Пузырь Алькубьерре: не только надежда на варп-драйв, но и внезапная метрическая ядерная энергетика
Пузырь Алькубьерре обычно рассматривают исключительно в формате надежды на технологию фактически сверхсветовых перелетов - и, прежде чем обсудить совсем иное не-космическое применение этого пузыря, вспомним кратко о чем идет речь.
"...Кротовую нору [гиперпространственный туннель] нужно предварительно построить и лишь затем по ней путешествовать. Это не очень удобно. А нельзя ли создать нечто подобное динамической кротовой норе, которую космический корабль будет непрерывно достраивать спереди от себя и закрывать сзади, при этом перемещаясь вперед по имеющемуся кусочку тоннеля? Примерно так должен действовать двигатель Мигеля Алькубьерре, который был описан строго математически в рамках ОТО в статье, опубликованной в одном из лучших научных журналов Classical and Quantum Gravity. Только кусочек тоннеля в этом случае более правильно называют «пузырем Алькубьерре», так как он не имеет топологии трубки... В 1994 году, Мигель Алькубьерре предложил новый способ перелетов, который (пока лишь в теории) позволяет свободно перемещаться в любых направлениях без предварительного строительства тоннеля. Мигель так наглядно объясняет свою идею: позади космического корабля пространство раздувается, а спереди, наоборот, сжимается. За счет этого корабль может перемещаться вперед со сколь угодно большой скоростью относительно внешних наблюдателей. Речь идет о варп-двигателе, называемом в англоязычной литературе Warp Drive"
https://trv-science.ru/2021/12/warp-dvigatel-kosmicheskij-tyanitolkaj/
Видео-изложение этой идеи и следствий из нее (с соразмерной долей здорового скептицизма) - можно посмотреть на канале "Космос Просто":
Более детально об истории поиска пузыря Алькубьерре можно прочесть тут:
24 марта 2021 Новая волна в исследованиях варп-двигателя. Решение Ленца и что из него следует
https://habr.com/ru/post/548612/
7 декабря 2021 Скорость света ближе, чем казалось: ученые создали первый пузырь Алькубьерре
https://habr.com/ru/company/gms/blog/593943/
11 января 2022 Не надувайте варп-пузырей, работая на оборонку
https://habr.com/ru/post/645057/
Модифицированный интерферометр Майкельсона, предназначенный для попытки обнаружения эффекта искривления пространства-времени под воздействием сильного электрического поля. Впервые сконструирован Гарольдом Уайтом и его командой в 2012 году. В качестве цели эксперимента заявлена проверка возможности создания пузыря Алькубьерре
https://ru.wikipedia.org/wiki/Интерферометр_Уайта_-_Джудэя
27 августа 2013 НАСА готовит эксперимент для проверки концепции варп-двигателя
Иллюстрация из презентации Гарольда Уайта для конференции “100 Year Starship Symposium” в Орландо (2011)
https://habr.com/ru/post/191568/
...
Теперь, как и было обещано в начале , обсудим совсем иное не-космическое применение пузыря Алькубьерре - с учетом т.н. "решения Эрика Ленца")
11 August 2020Breaking the Warp Barrier: Hyper-Fast Solitons in Einstein-Maxwell-Plasma Theory. (Erik W. Lentz - Institut f¨ur Astrophysik, Georg-August Universitat G¨ottingen, G¨ottingen, Germany)
https://arxiv.org/pdf/2006.07125.pdf
Тему, которая неявно следует из возможности создания пузыря Алькубьерре-Ленца-Уайта можно условно назвать "метрической ядерной энергетикой". Дело в том, что стабильность атомных ядер и тяжелых элементарных частиц (прежде всего - протонов и нейтронов), а также потенциальные барьеры ядерных превращений весьма существенно зависят от метрики (т.е. от локальных свойств пространства-времени, или, чтол то же самое - от напряженности и градиента гравитационного поля). В зависимости от локальной метрики, ядерные реакции могут идти в разных направлениях и с разными вероятностями.
В какой-то мере это аналогично изменению химического равновесия в газовой фазе (известному как принцип Ле Шателье - Брауна) - хотя аналогия довольно далекая.
В собственно ядерной физике зависимость превращений элементарных частий от метрики иллюстрируется гравитационным пределом Чандрасекара. В случае превышения этого предела - в ходе сжатия звезды, в ней происходит процесс слияния электронов и протонов в нейтроны (образуется нейтронная звезда). Именно нейтроны оказываются наиболее стабильными в этих условиях - хотя в обычной невозмущенной метрике (т.е. там, где нет настолько высокой гравитации) нейтрон является нестабильным и испытывает бета-распад (на протон и электрон).
Еще более чувствительны к метрике - атомные ядра с незначительным запасом стабильности.
Как отмечено выше, условные границы пузыря Алькубьерре представляют собой некую особенность локальной метрики - и весьма вероятно, что в ней ядерные процессы будут идти существенно иначе, чем в обычном пространстве с незначительным гравитационным искривлением.
В отличие от идеи корабля, летящего в пузыре - идея ядерных реакций в области границ пузыря не требует значительного размера пузыря и значительного времени его существования (относительно внешнего наблюдателя). Все может происходить в очень малом объеме и очень быстро.
Такого рода метрическая ядерная энергетика может оказаться не только легче достижимой, но и (на сегодняшний день) более актуальной, чем сверхбыстрые межзвездные перелеты.
...Такие дела...
"...Кротовую нору [гиперпространственный туннель] нужно предварительно построить и лишь затем по ней путешествовать. Это не очень удобно. А нельзя ли создать нечто подобное динамической кротовой норе, которую космический корабль будет непрерывно достраивать спереди от себя и закрывать сзади, при этом перемещаясь вперед по имеющемуся кусочку тоннеля? Примерно так должен действовать двигатель Мигеля Алькубьерре, который был описан строго математически в рамках ОТО в статье, опубликованной в одном из лучших научных журналов Classical and Quantum Gravity. Только кусочек тоннеля в этом случае более правильно называют «пузырем Алькубьерре», так как он не имеет топологии трубки... В 1994 году, Мигель Алькубьерре предложил новый способ перелетов, который (пока лишь в теории) позволяет свободно перемещаться в любых направлениях без предварительного строительства тоннеля. Мигель так наглядно объясняет свою идею: позади космического корабля пространство раздувается, а спереди, наоборот, сжимается. За счет этого корабль может перемещаться вперед со сколь угодно большой скоростью относительно внешних наблюдателей. Речь идет о варп-двигателе, называемом в англоязычной литературе Warp Drive"
https://trv-science.ru/2021/12/warp-dvigatel-kosmicheskij-tyanitolkaj/
Видео-изложение этой идеи и следствий из нее (с соразмерной долей здорового скептицизма) - можно посмотреть на канале "Космос Просто":
Click to viewБолее детально об истории поиска пузыря Алькубьерре можно прочесть тут:
24 марта 2021 Новая волна в исследованиях варп-двигателя. Решение Ленца и что из него следует
https://habr.com/ru/post/548612/
7 декабря 2021 Скорость света ближе, чем казалось: ученые создали первый пузырь Алькубьерре
https://habr.com/ru/company/gms/blog/593943/
11 января 2022 Не надувайте варп-пузырей, работая на оборонку
https://habr.com/ru/post/645057/
Модифицированный интерферометр Майкельсона, предназначенный для попытки обнаружения эффекта искривления пространства-времени под воздействием сильного электрического поля. Впервые сконструирован Гарольдом Уайтом и его командой в 2012 году. В качестве цели эксперимента заявлена проверка возможности создания пузыря Алькубьерре
https://ru.wikipedia.org/wiki/Интерферометр_Уайта_-_Джудэя
27 августа 2013 НАСА готовит эксперимент для проверки концепции варп-двигателя
Иллюстрация из презентации Гарольда Уайта для конференции “100 Year Starship Symposium” в Орландо (2011)
https://habr.com/ru/post/191568/
...
Теперь, как и было обещано в начале , обсудим совсем иное не-космическое применение пузыря Алькубьерре - с учетом т.н. "решения Эрика Ленца")
11 August 2020Breaking the Warp Barrier: Hyper-Fast Solitons in Einstein-Maxwell-Plasma Theory. (Erik W. Lentz - Institut f¨ur Astrophysik, Georg-August Universitat G¨ottingen, G¨ottingen, Germany)
https://arxiv.org/pdf/2006.07125.pdf
Тему, которая неявно следует из возможности создания пузыря Алькубьерре-Ленца-Уайта можно условно назвать "метрической ядерной энергетикой". Дело в том, что стабильность атомных ядер и тяжелых элементарных частиц (прежде всего - протонов и нейтронов), а также потенциальные барьеры ядерных превращений весьма существенно зависят от метрики (т.е. от локальных свойств пространства-времени, или, чтол то же самое - от напряженности и градиента гравитационного поля). В зависимости от локальной метрики, ядерные реакции могут идти в разных направлениях и с разными вероятностями.
В какой-то мере это аналогично изменению химического равновесия в газовой фазе (известному как принцип Ле Шателье - Брауна) - хотя аналогия довольно далекая.
В собственно ядерной физике зависимость превращений элементарных частий от метрики иллюстрируется гравитационным пределом Чандрасекара. В случае превышения этого предела - в ходе сжатия звезды, в ней происходит процесс слияния электронов и протонов в нейтроны (образуется нейтронная звезда). Именно нейтроны оказываются наиболее стабильными в этих условиях - хотя в обычной невозмущенной метрике (т.е. там, где нет настолько высокой гравитации) нейтрон является нестабильным и испытывает бета-распад (на протон и электрон).
Еще более чувствительны к метрике - атомные ядра с незначительным запасом стабильности.
Как отмечено выше, условные границы пузыря Алькубьерре представляют собой некую особенность локальной метрики - и весьма вероятно, что в ней ядерные процессы будут идти существенно иначе, чем в обычном пространстве с незначительным гравитационным искривлением.
В отличие от идеи корабля, летящего в пузыре - идея ядерных реакций в области границ пузыря не требует значительного размера пузыря и значительного времени его существования (относительно внешнего наблюдателя). Все может происходить в очень малом объеме и очень быстро.
Такого рода метрическая ядерная энергетика может оказаться не только легче достижимой, но и (на сегодняшний день) более актуальной, чем сверхбыстрые межзвездные перелеты.
...Такие дела...