Vērpes dzinējs

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Alkubjerres dzinēja divdimensiju vizualizācija

Vērpes dzinējs jeb Alkubjerres dzinējs ir teorētiska ideja par iespēju kosmosa kuģim sasniegt ātrumu, kas būtu lielāks par gaismas ātrumu, ja būtu iespējams izveidot konfigurējama enerģijas blīvuma lauku ar negatīvu masu. Vērpes dzinēja ideja balstās uz Einšteina vispārējās relativitātes teorijas lauku vienādojumiem, tās autors ir meksikāņu fiziķis Migels Alkubjerre.

Tā vietā, lai pārsniegtu gaismas ātrumu attiecībā pret lokālo koordinātu sistēmu, kosmosa kuģis pārvarētu attālumus, saspiežot telpu sev priekšā un izplešot to aiz sevis, rezultātā pārvietojoties ātrāk par gaismu. Normālajā laiktelpā objekti nevar paātrināties līdz gaismas ātrumam, taču vērpes dzinējs nevis pārvietotu pašu kosmosa kuģi, bet ietekmētu telpu apkārt tam, nepārkāpjot fizikas likumus.

Vērpes dzinēja darbībai nepieciešams negatīvs enerģijas blīvums, šim nolūkam būtu vajadzīga eksotiskā matērija. Līdz ar to, ja nevar pastāvēt eksotiskā matērija ar vajadzīgajām īpašībām, šāds dzinējs nevar tikt izveidots. Tomēr sava raksta beigās[1] Alkubjerre apgalvoja (sekojot argumentiem, ko izstrādājuši fiziķi, kas analizējuši varbūtējos laika telpas tuneļus[2][3]), ka, balstoties uz Kazimira efektu (šo efektu aprakstījis holandiešu fiziķis Hendriks Kazimirs), tukšā telpa starp divām paralēlām plaknēm varētu izpildīt prasību pēc negatīvās enerģijas.

Cita iespējamā problēma ir tā, ka, kaut gan vērpes dzinēja darbības pamatojums saskan ar Einšteina vienādojumiem, vispārējās relativitātes teritorijā neietilpst kvantu mehānika. Daži fiziķi uzskata, ka kvantu gravitācijas teorija (kas ietvertu abas iepriekšminētās teorijas) varētu ignorēt risinājumus vispārējā relativitātes teorijā, kas pieļauj ceļošanu atpakaļ laikā un līdz ar to padarīt Alkubjerres dzinēju par neiespējamu.

Vēsture[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

1994. gadā Migels Alkubjerre izvirzīja teoriju par metodi, ar kuras palīdzību varētu izmainīt Visuma formu, radot vilni, kas kosmosa kuģa priekšā telpu saspiestu, bet aiz tā atkal izplestu.[1] Veidotos it kā burbulis, kosmosa kuģis nevis pārvietotos šajā burbulī (attiecībā pret šo burbuli), bet kopā ar to. Tika uzskatīts, ka šāda burbuļa radīšanai vajadzīgs daudz negatīvās enerģijas, un Harolds Vaits (NASA) pieļāva, ka nepieciešamās enerģijas daudzumu varētu samazināt, ja burbuļa vietā tiktu izmantots gredzens (t.i. neveidojot telpas izmaiņas sānis no kuģa).[4][5]

Krievu fiziķis Krasņikovs ierosināja, ka gadījumā, ja nav iespējams izmantot tahionu enerģiju (kas vēl nav atklāta), risinājums varētu būt tāds, ka tiktu organizēta masas pārvietošanās kuģa ceļā tā, lai rastos nepieciešamais lauks. Taču šajā gadījumā vērpes dzinējs būtu izmantojams tikai tādās kosmiskās distancēs, kas iepriekš būtu aprīkotas ar nepieciešamo infrastruktūru. Atrodoties "burbulī", pilots ir norobežots no pārējās pasaules un nevar veikt nekādas darbības ārpus tā: "burbulis" nevar veikt pirmo ceļojumu, jo nav iespējams sūtīt infrastruktūru tam pa priekšu (salīdzinājumam: vilciens, kas brauc pa sliedēm, teorētiski  varētu nodrošināt sliežu būvi sev priekšā, bet vērpes dzinējs sev priekšā neko "izbūvēt" nevar ). Šādi priekšdarbi prasītu daudz vairāk laika, nekā pats ceļojums pēc tam.[6]

Hosē Natārio (2002) apgalvo, ka apkalpes locekļi nevarētu kontrolēt, vadīt vai apturēt kuģi, jo kuģis nespētu sūtīt signālus uz vietu pirms "burbuļa".[7] Bija arī iebildumi par to, ka, līdzīgi kā lidmašīnai pārsniedzot skaņas ātrumu, varētu veidoties triecienvilnis, kas iznīcinātu visu, kas atrodas tieši kuģa priekšā.[8][9] Nav zināms, cik negatīvās enerģijas vajadzētu šādas idejas realizācijai. "Burbulim", kas 10 reizes pārsniegtu gaismas ātrumu, būtu jābūt ne biezākam par 10-32 m.[10]  Taču "burbuļa", kas ietvertu 200 metru garu kuģi, radīšanai vienalga būtu vajadzīgs ārkārtīgi daudz negatīvās matērijas. Ja šādu projektu tomēr izdotos realizēt, varētu rasties cēloņsakarību problēmas, jo pārvietošanās ātrāk par gaismu būtu saistīta ar ceļošanu laikā.[11]

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. 1,0 1,1 Alcubierre, Miguel (1994). "The warp drive: hyper-fast travel within general relativity". Classical and Quantum Gravity 11 (5): L73–L77. doi:10.1088/0264-9381/11/5/001.
  2. Thorne, Kip; Michael Morris; Ulvi Yurtsever (1988). "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition". Physical Review Letters 61 (13): 1446–1449. doi:10.1103/PhysRevLett.61.1446.
  3. See The Alcubierre Warp Drive Archived 2012. gada 21. septembrī, Wayback Machine vietnē. by John G. Cramer, where Cramer notes that "Alcubierre, following the lead of wormhole theorists, argues that quantum field theory permits the existence of regions of negative energy density under special circumstances, and cites the Casimir effect as an example."
  4. «Roundup». Lyndon B. Johnson Space Center. July 2012. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2013. gada 1. septembrī. Skatīts: 2013. gada 1. oktobris.
  5. Dr. Harold "Sonny" White. «Warp Field Mechanics 101». NASA Johnson Space Center, 2011. gada 30. septembris. Skatīts: 2013. gada 28. janvāris.
  6. Krasnikov, S. (2003). "The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts". Physical Review D 67 (10): 104013. doi:10.1103/PhysRevD.67.104013.
  7. Natário, José (2002). "Warp drive with zero expansion". Classical and Quantum Gravity 19 (6): 1157–1165. doi:10.1088/0264-9381/19/6/308.
  8. Jason Major. «Warp Drives May Come With a Killer Downside». Universe Today, 2012. gada 29. februāris.
  9. Brendan McMonigal, Geraint F. Lewis, and Philip O'Byrne The Alcubierre Warp Drive: On the Matter of Matter – see conclusion: "These results suggest that any ship using an Alcubierre warp drive carrying people would need shielding to protect them from potential dangerously blueshifted particles during the journey, and any people at the destination would be gamma ray and high energy particle blasted into oblivion due to the extreme blueshifts for P+ region particles."
  10. Michael John Pfenning. «Quantum Inequality Restrictions on Negative Energy Densities in Curved Spacetimes.».
  11. Everett, Allen E. (15 June 1996). "Warp drive and causality". Physical Review D 53 (12): 7365–7368. doi:10.1103/PhysRevD.53.7365. Atjaunināts: 24 July 2013.