Что не так с самым обсуждаемым вариантом варп-двигателя - "пузырем Алькубьерре"?

Двигатель Алькубьерре уже третий десяток лет рассматривается учеными и инженерами как самый перспективный и достижимый вариант конструкции привода для межзвездных кораблей будущего.

Его актуальность продиктована тем, что мы уже сейчас столкнулись с непреодолимыми ограничениями реактивного привода в контексте дальних космических перелетов. Если проблему необходимости пополнять запасы горючего теоретически можно решить, например, занимаясь по пути его добычей на попутных планетах или астероидах, то лимит возможной скорости в десятки тысяч километров в час выглядит умопомрачительным только с точки зрения велосипедиста. В итоге, эти множественные «пит-стопы» для дозаправки и черепашья по космическим масштабам скорость наших современных кораблей позволят добраться до ближайшей экзопланеты лишь за сотни тысяч лет.

Способ привода, предложенный Мигелем Алькубьерре (в честь которого он и назван) в 1994 году, вроде бы решает эти проблемы. Горючее необходимо лишь для стартового разгона и торможения (при необходимости), а скорость вообще неограниченная – она якобы может превышать скорость света в разы!

Как это возможно? Дело в том, что согласно предложенному Алькубьерре принципу, корабль с таким двигателем в общем-то даже и не перемещается по маршруту своего движения, а сам маршрут изменяется так, чтобы переместить корабль: пространство перед кораблем просто сжимается, а позади него растягивается.

Наиболее наглядно это иллюстрируется примером со скатертью лежащей на столе и предметом на этой скатерти, который надо переместить из одного края стола на другой. Вместо того, чтобы тащить предмет по скатерти, можно просто сделать складку от перемещаемого предмета до «места назначения» на другом краю стола (не забыв растянуть скатерть позади траектории движения).

Все вроде бы просто. Понятно, что есть чисто технологические сложности и инженеры пытаются их решить (с 2012 года одна из лабораторий НАСА проводит эксперименты с целью подтвердить теоретическую концепцию Алькубьерре). В основном камнем преткновения считаются два момента: это необходимость использования экзотической материи (которая не факт, что вообще существует), с помощью которой необходимо предварительно подготовить маршрут; и колоссальное количество энергии, необходимое для создания искривления пространства.

Эти проблемы хоть и масштабные, но касаются чисто технологических моментов реализации идеи.

Однако есть вопросы и к самой концепции, которые могут поставить крест на возможности ее воплощения, даже в том случае если ученые найдут недорогой и эффективный способ получать в большом количестве отрицательную энергию, необходимую для работы двигателя Алькубьерре.

Проблема №1 – Как моментально сжать и растянуть пространство?

Дело в том, нет четкого представления о том, каким образом сделать эту «складку» пространства.

Проводимые НАСА эксперименты с интерферометром Уайта — Джудэя, который, по заявлениям инженеров, может обнаружить пространственные возмущения, создаваемые сильными электрическими полями, пока не дают надежных результатов. Но вопрос тут даже не в результатах, а в принципе. Возмущения создаются «электрическими полями», скорость распространения которых по определению ограничена скоростью света. Соответственно, фронт сжатия-растяжения на маршруте корабля всегда будет упираться в пресловутые 300 тыс. км/с.

Да, концепция Алькубьерре признает необходимость предварительной «прокладки маршрута», но из этого следует, что, например, если сегодня кто-то захочет отправиться на Денеб (на расстоянии 2600 световых лет), то необходимо, чтобы кто-то другой уже проделал работу по искривлению пространства от Земли до Денеба, начав это делать, по крайней мере, 2600 лет назад.

То есть превысить скорость света пока не получается, но можно приблизиться, что тоже хорошо.

Зато по готовому маршруту можно будет перемещаться моментально! Не так ли?


Проблема №2 – Как пробраться сквозь «складку»?


Вернемся к аналогии со скатертью. Да, предмет на скатерти перемещается за счет создания складки по столу, но не по скатерти. А ведь в данной модели именно скатерть «заменяет» реальное пространство. Это значит, что когда двигатель Алькубьерре будет выключен, пространство, так же как и скатерть, «разгладится» и все вернется в исходное состояние.

Получается что для того, чтобы колоссальное количество энергии, затраченное на создание деформации пространства, не пропало зря, необходимо как-то продраться сквозь сжатое пространство на другую недеформированную сторону снаружи пузыря Алькубьерре. Если бы в аналогии со скатертью перемещаемым предметом на ней была бы иголка, то она с легкостью прошла бы сквозь складку. Но если речь идет о предмете более похожем на космический корабль, например чашка с чаем, то прохождение сквозь складку без нарушения целостности либо скатерти, либо чашки невозможно.

Ученые и раньше предостерегали, что этот способ перемещения грозит путешественникам жестким воздействием излучения Хокинга, но оказывается дело даже серьезнее.

В любом случае идея Алькубьерре весьма оригинальная. Даже если она и нереализуема в том виде, как ее сформулировал автор, попытки ее реализовать или опровергнуть, как это почти всегда бывает с научными идеями, обязательно дадут косвенные, но практические и интересные результаты.