Как ученые из NASA собираются превысить скорость света в космосе. Сверхсветовая скорость То есть время повернуло бы вспять, мы двигались бы из настоящего в прошлое

Астрофизики из Университета Бэйлора (США) разработали математическую модель гиперпространственного привода, позволяющего преодолевать космические расстояния со скоростью выше скорости света в 10³² раз, что позволяет в течение пары часов слетать в соседнюю галактику и вернуться обратно.

При полете люди не будут ощущать перегрузок, которые ощущаются в современных авиалайнерах, правда, в металле такой двигатель сможет появиться разве что через несколько сотен лет.

Механизм действия привода основан на принципе двигателя деформации пространства (Warp Drive), который предложил в 1994 г. мексиканский физик Мигель Алькубиерре. Американцам осталось лишь доработать модель и произвести более детальные подсчеты.
"Если перед кораблем сжимать пространство, а позади него, наоборот, расширять, то вокруг корабля появляется пространственно-временной пузырь, - говорит один из авторов исследования , Ричард Обоуси. - Он окутывает корабль и вырывает его из обычного мира в свою систему координат. За счет разницы давления пространства-времени этот пузырь способен двигаться в любом направлении, преодолевая световой порог на тысячи порядков".

Предположительно, деформироваться пространство вокруг корабля сможет за счет малоизученной пока темной энергии. "Темная энергия - очень плохо изученная субстанция, открытая сравнительно недавно и объясняющая, почему галактики как бы разлетаются друг от друга, - рассказал старший научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики Государственного астрономического института им. Штернберга МГУ Сергей Попов. - Существует несколько ее моделей, но какой-то общепринятой пока нет. Американцы взяли за основу модель, основанную на дополнительных измерениях, и говорят, что можно локально менять свойства этих измерений. Тогда получится, что в разных направлениях могут быть разные космологические константы. И тогда корабль в пузыре начнет двигаться".

Объяснить такое "поведение" Вселенной может "теория струн", согласно которой все наше пространство пронизано множеством других измерений. Их взаимодействие между собой порождает отталкивающую силу, которая способна расширять не только вещество, как, например, галактики, но и само тело пространства. Этот эффект получил название "инфляция Вселенной".

"С первых секунд своего существования Вселенная растягивается, - поясняет доктор физико-математических наук, сотрудник Астро-космического центра Физического института им. Лебедева Руслан Мецаев. - И этот процесс продолжается до сих пор". Зная все это, можно попытаться расширять или сужать пространство искусственно. Для этого предполагается воздействовать на иные измерения, тем самым кусок пространства нашего мира начнет движение в нужном направлении под действием сил темной энергии.

При этом законы теории относительности не нарушаются. Внутри пузыря останутся те же самые законы физического мира, а скорость света будет предельной. На эту ситуацию не распространяется и так называемый эффект близнецов, повествующий о том, что при космических путешествиях со световыми скоростями время внутри корабля значительно замедляется и космонавт, вернувшись на Землю, встретит своего брата-близнеца уже глубоким стариком. Двигатель Warp Drive избавляет от этой неприятности, потому как толкает пространство, а не корабль.

Американцы уже подыскали и цель для будущего полета. Это планета Gliese 581 (Глизе 581), на которой климатические условия и сила тяжести приближаются к земным. Расстояние до нее составляет 20 световых лет, и даже при условии, что Warp Drive будет работать в триллионы раз слабее максимальной мощности, время в пути до нее составит всего несколько секунд.

В этой метафоре вагон представляет собой все, что мы можем увидеть в окружающем нас мире - дом, кота Ваську, звезды на небе и т.п. «Следующая станция - Завтра».

Если вы будете сидеть неподвижно, а кот Васька безмятежно спать свои положенные в сутки часы, вы не почувствуете движения. Но завтра обязательно придет.

Вот что значит двигаться в направлении будущего. Только время покажет, что правда: движение или стоянка.

Пока вам должно было довольно просто все это представлять. Возможно, сложно думать о времени как о направлении и уж тем более о себе - как о проходящем сквозь время объекте. Но вы поймете. Теперь включите воображение.

Представьте, что когда вы едете в своем автомобиле, случается что-то страшное: отказывают тормоза. По странному совпадению в тот же момент заклинивает газ и коробку передач. Вы не можете ни ускориться, ни остановиться. Единственное, что у вас есть - рулевое колесо. Вы можете изменить направление движения, но не его скорость.

Конечно, первое, что вы сделаете, это попытаетесь въехать в мягкий куст и как-нибудь аккуратно остановить автомобиль. Но давайте пока не будем пользоваться таким приемом. Просто сосредоточимся на особенностях вашего неисправного автомобиля: вы можете изменить направление, но не скорость.

Вот так мы движемся сквозь Вселенную. У вас есть руль, но нет педали. Сидя и читая эту статью, вы катитесь в светлое будущее на максимальной скорости. И когда вы встаете, чтобы сделать себе чайку, вы изменяете направление движения в пространстве-времени, но не его скорость. Если вы будете очень быстро двигаться по пространству, время будет течь немного медленнее.

Это легко представить, нарисовав пару осей на бумаге. Ось, которая будет идти вверх и вниз - это ось времени, вверх - значит в будущее. Горизонтальная ось представляет пространство. Мы можем нарисовать только одно измерение пространства, поскольку лист бумаги двухмерен, но давайте просто представим, что это понятие относится ко всем трем измерениям пространства.

Нарисуйте стрелку с начала оси координат, где они сходятся, и направьте ее вверх вдоль вертикальной оси. Неважно, насколько длинной она будет, просто имейте в виду, что у нее будет только одна длина. Эта стрелка, которая сейчас направлена в будущее, представляет собой величину, которую физики называют «четыре-скоростью». Это скорость вашего передвижения по пространству-времени. Прямо сейчас вы находитесь в неподвижном состоянии, поэтому стрелка направлена только в будущее.

Если вы хотите двигаться сквозь пространство - направо по оси координат - вам нужно изменить вашу четыре-скорость и включить горизонтальный компонент. Получается, вам нужно повернуть стрелку. Но как только вы это сделаете, вы заметите, что стрелка уже не так уверенно указывает наверх, в будущее, как до этого. Теперь вы движетесь сквозь пространство, но вам пришлось пожертвовать движением в будущем, поскольку стрелка четыре-скорости может только вращаться, но никогда не растягиваться или сжиматься.

Отсюда начинается знаменитый эффект «замедления времени», о котором говорят все, хоть немного посвященные в специальную теорию относительности. Если вы движетесь в пространстве, вы не движетесь во времени так быстро, как могли бы, если бы сидели на месте. Ваши часы будут отсчитывать время медленнее, нежели часы человека, который не движется.

А теперь мы подходим к разрешению вопроса, почему фраза «быстрее света» не имеет смысла в нашей вселенной. Смотрите, что происходит, если вы хотите двигаться по пространству как можно быстрее. Вы поворачиваете стрелку четыре-скорости до упора, пока она не будет указывать вдоль горизонтальной оси. Мы помним, что стрелка не может растягиваться. Она может только вращаться. Итак, вы увеличили скорость в пространстве насколько это возможно. Но стало невозможным двигаться еще быстрее. Стрелку некуда повернуть, иначе она станет «прямее прямого» или «горизонтальнее горизонтального». Вот к этому понятию и приравнивайте «быстрее света». Это просто невозможно, как накормить тремя рыбками и семью хлебами огромный народ.

Вот почему в нашей вселенной ничто не может двигаться быстрее света. Потому что фраза «быстрее света» в нашей вселенной эквивалентна фразе «прямее прямого» или «горизонтальнее горизонтального».

Да, у вас осталось несколько вопросов. Почему векторы четыре-скорости могут лишь вращаться, но не растягиваться? На этот вопрос есть ответ, но он связан с инвариантностью скорости света, и мы оставим его на потом. И если вы просто поверите в это, то будете чуть менее информированы по этому вопросу, чем самые блестящие физики, когда-либо существовавшие на нашей планете.

Скептики могут усомниться, почему мы используем упрощенную модель геометрии пространства, говоря об эвклидовых вращениях и кругах. В реальном мире геометрия пространства-времени подчиняется геометрии Минковского, а повороты являются гиперболическими. Но простой вариант объяснения имеет право на жизнь.

Как и простое объяснение тому, .

СВЕРХСВЕТОВАЯ СКОРОСТЬ

Скорость, превышающая скорость света. относительности теории, передача любых сигналов и движениематериальных тел не может происходить со скоростью, большей скорости светав вакууме с. Однако всякий колебат. процесс характеризуется двумяразл. скоростями распространения: групповой скоростью = и фазовойскоростью ,где w п k - частота и волновой вектор волны. u гр определяетскорость переноса энергии группой волн с близкими частотами. Поэтому всоответствии с принципом относительности u гр любого колебат. с. Напротив, w фаз, к-раяхарактеризует скорость распространения фазы каждой монохроматич. составляющейэтой группы волн, не связана с переносом энергии в волне. Поэтому она можетпринимать любые значения, в частности и значения > с. В последнемслучае о ней говорят как о С. с.

Простейший пример С. с.- фазовая скорость распространения эл.-магн. , где k z - проекция волнового вектора fc на ось волновода z. Волновой вектор fc связан с частотой со соотношением k 2 = w 2 /с 2 , где ,а - проекцияволнового вектора k на поперечное сечение волновода z = const. Тогдаw фаз волны вдоль оси волновода

будет больше с, a

меньше с.

Приведём ещё один пример существования С. с. Если вращать электронныйпучок с помощью соответствующей электронной пушки вокруг нек-рой оси сугл. скоростью ,то линейная скорость пятна от пучка электронов на достаточно больших расстояниях R от оси может стать больше скоростисвета. Однако перемещение электронного пятна от пушки по окружности радиусаR 0 со скоростью эквивалентно перемещению в пространстве фазы пучка. Энергия пучка при этомпереносится в радиальном направлении и скорость переноса не может статьбольше с.

При распространении сигнала в среде с показателем преломления п волновойвектор fc эл.-магн. волны и её частота удовлетворяют соотношению В этом случае u фаз = с/п. Для среды с п < 1 и фаз с. Пример такой среды - полностью ионизованная плазма, у к-рой , где е и т - заряд и масса электрона, а N - плотностьэлектронов в плазме. В среде с п 1 >u фаз = с/п< с. Однако в этом случае возможно реальное движение материальныхчастиц со скоростью v, большей скорости света в среде (т. е. Движение заряж. частиц с такой скоростью (v с/п, но v < с!) приводит к возникновению Черенкова - Вавиловаизлучения.

Лит.: Вайнштейн Л. А., Электромагнитные волны, 2 изд., М., 1988;Гинзбург В. Л., Теоретическая физика и астрофизика, 3 изд., М., 1987; БолотовскийБ. М., Быков В. П., Излучение при сверхсветовом движении зарядов, «УФН»,1990, т. 160. в. 6, с. 141. С. Я. Столяров.

• - физическое понятие, обозначающее путь, проходимый к.-н. движущимся телом в единицу времени, напр. в 1 сек. Обычно берется средняя С, являющаяся результатом сложения всех разновременно отмеченных С. и деления...

  Сельскохозяйственный словарь-справочник

• - невозможна, согласно специальной теории относительности, для реально существующих и обладающих массой покоя частиц, но возможна как фазовая скорость в любой среде, либо как скорость какой-либо частицы в среде,...
• - одна из основных кинематических характеристик движения материальных тел, численно равная величине пути, пройденному за единицу времени...

  Начала современного Естествознания

• - одна из основных характеристик движения материальной точки...

  Астрономический словарь

• - 1983, 93 мин., цв., ш/э, ш/ф, 1то. жанр: драма...

  Ленфильм. Аннотированный каталог фильмов (1918-2003)

• - численно равна расстоянию, проходимому кораблём в единицу времени; определяется лагом. Для надводных кораблей различают: наибольшую; полную; экономическую; наименьшую...

  Словарь военных терминов

• - степени продолжительности перевозки грузов по железным дорогам...
• - см. малая...

  Справочный коммерческий словарь

• - характеристика поступательного движения точки, численно равная при равномерном движении отношению пройденного пути s к промежуточному времени t, то есть v= s/t. При вращательном движении тела пользуются понятием...

  Современная энциклопедия

• - характеристика движения точки, численно равная при равномерном движении отношению пройденного пути s к промежутку времени t, т.е. v=s/t. Вектор С. направлен по касательной к траектории тела. При вращат....

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - : Смотри также: - скорость химической реакции - скорость спекания - скорость деформирования - скорость деформации - скорость волочения - критическая скорость закалки - скорость нагрева - скорость тепловой...

  Энциклопедический словарь по металлургии

• Большой экономический словарь

• - степень быстроты движения, распространения действия...

  Большой бухгалтерский словарь

• - - Понятие о С. получается из понятий о средней С. в пути и средней С. перемещения...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - I Ско́рость в механике, одна из основных кинематических характеристик движения точки, равная численно при равномерном движении отношению пройденного пути s к промежутку времени t, за который этот путь...

  Большая Советская энциклопедия

• - характеристика движения точки, численно равная при равномерном движении отношению пройденного пути s к промежутку времени t, т. е. ? = s / t. При вращательном движении тела пользуются понятием угловой скорости...

  Большой энциклопедический словарь

"СВЕРХСВЕТОВАЯ СКОРОСТЬ" в книгах

Вид Скорость