius gali naudoti potencialūs ateiviai.

„Warp" pavara - kaip ji veikia?

Nors pagal dabartinius fizikos dėsnius neįmanoma keliauti didesniu nei greitis greičiu, šis apribojimas taikomas tik lokalizuotiems matmenims. Galima manipuliuoti erdvėlaikiu taip, kad būtų galima keliauti viršgarsiniu greičiu. 

Pavyzdžiui, visatos plėtimasis stumia galaktikas viena nuo kitos greičiau nei šviesos greitis, bet kadangi kiekviena galaktika yra savo vietinėje erdvės srityje, viskas yra gerai, rašo Sutteris.

Alcubierre'o idėja buvo panaudoti panašų triuką. Jo sukurtame bendrosios reliatyvumo teorijos variklio sprendime naudojamas visiškai plokščios erdvės regionas. Pagal šią teoriją erdvėlaivyje sumontuotas warp variklis sukuria „warp" burbulą. Priešais šį burbulą yra suspaustos erdvės sritis, o už jo - išsiplėtusios erdvės sritis. Dėl erdvės suspaudimo burbulas ir jame esantis erdvėlaivis gali judėti greičiau už šviesos greitį.

Pasak Sutterio, stebėtina, kad burbulo gyventojai nejaučia nieko keisto. Tiesą sakant, jų požiūriu, jie visai nejudės. Vietoj to, jų kelionės tikslas paprasčiausiai priartės prie jų. Tačiau yra viena problema: norėdami sukurti tokios tikslios geometrijos erdvėlaikį, turime naudoti neigiamą masę, kurios, matyt, visatoje nėra ir kuri pažeistų viską, ką žinome apie judėjimą, inerciją ir energiją.

Neigiama energija

Nors mums žinomoje visatoje nėra neigiamos masės, yra neigiama energija, rašo Sutteris. Jei paimsite dvi metalines plokšteles ir laikysite jas labai arti viena kitos, jose esantys kvantiniai laukai bus riboti. Jie gali turėti tik tam tikrus leistinus bangų ilgius. Dėl šio apribojimo, vadinamo Kazimiero efektu, tarp plokštelių atsiranda traukos jėga ir neigiamos energijos sritis.

„Warp" pavara - teorinė koncepcija, pagal kurią erdvėlaivis juda greičiau už šviesos greitį, suspausdamas erdvę priešais save (raudona spalva) ir išplėsdamas erdvę už savęs (mėlyna spalva).

Tačiau tokio nedidelio neigiamos energijos kiekio nepakanka, kad būtų galima įjungti „warp" pavarą, ir ji gali neveikti. Ar galėtų egzistuoti „warp" pavara? Tai labiau kvantinės gravitacijos klausimas, tačiau fizikai dar nesukūrė tokios teorijos, kuri sujungtų reliatyvumo teoriją (ji geriausiai paaiškina gravitaciją) ir kvantinę mechaniką.

Tuo pat metu mokslininkai pastaruosius kelis dešimtmečius bando išsiaiškinti, kas galėtų nutikti kvantiniams laukams itin keistoje gravitacinėje aplinkoje. Dėl to kilo įdomių, bet kartais prieštaringų idėjų apie warp variklių prigimtį.

„Warp" variklių problemos

Kaip rašo Sutteris, kai kurie skaičiavimai rodo, kad kvantiniai laukai ties warp burbulo pakraščiu, kurie, atrodo, apima ribą tarp jo vidaus ir išorinės erdvės, iš esmės sprogsta iki begalybės, vos tik įjungus „warp" pavarą. Kiti skaičiavimai rodo, kad tai galioja tik ribotais atvejais ir kad, jei pakankamai lėtai didinsite warp pavaros galią, viskas bus gerai.

Dar kiti skaičiavimai visa tai apeina ir parodo, kiek iš tikrųjų reikia neigiamos energijos, kad būtų sukurta warp pavara. Pasirodo, kad vienam makroskopiniam 100 metrų skersmens „warp" burbului sukurti reikėtų 10 kartų daugiau neigiamos energijos, nei visatoje yra teigiamos energijos. Ir tai yra didelė problema.

Tačiau kiti skaičiavimai rodo, kad šis milžiniškas kiekis taikomas tik tradiciniam varpo burbului, kaip jį apibrėžė Alkubjeras. Gali būti įmanoma burbulą pertvarkyti taip, kad priekyje būtų mažytis „kaklelis“, kuris atliktų erdvės suspaudimo darbą, o tada jis išsipūstų į apvalkalą, talpinantį „warp" burbulą. Taip sumažinamas bet koks kvantinis keistumas, todėl „warp" varikliui maitinti reikėtų tiek pat neigiamos energijos, kiek jos išskiria žvaigždė.

Pasak Sutterio, kitas skaičiavimas rodo, kad net ir gavus šiek tiek neigiamos energijos ar neigiamos masės, pradėjus judėti, susiduriama su problemomis. Neigiama masė tuoj pat pradės tekėti iš burbulo krašto greičiu, didesniu už šviesos greitį. Galiausiai atsitiks taip, kad egzotinė materija, sudaranti deformacinį burbulą, nespės pasivyti paties burbulo, todėl jis paprasčiausiai subyrės į gabalus.

Nors, viena vertus, atrodo, kad neįmanoma sukurti warp burbulo, vienareikšmiškai to pasakyti neįmanoma. Mąstymas apie tai, ar varpo pavara apskritai teoriškai įmanoma, padeda ištirti kai kuriuos netikėtus bendrojo reliatyvumo ir kvantinės mechanikos ryšius, daro išvadą Sutteris.