Вап двигатель что это

Скорости варп-двигателя не хватит, чтобы покорить Вселенную

В научно-фантастической киновселенной «Звездный путь» космические корабли с двигателями, которые искривляют пространство, могут преодолевать предел скорости света в 299 792 км в секунду в вакууме. При использования такого варп-двигателя, достижение планет по всей галактике кажется удобной и быстрой поездкой.

Но новая анимация ученого Джеймса О’Донохью, который раньше работал в НАСА и в настоящее время работает в JAXA (национальное космическое агентство Японии), показывает полеты этих вымышленных космических кораблей в реальности.

Он говорит, что работа дает ему «чувство отчаяния» по поводу путешествия в космосе, даже на сверхсветовых скоростях.

Для своей работы Джеймс О’Донохью взял знаменитый звездолет USS Enterprise. Приведенное анимационное видео, которое О’Донохью разместил в своем аккаунте в твиттере, почти такое же разочаровывающее, как и первый набор популярных анимаций ученого.

«Я искренне чувствовал отчаяние на расстояниях, связанных с нашей солнечной системой и за ее пределами», — сказал О’Донохью изданию Business Insider, добавив: «Это была одна из моих целей, чтобы все остальные чувствовали себя так же плохо, как и я».

Что же показывает новая анимация «Звездного пути»?

Во киновселенной «Звездный путь» не существует установленной шкалы скоростей «фактора деформации». За более чем 50-летний период производства, различные серии, эпизоды и фильмы используют различные цифры.

Однако Рик Стернбах и Майкл Окуда — два технических советника серии «Следующее поколение» — в 1991 году опубликовали техническое руководство, в котором содержатся некоторые достоверные цифры, и именно эти цифры, как сказал О’Донохью, использовались в его анимации.

Эта шкала предполагает, что коэффициент деформации 1 (варп 1) представляет собой скорость света (показана ниже между Землей и Луной), а типичный верхний предел деформации 9,99 более чем в 2140 раз превышает скорость света.

Джеймс О’Донохью решил изобразить «Энтерпрайз», летящий от Солнца через Солнечную систему к финишной черте на орбите Плутона.

Космический корабль начинает с варп 1 и в конечном итоге ускоряется до 9,9, что примерно в 2083 раза превышает скорость света.

Варп 1, или скорость света, заставляет «Энтерпрайз» выглядеть так, будто он стоит на месте. При такой скорости кораблю потребовалось бы 5 часов 28 минут, чтобы достичь Плутона, который находится на расстоянии около 5,9 миллиарда километров от Солнца.

Между тем Проксима Центавра — ближайшая к нам звезда — и полет к ней со скоростью варп 1 займет через четыре года и три месяца. Варп 5 примерно в 213 раз быстрее, благодаря чему путешествие от Солнца до Плутона занимает всего 1 минуту и ​​30 секунд. До Проксима Центавра звездолету предстоит недельное путешествие с такой скоростью.

Варп 9,9 позволит достичь Плутона менее чем за 10 секунд полета, а Проксима Центавра — за 18 часов. Этот последний уровень скорости в тысячи раз быстрее, чем допускает физика нашей Вселенной.

Однако путешествие с коэффициентом деформации 9,9 от одного конца нашей галактики Млечный путь до другого может занять 96 лет. А это намного дольше, чем средняя продолжительность жизни человека сегодня.

Даже принимая во внимание самую быструю «трансварповскую» (или «за пределами деформации») скорость, достигнутую «Энтерпрайзом», которая в 8323 раза превышает скорость света, согласно «Звездному пути: Следующее поколение — Техническое руководство», трансгалактический рейс займет 24 года. Трансварповское путешествие к Туманности Андромеды, ближайшей к нам галактики на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет, будет длиться около 300 лет.

На сегодняшний день самый быстрый объект, созданный человеком, развивал скорость 192 километра в секунду или 692 000 километров в час. Солнечный зонд NASA Parker Solar Probe кратковременно достигает этой скорости, когда он движется вокруг Солнца, и полет на Плутон от Солнца с такой скоростью займет почти год.

Читайте также:  Дипломная работа диагностирование двигателя

Инженеры проекта Breakthrough Starshot работают над идеей скоростного путешествия, которое они надеются осуществить с помощью крошечных космических кораблей.

Идея состоит в том, чтобы быстро ускорить их, стреляя в отражающие световые паруса мощными лазерными лучами. Тем не менее, даже при запланированной крейсерской скорости в 20% от скорости света, пройдет более 20 лет, чтобы зонды смогли долететь и сфотографировать близлежащую звездную систему. Кроме того, потребовалось бы еще 4,24 года для того, чтобы их радиосигналы (движущиеся со скоростью света), несущие данные изображения, достигли антенн на Земле. К сожалению, человечество по-прежнему очень медленно в космических масштабах.

Однако при полете со скоростью света необходимо учитывать замедление времени для путешественников. Об этом более подробно можно прочитать здесь — Какое время пройдет на Земле, если на космическом корабле, летящим почти со скоростью света, пройдет год?

Источник

Мы приближаемся к созданию варп-двигателя

# варп-двигатель изначально предложила # научная фантастика (имеется в виду сам термин). Серьёзно об этой технологии заговорили, когда в 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре, применив постулаты Теории относительности, предположил, что можно разработать принцип перемещения, использующий возможность пространства-времени к сжатию и расширению. Корабль в этом случае помещён в так называемый # пузырь алькубьере . Пространство перед ним сжимается, а позади — расширяется. Правда, ещё тогда физики Pfenning, M J и Ford, L Hх, посчитали, что для образования «пузыря Алькубьере» потребуется −6,3×10^29 килограмм антиматерии. Но здесь надо понимать, что и физические теории и математические совершенствуются. Так, первоначальные расчёты, когда ещё не было понятия # варп , говорили о необходимости антиматерии практически массы Вселенной, чтобы получилось образовать пузырь, способный вместить # межзвёздный корабль .

С точки зрения экспериментальной проверки всё не так просто. Развития наших технологий просто недостаточно для создания варп-пузыря. При этом, в NASA, к примеру, есть, пусть и небольшое, но целое подразделение — Eagleworks Laboratories , которое занимается исследованием этой возможности. Её специалисты периодически публикуют результаты своей деятельности . Но самым настоящим прорывом, добавившим уверенности в копилку теории варп-перемещения, стало открытие, не связанное с этой лабораторией — фиксация гравитационных волн . Теперь мы точно знаем, что пространство-время деформируется, а значит, варп-двигатель действительно возможен — необходимо развивать теорию механики этой деформации. Помимо этого, будущие достижения в квантовой физике, квантовой механике и метаматериалах будут способствовать решению энергетической головоломки.

Да, насколько нам известно, антивещество не образуется в природе, но мы можем попробовать получить античастицы, из которых оно состоит (во всяком случае должно состоять). На сегодняшний день специалистами была придумана и создана магнитная ловушка, которая смогла удержать 38 атомов антиводорода в течение 172 миллисекунд (0,172 секунды), а после 170 000 атомов антиводорода, что по массе около 10^-18 грамм. Это самый настоящий успех. Вообще, на сегодня разработано несколько математических моделей , описывающих работу подобного двигателя, и, исходя из этих расчётов, для перемещения по Солнечной системе понадобится совсем немного античастиц. К примеру, чтобы за месяц долететь до Марса, потребуется всего около 140 нанограммов антипротонов. Но стоит ли паковать чемоданы для полёта к Альфе Центавра? Вот именно с межзвёздными полётами пока всё не так радужно. Теория говорит о том, что для создания волны искривления пространства для перемещения на межзвёздные расстояния необходимо намного больше антиматерии.

Скорее всего, именно поэтому, хоть теоретически межзвёздные перемещения и возможны, вопросами, связанными с ними, практически никто не занимается. На сегодняшний день, пожалуй, самым известным человеком, занимающимся вопросами, связанными с подобным перемещением, является Jeph Francis Xavier Agnew. Он уточнил все имеющиеся данные (на 2019 год) и указал в своей работе , что для запуска варп-двигателя потребуется около 10^28 килограмм антиматерии, что приблизительно равно энергии массы Юпитера. Немало, да, но и не масса Вселенной. С теоретической точки зрения разумно предположить, что с развитием квантовой теории поля и более глубоким пониманием фундаментальных уровней теоретической физики будет продолжен и ускорен прогресс в направлении создания технологии, подобной варп. Открытие гравитационных волн стало прорывом, который не только подтверждает теорию относительности, но и даёт начальное представление о концепции пространственно-временного искажения и деформации. Смогут ли гравитационные волны стать двигательным эквивалентом электричества — естественным явлением, которое человечество точно также освоит?

Читайте также:  Подскажите как заказывать контрактный двигатель

По крайней мере теперь, когда стало понятно, что этот эффект возникает естественным образом, более разумно обсудить методологии, позволяющие его использовать, чем прямо сейчас и занимаются энтузиасты, мечтающие о межзвёздных путешествиях. Подписывайтесь на S&F , чтобы первыми узнавать самое интересное из мира науки, техники и технологий, и делитесь ссылкой на него с друзьями и в социальных сетях. Ещё у меня есть канал в Telegram и уютный чатик для дискуссий на научные темы. Спасибо, что читаете.

Источник

Наса Рарабатывает Варп Двигатель, что?

Для того, чтобы понять что подразумевается под словосочетанием варп двигатель, нужно понять что такое «варп-привод» Алькубьерре?

Всегда приятно узнать, что идеи, которые являются обычным явлением в научной фантастике, основаны на научных фактах. Криогенные морозильники, лазерные пистолеты, роботы, силикатные имплантаты. и давайте не будем забывать о варп-двигаеле! Вы не поверите, но эта концепция, известная также как сверхсветовое путешествие, гиперпространство и т.д., на самом деле стоит одной ногой в мире реальной науки, во всяком случае в теоретической части такого явления – как наука, он точно стоит.

В физике это явление известно как Warp Drive Алькубьерре. На бумаге это весьма умозрительное, но, возможно, верное решение уравнений поля Эйнштейна, в частности, как пространство, время и энергия взаимодействуют. В этой конкретной математической модели пространства-времени есть особенности, которые явно напоминают вымышленный «варп-двигатель» или «гиперпространство» из известных научно-фантастических франшиз, отсюда и возникновение ассоциации.

Немножко истории.

С тех пор как Эйнштейн впервые предложил специальную теорию относительности в 1905 году, ученые действовали в рамках ограничений, налагаемых релятивистской Вселенной. Одним из этих ограничений является вера в то, что скорость света нерушима и, следовательно, никогда не будет такой вещи, как сверхсветовые космические путешествия или исследования.

Несмотря на то, что последующим поколениям ученых и инженеров удалось преодолеть звуковой барьер и преодолеть притяжение Земли, скорость света оказалась единственным препятствием, которое суждено было удержать. Но затем, в 1994 году, мексиканский физик по имени Мигель Алькубьерре предложил метод растягивания ткани пространства-времени таким образом, который теоретически позволил бы сверхсветовым путешествиям быть.

Кратко и по сути.

Проще говоря, этот метод космических путешествий включает в себя растяжение ткани пространства-времени в виде волны, которая (теоретически) заставит пространство перед объектом сжиматься, а пространство позади него расширяться. Объект внутри этой волны (например, космический корабль) сможет перемещаться по этой области, известной как «варп-пузырь» плоского пространства.
Это то, что известно как «метрика Алькубьерре». Интерпретируемая в контексте общей теории относительности, эта метрика позволяет варп-пузырю появляться в ранее плоской области пространства-времени и передвигатся эффективно со скоростью превышающий скорость света. Внутренняя часть пузыря является инерциальной системой отсчета для любого его объекта.
Поскольку корабль не движется внутри этого пузыря, а премещается вместе с самим пузырем, обычные релятивистские эффекты, такие как замедление времени, неприменимы. Следовательно, правила пространства-времени и законы относительности не будут нарушены в общепринятом смысле.

Читайте также:  Как настроить двигатель откатных ворот

Одна из причин этого заключается в том, что этот метод не будет полагаться на движение со скоростью, превышающей скорость света в местном смысле, поскольку луч света в этом пузыре все равно всегда будет двигаться быстрее, чем корабль. Это только «быстрее света» в том смысле, что корабль может достичь пункта назначения быстрее, чем луч света, который двигался за пределами пузыря варпа.

Неурядицы.

Однако у этой теории есть несколько проблем. Во-первых, нет известных методов создания такого пузыря деформации в выделенной области пространства. Во-вторых, если предположить, что существует способ создать такой пузырь, то пока не существует известного способа проникнуть в него, оказавшись внутри него. В результате двигатель (или метрика) Алькубьерре в настоящее время остается в категории теории.

Математически это может быть представлено следующим уравнением: ds 2 = — (a2 — B i B i ) dt 2 + 2B i dx i dt + g ij dx i dx j , где a — функция погрешности, которая дает интервал собственное время между соседними гиперповерхностями, B i — вектор сдвига, который связывает системы пространственных координат на разных гиперповерхностях, а g ij — определенная метрика на каждой из гиперповерхностей.

Попытки исследований.

В 1996 году НАСА основало исследовательский проект, известный как Breakthrough Propulsion Physics Project (BPP), для изучения различных предложений и технологий космических аппаратов. В 2002 году финансирование проекта было прекращено, что побудило основателя — Марка Г. Миллиса — и нескольких членов создать фонд Tau Zero Foundation. Эта организация, названная в честь знаменитого одноименного романа Пола Андерсона, занимается исследованиями межзвездных путешествий.

В 2012 году Лаборатория физики перспективных двигателей НАСА (также известная как Eagleworks) объявила, что они начали проводить эксперименты, чтобы выяснить, действительно ли возможен «варп-двигатель». Это включало разработку интерферометра для обнаружения пространственных искажений, вызванных расширением и сжатием пространства-времени метрики Алькубьерре.

Руководитель группы — доктор Гарольд Сонни Уайт — описал свою работу в статье НАСА под названием « Механика поля деформаций 101 » . Он также объяснил их работу в публикации NASA Roundup за 2012 год :

«Мы создали испытательный стенд интерферометра в лаборатории, где мы собираемся пройти и попытаться создать микроскопический образец маленького пузыря деформации. И хотя это всего лишь микроскопический пример явления, мы возмущаем пространство-время, очень маленькую часть . Математически, вы можете добраться до Альфы Центавра за две недели, если судить по часам здесь, на Земле. Так как, чьи-часы на борту космического корабля показывают такой же ход времени, как и у кого-то из центра управления полетом здесь, в Хьюстоне не будут никаких временных аномалий и искажений.

В данной модели нет приливных сил, нет чрезмерных проблем, а ускорение равно нулю. Когда вы включаете поле, никто не будет биться о переборку, что было бы очень коротким и печальным путешествием ».
В 2013 году д-р Уайт и члены Eagleworks опубликовали результаты 19,6-секундного полевого испытания на искривление в условиях вакуума. Эти результаты, которые были признаны неубедительными, были представлены на Конгрессе межзвездных кораблей Icarus 2013 года, который проходил в Далласе, штат Техас.

Когда речь заходит о будущем освоения космоса, кажется, что некоторые очень сложные вопросы неизбежны. И такие вопросы, как «сколько времени нам понадобится, чтобы добраться до ближайшей звезды, кажутся довольно тревожными, если мы не делаем поправки на какой-то способ сверхскоростного или сверхсветового перехода. Как мы можем ожидать стать межзвездным видом, если все доступные методы займут столетия или больше?

В настоящее время такая вещь не кажется полностью возможной. И попытки доказать обратное остаются безуспешными или безрезультатными. Но, как нас учит история, то, что считается невозможным, со временем меняется. Когда-нибудь, кто знает, чего мы можем достичь? Но до тех пор нам просто нужно набраться терпения и ждать будущих исследований.

Источник

Adblock
detector