Cepгe[й]р (sergeyr) wrote,
Cepгe[й]р
sergeyr

Category:

Типы двигла для МКК (близко к нормальной физике) - тип V, "Искажатели пространства"

Тут мы переходим, наконец, к более-менее красивым (=правдоподобным) типам двигла.


В этом разделе мы вышли, наконец, на границу, делящую НФ-гипотезы на тирьямпампацию и просто инженерные предположения. Двигатели (сверхсветовые!), основанные на искажении пространства, теоретически возможны именно в рамках нормальной (современного уровня) физики - такие двигатели действительно могут формально не противоречить никаким известным фундаментальным физическим принципам, и вопрос заключается лишь в точности и затратности их исполнения, а также в том, не вскроется ли при их создании какой-то _новый_ фундаментальный принцип или частны эффект, не позволяющий их использовать. Соотвествующие лабораторные эксперименты НАСА уже объявляло (хотя такие объявления нужно аккуратно делить на три, потому что НАСА часто раздувает подобные сенсации ради привлечения интереса к своим разработкам - и, соотвественно, увеличения поступлений из бюджета США).

Общий принцип таких двигателей вполне понятен и не требует пояснений - это как раз тот случай, когда обычное, рядовое пространственное воображение вполне позволяет понять довольно сложные на уровне математики вещи. Однако я бы хотел предостеречь от некоторых типичных ошибок, к которым приводят неаккуратно построенные аналогии.
Прежде всего нужно отсечь от этого типа двигателей тот его вариант, который позволяет не просто исказить, но "прорвать" пространство. Такой тип двигателей я описал ранее - и наиболее важные грабли, для него характерные, нужно смотреть в соотвествующем посте.

Каким образом определить разницу между искажением и прорывом? Для не-физиков и не-математиков напомню наиболее корректную и наглядную аналогию.

Представьте себе нашу вселенную в виде большого мыльного пузыря. Забудем об окружающем его воздухе - для вас не должно существовать ничего, кроме прозрачной сферы, на поверхности которой "живут своей жизнью" какие-то хаотические эфемерные структуры. Пусть этот огромный пузырь парит в невесомости, подчиняясь лишь свои внутренним силам. Такая аналогия очень хороша именно своей прозрачностью, эфемерностью, сведением к минимуму таких свойств как жесткость, шероховатость и толщина. Почти чисто двумерную поверхность почти сферического мыльного пузыря легче всего "мысленно переобразовать" в трехмерную гипер-почти-сферу, плывущую в неком абстрактном четырехмерном (не считая времени) пространстве. Почти полная прозрачность этого пузыря ближе всего из наглядных аналогий подходит к прозрачности пространства, почти сюду "заполненного" лишь вакуумом. Гибкость и гладкость водно-мыльной пленки, проминаемой лишь плавающими в ней пылинками, лучше всего отражает трехмерно-гладкую структуру наблюдаемой вселенной. У мыльной пленки, наконец, нет выраженно-раздельных внутренней и внешней поверхности - напротив, всякие пылинки плавают скорее _в_ поверхности пленки, а не _на_ или _под_ ней (что снимает одну из самых сбивающих с толку ложных аналогий воздушного шарика).

Итак, этот большой мыльный пузырь - это достаточно хорошая аналогия нашей вселенной. Хороша она и тем, что сразу показывает: естественные "более короткие" пути (которые можно было бы открыть и использовать) маловероятны. Чтобы они существовали - нужно, чтобы наше пространство почему-то оказалось не почти-гиперсферическим, а каким-то хитровывернутым, складчатым - таким, чтобы эти складки и можно было "спрямить" для ускорения путешествия. Но с чего бы пространству оказываться именно таким? Ни малейших следов этого не наблюдается, а ведь топологию не так уж просто "скрыть" - это уже математика, а не экспериментальная физика. Далее мы рассмотрим и вариант "складок", со всеми их граблями, но пока-что прошу обратить внимание на то, что сама гипотеза этих складок очень уж неестественна и глюкаста изначально.

Пока-что оставим, однако, за бортом все эти складчастые сложности, мысленно приблизим глаз к нашему большому мыльному пузырю, и посмотрим на его поверхность под большим увеличением, как в микроскоп. (Как ни удивительно, поверхность пузыря не превратится при этом в толстый слой масла - она, эта поверхность мыльного пузыря, и впрямь _очень_ тонкая.)
Кривизна пузыря при таком увеличении быстро станет незаметной - видимый его участок окажется почти плоским - как и поверхность моря кажется плоской, если не подняться в стратосферу. Эта почти-плоскость замечательно отразит тот наблюдаемый факт, что кривизна физического пространства тоже явно очень мала всюду, кроме окрестностей черных дыр (на мыльном пузыре это будут отдельные пылинки).

Теперь перейдем к "мыльным аналогиям" наших искажающих двигателей.

Возьмем очень маленькую и очень "липкую" палочку, аккуратно дотронемся её кончиком до поверхности пузыря - и очень быстро отдернем. Прилипшая к кончику палочки пленка вытянется следом, образовав нечто по форме похожее на воронку смерча, только растущую наоборот - широкой своей частью из поверхности воды. А теперь очень быстро протянем это "щупальце" по дуге к другой точке поверхности пузыря - так, что образуется "тоннель-мостик".
В момент контакта с этой второй точкой поверхности - в момент, когда "шупальце" станет "тоннелем-мостиком" - в точке соприкосновения происходит резкое, точечно-мгновенное, "разрывное" изменение топологии - внезапное "слипание" двух точек, между которыми изначально было большое пространство.
Это именно та возможность, то явление, кои мы отбрасываем, т.к. это разновидность предыдущего типа двигателей.
Точно так же отбрасываем и такое вытягивание нашего "щупальца", при котором оно образует "тоннель-мостик" на _другой пузырь_ (другую вселенную).
В обоих этих случаях искажение пространства играет сугубо второстепенную роль, а основные грабли будут возникать именно в процессе "слипания", объединения ранее разнесенных точек поверхности.

Теперь рассмотрим другое воздействие на "пузырь". Вместо того, чтобы выходить за пределы его поверхности (как в случае с вытягиванием из него "щупальца") - останемся в середине этой пленки, и просто "выстрелим" вдоль этой поверхности неким, тоже "липким", эластичным "жгутиком". Понаблюдаем за тем, как этот "жгутик" вытягивается от одной пылинки на пленке пузыря к другой пылинке на ней же. Вытянувшись и "прилипнув" к "пылинке"-цели, наш жгутик начнет сжиматься - и _притягивать_ пылинки друг к другу, заодно стягивая и пленку вокруг себя.
Вот это целенаправленное стягивание гиперповерхности (= нормального пространства) - это и есть то, что может идеальным и наиболее реалистичным образом обеспечить быстрые перемещения на огромные расстояния.

Однако при таком стягивании возникает проблема. Аналогия пузыря снова очень хороша: пленка _тоже_ упруга, она "сопротивляется" стягиванию, вынуждает прилагать непомерно большие (в масштабе) усилия для сближения наших пылинок. Чтобы сделать эти усилия умеренными - нужно как бы "изолировать" пленку по как можно более тонкой линии между отправным и конечным пунктами, сделать эту линию на пленке как бы способной свободно скользить вреред-назад, а потом по этой линии пустить уже нашу "прилипалку-стягивалку", причем желательно чтобы она еще и не вытягивалась далеко вперед, а наоборот - как бы "всасывала пленку" перед собой "отталкавала" ее позади себя.

Если вам удалось это представить - я вас поздравляю, вы подошли максимально близко (если обойтись без формул) к пониманию единственной теоретически реализуемой с точки зрения современной физики модели сверхсветового двигателя: двигателя Алькубьерре - Красникова.
Вот картинка, неплохо изображающая такой кораблик:



(Область тоннелеобразного искажения видна перед носом корабля.)

Печальных новостей для этой теории две:

1) Маршрут движения такого корабля нужно готовить заранее, и прокладыватель этого маршрута должен все же двигаться с досветовой скоростью. Т.е. речь идет не столько о корабле, сколько именно о постройке, создании тоннеля, по коему уже сможет двигаться "сверхсветовой межзвездный трамвай".
А теперь прикиньте насколько _устойчивым_ нужно делать этот тоннель. На внешней его поверхности между прямой и обратной проходкой корабля будут проходить годы. Соотвественно, все метеориты, которые за эти годы вдолбятся во внешнюю поверхность тоннеля - должны как-то нейтрализовываться. На всем протяжении тоннеля. Каким образом?!
Хуже того - на внутренней поверхности тоннеля эти годы сжимаются в месяцы, может даже дни и часы. Т.е. если эта поверхность вообще проницаема, то годовые нормы метеоритных атак ухнут на внутреннюю поверхность _плотным потоком_. Это еще хуже!

2) Эта хрень таки позволяет создать временную петлю - со всеми вытекающими граблями. Поначалу в статьях на эту тему утверждалось, что парадокс как раз не возникает: корабль-проходчик отправляется, скажем, к Альфе Центавра, прибывает туда через сколько-то лет по времени самой Альфы Центавра, при этом _внутри_ тоннеля пройдет лишь несколько часов, и _вернуться_ корабль может тоже за несколько часов, и по времени _точки отправления_ тоже проходит до возвращения лишь несколько часов. Т.о.,корабль как бы отправляется в будущее, но при этом одновременно выходит из конуса причинности точки отправления.
В этом рассуждении содержалась логическая дыра раблезианских размеров: с чего это они ограничились прямым маршрутом полета? Ведь этот принцип никак не запрещает выполнить петлеобразный полет! Не будем даже лететь на Альфу Центавра и обратно, а просто обогнем Солнечную систему по дуге любой удобной протяженности - ну, допустим, это займет год. Корабль-проходчик отправляется, скажем, в 2050 году и в 2051г приближается с другой стороны. При приближении на разумную дистанцию он получает по радио сводку биржевых новостей за последний год - и отправляет возвратную капсулу. По утверждениям разработчиков этой теории (и ради чего всё это и придумывали) возвратная капсула прибудет обратно в 2050-м, через несколько часов (ну дней, ну даже месяцев - по барабану!) после старта проходчика. И приносит информацию о будущих событиях на бирже - на месяцы вперед. "Оу, щит!", как выражаются англоязычные товарищи. Приехали.

(Несколько месяцев назад они эту дыру заметили - появились статьи, описывающие времяподобную петлю, состыкованную из двух или трех прямых тоннелей Красникова. Такие сложности в формулировке - составной маршрут вместо цельного криволинейно-петлеобразного - показывают, насколько людям тяжело заставлять свои мозги работать _против_ любимой теории. Удается, но медленно и "ковыляя на костылях".)

В общем, вся эта бодяга выглядит реалистистичной только при одном простом условии: что такое движение создает впереди и по бокам от себя своего рода "вязкую" волну "сверхсжатого" пространства, для предоления коего любым массе и излучению нужны те самые месяцы-годы-сколькоугодноединицвремени, которые по внутреннему/стартовому времени и оказались "сэкономлены". Тогда и от метеоритов можно изящно успеть отфлагиваться (пока они преодолевают стенки тоннеля - корабль уже назад вернулся; т.е. сами свойства пространства выступают защитой пробитому тоннелю), и передать информацию в прошлое нифига не удастся (когда проходчик пойдет к Земле-в-будущем - и перед ним, и по бокам от него, и длинным хвостом за ним будет стелиться мощный слой сжатого пространства, и любые сообщения будут через этот слой пробиваться в течение тех самых лет, кои и длилось путешествие - так что запоздание сообщений, идущих с носа или борта корабля, будет ровно таким, как и длина "растянутой" времяподобной петли, по коей он вернется, и принести назад он сможет только те новости, которые были отправлены еще в момент его старта).
Тут, однако, возникает следующая беда: такое сжатое пространство означает, что корабль не сможет взаимодействовать с местной материей.
Что дает тогда такой полет? Ну, возможно, он все же позволит получать информацию хоть и запоздалую (ровно в соотвествии с ограничением скорости света), но более точную и подробную, чем если смотреть на ту же Альфу Центавра в телескоп. Иными словами, эту хрень можно рассматривать не как двигатель, а как род гравитационной линзы - не корабль, прыгающий к цели, а детектор, "втягивающий" прибывающие от этой цели волны обычных частиц - с точки зрения математики эти интерпретации просто эквивалентны (при моей вышеописанной НФ-гипотезе о накоплении волны сжатого пространства).

На этом (наиболее реалистичном) примере искажающих двигателей уже видны, собственно, все основные грабли, кои поджидают фантаста на той же стезе:

1. "Хороший" двигатель не должен позволять отпрыгивание чего-либо назад во времени. А то как выпрыгнет, как выскочит... Вот, умные серьезные дядьки - и те лопухнулись: уверено заявляли, что парадоксальной временной петли согласно их теории не возникает, а оказалось, что возникает с легкостью. Теперь умные дядьки в луже сидят. (Что можно было предсказать и заранее - среди них "почему-то" не было ни одного по-настоящему крупного, известного физика, и известны они именно своими теориями по поводу "варп-двигателя". В таких случаях сразу следует предполагать, что теория у них приглючивает.)

2. "Хороший" двигатель должен оставлять за собой минимум искажений. Хотя бы потому, что эти искажения - это нецелевое расходование энергии. А эту энергию и брать откуда-то еще надо, и израсходовать можно с большей пользой. "Хорошее" искажение либо очень невелико по размерам, либо очень недолгвечно, а лучше - и то и другое сразу.
Tags: пикчи, фантастика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments