Физик Лоренцо Пьери из Университета Оксфорда Брукса предложил концепцию микроскопического варп-двигателя, названного гиперволной, который можно использовать для сверхсветовой связи. Теоретические выкладки, опубликованные на сервере препринтов arXiv, доказывают, что этот вариант более реалистичен, чем классический варп-двигатель, однако все равно сталкивается со многими техническими сложностями.
Узнайте больше в полной версии ➞Варп-двигатели, называемые пузырем Алькубьерре, удовлетворяют общей теории относительности при условии присутствия огромного количества отрицательной энергии, из-за чего их считают практически неосуществимыми. В новой работе ученые рассмотрели варп-двигатели малого радиуса действия (планковского размера), из-за чего потребность в отрицательной энергии уменьшается более чем на 70 порядков и сравнима с энергией молнии, а не с полной массой-энергией Солнца или Юпитера.
Варп-двигатели планковского размера не подходят для межзвездных путешествий, однако они открывают путь для сверхсветовой передачи информации. Ученые назвали быстро движущиеся пузырьки деформации пространства-времени гиперволнами в честь похожей технологии из научно-фантастического романа Айзека Азимова «Основание». Путешествие этих деформаций ограничено заранее определенным путем внутри трубчатой области пространства, названной гипертрубкой.
Требуемое количество энергии для малого пузыря Алькубьерре можно получить, например, за счет достаточно больших устройств, работающих на эффекте Казимира. Этот эффект заключается во взаимном притяжении или отталкивании проводящих незаряженных пластин в вакууме (в данном случае со стороной 100 километров) из-за разницы в квантовых флуктуаций между пластинами и снаружи пластин. Поскольку в вакууме непрерывно рождаются виртуальные частицы, то в пространстве между пластинами давление этих частиц меньше, чем снаружи, в результате чего возникает отрицательное давление.
Традиционные двигатели перемещаются в пространстве-времени за счет выброса топлива, однако ускорение варп-двигателя будет осуществляться за счет нетривиальных изменений в самом пространстве-времени. Более того, энергия, идущая на формирование пузыря, должна успевать за самим пузырем, то есть двигаться со сверхсветовой скоростью, что принципиально неосуществимо. Авторы выяснили, что для решения обеих проблем нужно построить своеобразную «магистраль» — гипертрубку с определенным распределением отрицательной энергии внутри.
Показано, что если пузырь движется со сверхсветовой скоростью, то формируется горизонт событий, который захватывает все встреченные частицы. Когда двигатель останавливается, горизонт исчезает, и все частицы выбрасываются с энергией, прямо пропорциональной времени, проведенном в пузыре, и в направлении пункта назначения. В макромире эти высокоэнергетические вспышки будут разрушительными, однако в микромире могут служить для передачи одного бита информации.
Авторы отмечают, что, несмотря на принципиальную осуществимость варп-технологии, остается ряд важных инженерных проблем. Во-первых, отрицательную энергию нужно сосредоточить в крошечной области для получения высокой плотности внутри гипертрубки. Во-вторых, необходимы чрезвычайно тонкие манипуляции с энергией для создания самой гипертрубы. Наконец, следует рассмотреть, осуществимы ли практические протоколы гиперволновой связи без гигантских энергетических затрат.