Що буде, якщо досягти швидкості світла. Як вчені з NASA збираються перевищити швидкість світла у космосі

20-те століття ознаменувалося найбільшими відкриттями у сфері фізики та космології. Основами цих відкриттів стали теорії, розроблені плеядою видатних фізиків. Найзнаменитішим з них є Альберт Ейнштейн, на роботах якого багато в чому ґрунтується сучасна фізика. З теорій вченого випливає, що швидкість світла у вакуумі є граничною швидкістю руху частинок та взаємодії. А тимчасові парадокси, що випливають з цих теорій, і зовсім дивують: так для рухомих об'єктів час тече повільніше щодо тих, що спочивають, причому чим ближче до швидкості світла, тим більше сповільнюється час. Виходить, що для об'єкта, що летить зі швидкістю світла, час повністю зупиниться.

Це дає нам надію, що при належному рівні технологій, теоретично людина здатна протягом життя одного покоління досягти найвіддаленіших куточків Всесвіту. При цьому час польоту в земній системі відліку становитиме мільйони років, тоді як на кораблі, що летить з навколосвітньою швидкістю, пройде всього кілька днів. до величезних величин, нехай навіть теоретично до швидкості світла (хоча наша фізика заперечує таку можливість), чи зможемо ми досягти не тільки найдальших галактик і зірок, а й краю нашого Всесвіту, поглянути за кордон невідомого, про що вчені не мають жодних уявлень?

Ми знаємо, що Всесвіт утворився близько 13,79 млрд. років тому і з тих пір постійно розширюється. Можна було б припустити, що її радіус на даний момент має становити 13,79 млрд світлових років, а діаметр, відповідно, 27,58 млрд світлових років. І це було б правильно, якщо Всесвіт розширювався рівномірно зі швидкістю світла - максимальною можливою швидкістю. Але отримані дані свідчать, що Всесвіт розширюється з прискоренням.

Ми спостерігаємо, що найбільш віддалені від нас галактики віддаляються від нас швидше, ніж ті, що знаходяться неподалік – простір нашого світу безперервно розширюється. При цьому існує частина Всесвіту, яка віддаляється від нас швидше за швидкість світла. При цьому ніякі постулати та висновки теорії відносності не порушуються – усередині Всесвіту об'єкти залишаються досвітловими швидкістю. Цю частину Всесвіту неможливо побачити — швидкості випущених джерелами випромінювання фотонів просто недостатньо, щоб подолати швидкість розширення простору.

Обчислення показують, що видима для нас частина нашого світу має діаметр близько 93 млрд. світлових років і має назву Метагалактика. Про те, що знаходиться за цим кордоном і наскільки далеко простягається Всесвіт, ми можемо лише здогадуватися. Логічно припустити, що край Всесвіту віддаляється від нас найшвидше і набагато перевищує швидкість світла. І ця швидкість постійно зростає. Стає очевидним, що якщо навіть якийсь об'єкт летітиме зі швидкістю світла, то краю Всесвіту він ніколи не досягне, тому що край Всесвіту віддалятиметься від нього швидше.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Верхня межа швидкості відома навіть школярам: зв'язавши масу і енергію знаменитою формулою E = mc 2 ще на початку ХХ століття вказав на принципову неможливість нічому, що володіє масою, переміщатися в просторі швидше, ніж швидкість світла у вакуумі. Проте вже у цьому формулюванні містяться лазівки, обійти які цілком під силу деяким фізичним явищам та часткам. Принаймні явищам, що існують у теорії.

Перша лазівка ​​стосується слова "маса": на безмасові частки ейнштейнівські обмеження не поширюються. Не стосуються вони і деяких досить щільних середовищ, у яких швидкість світла може бути значно меншою, ніж у вакуумі. Нарешті, при додатку достатньої енергії сам простір може локально деформуватися, дозволяючи переміщатися так, що для спостерігача з боку, поза цією деформацією, рух відбуватиметься наче швидше за швидкість світла.

Деякі такі «надшвидкісні» явища та частинки фізики регулярно фіксують і відтворюють у лабораторіях, навіть застосовують на практиці, у високотехнологічних інструментах та приладах. Інші, передбачені теоретично, вчені ще намагаються виявити в реальності, а на треті у них великі плани: можливо, колись ці явища дозволять і нам переміщатися по Всесвіту вільно, не обмежуючись навіть швидкістю світла.

Квантова телепортація

Статус: активно розвивається

Живого істоти – добрий приклад технології, теоретично допустимої, але практично, мабуть, нездійсненної ніколи. Але якщо йдеться про телепортацію, тобто миттєве переміщення з одного місця в інше невеликих предметів, а тим більше частинок, вона цілком можлива. Щоб спростити завдання, почнемо із простого – частинок.

Здається, нам знадобляться апарати, які (1) повністю поспостерігають за станом частинки, (2) передадуть цей стан швидше за швидкість світла, (3) відновлять оригінал.

Однак у такій схемі навіть перший крок повністю реалізувати неможливо. Принцип невизначеності Гейзенберга накладає непереборні обмеження на точність, з якою можна виміряти «парні» параметри частки. Наприклад, що краще ми знаємо її імпульс, то гірше – координату, і навпаки. Однак важливою особливістю квантової телепортації є те, що, власне, вимірювати частинки і не треба, як не треба нічого й відновлювати – достатньо отримати пару сплутаних частинок.

Наприклад, для приготування таких поплутаних фотонів нам знадобиться висвітлити нелінійний кристал лазерним випромінюванням певної хвилі. Тоді деякі з вхідних фотонів розпадуться на два сплутаних – незрозуміло пов'язаних, так що будь-яка зміна стану одного моментально позначається на стані іншого. Цей зв'язок справді незрозумілий: механізми квантової сплутаності залишаються невідомими, хоча саме явище демонструвалося і демонструється постійно. Але це таке явище, заплутатися в якому насправді легко – достатньо додати, що до вимірювання жодна з цих частинок не має потрібної характеристики, при цьому який би результат ми не отримали, вимірявши першу, другий стан дивним чином корелюватиме з нашим результатом .

Механізм квантової телепортації, запропонований у 1993 році Чарльзом Беннеттом та Жилем Брассардом, вимагає додати до пари заплутаних частинок всього одного додаткового учасника – власне того, кого ми збираємося телепортувати. Відправників і одержувачів прийнято називати Алісою і Бобом, і ми підемо цієї традиції, вручивши кожному з них по одному зі сплутаних фотонів. Як тільки вони розійдуться на пристойну відстань і Аліса вирішить почати телепортацію, вона бере потрібний фотон і вимірює його стан разом із станом першого зі сплутаних фотонів. Невизначена хвильова функція цього фотона колапсує і моментально відгукується у другому поплутаному фотоні Боба.

На жаль, Боб не знає, як саме його фотон реагує на поведінку фотона Аліси: щоб зрозуміти це, йому треба дочекатися, поки вона надішле результати своїх вимірювань звичайною поштою, не швидше за швидкість світла. Тому жодну інформацію передати таким каналом не вийде, але факт залишиться фактом. Ми телепортували стан одного фотона. Щоб перейти до людини, залишається масштабувати технологію, охопивши кожну частину всього лише з 7000 трильйонів трильйонів атомів нашого тіла, – здається, від цього прориву нас відокремлює не більше, ніж вічність.

Однак квантова телепортація і сплутаність залишаються одними з найгарячіших тем сучасної фізики. Насамперед тому, що використання таких каналів зв'язку обіцяє незламний захист даних, що передаються: щоб отримати доступ до них, зловмисникам знадобиться заволодіти не тільки листом від Аліси до Боба, але й доступом до сплутаної частки Боба, і навіть якщо їм вдасться до неї дістатися і зробити. Вимірювання, це назавжди змінить стан фотона і буде відразу ж розкрито.

Ефект Вавілова – Черенкова

Статус: давно використовується

Цей аспект подорожей швидше за швидкість світла – приємний привід згадати заслуги російських учених. Явище було відкрито в 1934 році Павлом Черенковым, який працював під керівництвом Сергія Вавілова, через три роки воно отримало теоретичне обґрунтування в роботах Ігоря Тамма та Іллі Франка, а в 1958 р. всі учасники цих робіт, крім уже померлого Вавилова, були нагороджені Нобелєвим. фізики.

Справді, говорить лише про швидкість світла у вакуумі. В інших прозорих середовищах світло уповільнюється, причому досить помітно, внаслідок чого на їхньому кордоні з повітрям можна спостерігати заломлення. Коефіцієнт заломлення скла дорівнює 1,49 - значить, фазова швидкість світла в ньому в 1,49 рази менше, а, наприклад, у алмазу коефіцієнт заломлення вже 2,42, і швидкість світла в ньому знижується більш ніж удвічі. Іншим часткам ніщо не заважає летіти і швидше за світлові фотони.

Саме це сталося з електронами, які в експериментах Черенкова були вибиті високоенергетичним гамма-випромінюванням зі своїх місць у молекулах люмінесцентної рідини. Цей механізм часто порівнюють із утворенням ударної звукової хвилі при польоті в атмосфері на надзвуковій швидкості. Але можна уявити і як біг у натовпі: рухаючись швидше світла, електрони проносяться повз інші частки, ніби зачіпаючи їх плечем – і на кожен сантиметр свого шляху змушуючи сердито випромінювати від кількох сотень фотонів.

Незабаром така ж поведінка була виявлена ​​і в усіх інших досить чистих і прозорих рідин, а згодом випромінювання Черенкова зареєстрували навіть глибоко в океанах. Звісно, ​​фотони світла з поверхні сюди справді не долітають. Зате надшвидкі частинки, які вилітають від невеликих кількостей радіоактивних частинок, що розпадаються, час від часу створюють світіння, можливо, сяк-так дозволяє бачити місцевим жителям.

Випромінювання Черенкова - Вавілова знайшло застосування в науці, ядерній енергетиці та суміжних областях. Яскраво світяться реактори АЕС, наповнені швидкими частинками. Точно вимірюючи характеристики цього випромінювання і знаючи фазову швидкість нашому робочому середовищі, ми можемо зрозуміти, що з частки його викликали. Черенківськими детекторами користуються і астрономи, виявляючи легкі та енергійні космічні частинки: важкі неймовірно важко розігнати до потрібної швидкості, і випромінювання вони не створюють.

Бульбашки та нори

Ось мурашка повзе по аркуші паперу. Швидкість його невелика, і на те, щоб дістатися від лівого краю площини до правого, у бідолахи йде секунд 10. Але варто нам пожалкувати над ним і зігнути папір, з'єднавши його краї, як він миттєво «телепортується» у потрібну точку. Щось подібне можна зробити і з нашим рідним простором-часом, з тією лише різницею, що вигин вимагає участі інших вимірювань, які ми не сприймаємо, утворюючи тунелі простору-часу, – знамениті червоточини, або кротові нори.

До речі, згідно з новими теоріями, такі кротові нори – це якийсь просторово-часовий еквівалент уже знайомого нам квантового феномену заплутаності. Взагалі, їхнє існування не суперечить жодним важливим уявленням сучасної фізики, включаючи . Але для підтримки такого тунелю в тканині Всесвіту знадобиться щось, мало схоже на справжню науку, – гіпотетична «екзотична матерія», яка має негативну щільність енергії. Інакше кажучи, це має бути така матерія, яка викликає гравітаційне відштовхування. Важко уявити, що колись ця екзотика буде знайдена, а тим більше приручена.

Своєрідною альтернативою кротовим норам може бути ще екзотичніша деформація простору-часу – рух усередині міхура викривленої структури цього континууму. Ідею висловив 1993 року фізик Мігеле Алькуб'єрре, хоча у творах фантастів вона звучала набагато раніше. Це як космічний корабель, який рухається, стискаючи та змінюючи простір-час перед своїм носом і знову розгладжуючи його позаду. Сам корабель та його екіпаж у своїй залишаються у локальній області, де простір-час зберігає звичайну геометрію, і жодних незручностей не відчувають. Це чудово видно по популярному серед мрійників серіалу «Зоряний шлях», де такий «варп-двигун» дозволяє подорожувати, не скромничаючи, по всьому Всесвіту.

Статус: від фантастичного до теоретичного

Фотони - частки безмасові, як і деякі інші: їх маса в спокої дорівнює нулю, і щоб не зникнути остаточно, вони змушені завжди рухатися, і завжди - зі швидкістю світла. Однак деякі теорії припускають існування і більш екзотичних частинок - тахіонів. Маса їх, що фігурує в нашій улюбленій формулі E = mc 2 , не простим, а уявним числом, що включає особливий математичний компонент, квадрат якого дає негативне число. Це дуже корисна властивість, і сценаристи улюбленого нами серіалу «Зоряний шлях» пояснювали роботу свого фантастичного двигуна саме «приборканням енергії тахіонів».

Насправді, уявна маса робить неймовірне: тахіони повинні втрачати енергію, прискорюючись, тому для них все в житті зовсім не так, як ми звикли думати. Зіткнувшись з атомами, вони втрачають енергію і прискорюються, так що наступне зіткнення буде ще сильнішим, яке забере ще більше енергії і знову прискорить тахіони аж до нескінченності. Зрозуміло, що таке самозахоплення просто порушує базові причинно-наслідкові залежності. Можливо, тому вивчають тахіони поки лише теоретики: жодного прикладу розпаду причинно-наслідкових зв'язків у природі поки що ніхто не бачив, а якщо ви побачите, шукайте тахіон, і Нобелівська премія вам забезпечена.

Проте теоретики все ж таки показали, що тахіони, може, і не існують, але в далекому минулому цілком могли існувати, і, за деякими уявленнями, саме їхні нескінченні можливості відіграли важливу роль у Великому вибуху. Присутністю тахіонів пояснюють вкрай нестабільний стан хибного вакууму, в якому міг бути Всесвіт до свого народження. У такій картині світу тахіони, що рухаються швидше світла - справжня основа нашого існування, а поява Всесвіту описується як перехід тахионного поля помилкового вакууму в інфляційне поле істинного. Варто додати, що це цілком шановані теорії, як і раніше, що головні порушники законів Ейнштейна і навіть причинно-наслідкового зв'язку виявляються у ній родоначальниками всіх причин і наслідків.

Швидкість пітьми

Філософічний статус

Якщо міркувати філософськи, темрява – це просто відсутність світла, і швидкості мають бути однакові. Але варто подумати ретельніше: темрява здатна набувати форми, що переміщається набагато швидше. Ім'я цієї форми – тінь. Уявіть, що ви показуєте пальцями силует собаки на протилежній стіні. Промінь від ліхтаря розходиться, і тінь від вашої руки стає набагато більшою за саму руку. Достатньо найменшого руху пальця, щоб тінь від нього на стіні змістилася на помітну відстань. А якщо ми відкидатимемо тінь на Місяць? Чи на уявний екран ще далі?

Ледве помітне помах - і вона перебіжить з будь-якою швидкістю, яка задається лише геометрією, так що ніякий Ейнштейн їй не указ. Втім, з тінями краще не заграватися, адже вони легко дурять нас. Варто повернутися на початок і згадати, що темрява – це просто відсутність світла, тому ніякий фізичний об'єкт за такого руху не передається. Немає ні частинок, ні інформації, ні деформацій простору-часу є лише наша ілюзія того, що це окреме явище. У реальному світі ніяка темрява не зможе зрівнятися у швидкості зі світлом.

Для досягнення швидкості, близької до швидкості світла, багатоступінчастій ракеті потрібно було б відкидати частину своєї маси зі збільшенням швидкості, як робить зображена тут ракета Super Haas

Допустимо, ви хочете відправитися в міжзоряну подорож і дістатися до точки призначення якнайшвидше. Можливо, вам не вдасться зробити це до завтра, але якби у вас були всі необхідні інструменти та технології, а також трохи допомоги від відносності Ейнштейна – чи змогли б ви дістатись туди через рік? А що щодо наближення до швидкості світла? Саме про це ставить наш читач своє питання цього тижня:

Я нещодавно читала книгу, автор якої намагався пояснити парадокс близнюків, представляючи космічний корабель, що 20 років летить із прискоренням в 1 g, а потім повертається назад. Чи можна протягом такого часу підтримувати таке прискорення? Якщо, припустимо, почати подорож першого дня нового року і летіти з прискоренням 9,8 метра в секунду, то, якщо вірити розрахункам, до кінця року можна досягти швидкості світла. Як після цього далі пришвидшуватись?

Найпередовіші ракети та системи реактивного руху, створені людством, недостатньо потужні для такого завдання, тому що вони домагаються не такого вже й великого прискорення. Вражаючи вони тому, що прискорюють величезну масу досить тривалий час. Але прискорення таких ракет, як Сатурн-5, Атлас, Фалькон та Союз не перевищує прискорення якогось спортивного автомобіля: від 1 до 2 g, де g – 9,8 метри на секунду у квадраті. У чому різниця між ракетою та спортивним автомобілем? Своєї межі автомобіль досягне секунд через 9, на позначці 320 км/год. Ракета може прискорюватися так набагато довше – не секунди чи хвилини, але чверть години.

Найпершою з космічного центру на мисі Кеннеді НАСА запустило ракету Аполло-4. Хоча вона прискорювалася так само, як спортивний автомобіль, її ключ до успіху був у тривалій підтримці цього прискорення

Саме так ми можемо подолати гравітаційне тяжіння Землі та вийти на орбіту, досягти інших світів у нашій Сонячній системі або навіть вирватися із сонячного тяжіння. Але в якийсь момент і ми дійдемо до межі - прискорюватися можна обмежений час через обмеження на кількість палива, що переноситься. Використовуване нами ракетне паливо, на жаль, надзвичайно неефективне. Ви бачили знамените рівняння Ейнштейна, E = mc 2 , що описує масу як форму енергії, і те, що енергію можна зберігати у вигляді матерії. Наше чудове ракетне паливо дуже неефективне.

Перший пробний запуск двигуна SpaceX Raptor на початку 2016 року

Використовуючи хімічні реакції, паливо перетворює трохи більше 0,001% своєї маси в енергію, жорстко обмежуючи максимальну швидкість, доступну космічному кораблю. І саме тому для запуску 5 тонн корисного вантажу на геостаціонарну орбіту потрібна ракета вагою 500 тонн. Ядерні ракети були б більш ефективними, і перетворювали б близько 0,5% своєї маси на енергію, але ідеальним результатом було б паливо з матерії та антиматерії, що досягає 100% ефективності в перетворенні E = mc 2 . Якби у вас була ракета певної маси, неважливо, якою, і всього 5% цієї маси містилося б в антиматерії (а ще 5% - в одноразовій матерії), можна було б контролювати анігіляцію в часі. В результаті ви отримали б постійне та стійке прискорення в 1 g на набагато більшому проміжку часу, ніж дасть вам будь-яке інше паливо.

Подання художника про реактивну систему руху з використанням антиматерії. Анігіляція матерії/антиматерії дає найвищу щільність фізичної енергії з усіх відомих речовин

Якщо вам потрібне постійне прискорення, то анігіляція матерії/антиматерії, що становить кілька відсотків загальної маси, дозволить вам прискорюватися з такою швидкістю кілька місяців поспіль. У такий спосіб можна набрати до 40% швидкості світла, якщо ви витратите весь річний бюджет США на створення антиматерії, і прискорюватимете 100 кг корисного вантажу. Якщо вам потрібно прискорюватися ще довше, вам потрібно збільшувати кількість палива, що взяте з собою. І чим більше ви прискорюватиметеся, чим ближче ви будете до швидкості світла, тим сильніше вам будуть помітні релятивістські ефекти.

Як ваша швидкість збільшується з часом, якщо тримати прискорення 1 g кілька днів, місяців, років чи десятиліття

Після десяти днів польоту з прискоренням в 1 g ви вже проминете Нептун, останню планету Сонячної системи. Через кілька місяців ви почнете помічати уповільнення часу та скорочення відстаней. Через рік ви наберете вже 80% швидкості світла; через 2 роки ви підберетеся до 98% швидкості світла; через 5 років польоту з прискоренням в 1 g ви рухатиметеся зі швидкістю 99,99% від швидкості світла. І чим довше ви прискорюватиметеся, тим ближче до швидкості світла ви підберетеся. Але ніколи її не досягнете. Більше того, з часом на це потрібно все більше енергії.

На логарифмічній шкалі видно, що чим довше ви прискорюватиметеся, тим ближче до швидкості світла ви підберетеся, але ніколи її не досягнете. Навіть через 10 років ви підберетеся до 99,9999999% швидкості світла, але не досягнете її

На перші десять хвилин прискорення знадобиться певна кількість енергії, і до закінчення цього терміну ви рухатиметеся зі швидкістю 6 км/с. Ще через 10 хвилин ви подвоїте швидкість до 12 км/с, але на це потрібно втричі більше енергії. Ще через десять хвилин ви рухатиметеся зі швидкістю 18 км/с, але на це потрібно в 5 разів більше енергії, ніж у перші десять хвилин. Ця схема продовжить працювати й надалі. Через рік ви вже будете використовувати у 100 000 разів більше енергії, ніж на початку! Крім того, швидкість збільшуватиметься все менше і менше.

Довжина скорочується, а час розтягується. На графіці показано, як космічний корабель, що рухався з прискоренням в 1 g сто років, може здійснити подорож майже до будь-якої точки видимого Всесвіту, і повернутися звідти протягом одного людського життя. Але на момент його повернення Землі пройде додатковий час

Якщо ви хочете прискорити корабель вагою 100 кг протягом року при 1 g, вам знадобиться 1000 кг матерії та 1000 кг антиматерії. Через рік ви рухатиметеся зі швидкістю 80% від швидкості світла, але ніколи її не перевершите. Навіть якби у вас була нескінченна кількість енергії. Постійне прискорення вимагає постійного збільшення тяги, і що швидше ви рухаєтеся, то більше енергії витрачається на релятивістські ефекти. І доки ми не придумаємо, як керувати деформацією простору, швидкість світла залишиться остаточним обмеженням Всесвіту. Все, що має масу, не зможе її досягти, а тим більше, перевершити. Але якщо ви почнете сьогодні, то через рік ви опинитеся там, куди ще не діставався жоден макроскопічний об'єкт!

Цьогорічний рекорд швидкості у космосі тримається вже 46 років. Коли ж його буде побито? Ми, люди, одержимі швидкістю. Так, лише за останні кілька місяців стало відомо про те, що студенти в Німеччині поставили рекорд швидкості для електромобіля, а в США планують так удосконалити гіперзвукові літаки, щоб ті розвивали швидкість п'ять разів, що перевищує швидкість звуку, тобто. понад 6100 км/год. У таких літаків не буде екіпажу, але не тому, що люди не можуть пересуватися з такою високою швидкістю. Насправді люди вже переміщалися зі швидкістю, яка в кілька разів вища за швидкість звуку. У 1969 році, коли астронавти облетіли навколо Місяця і поверталися назад, капсула в якій вони знаходилися, розвинула швидкість, яка на Землі дорівнювала б 39,897 км / год. "Я думаю, що сто років тому ми навряд чи могли собі уявити, що людина зможе переміщатися в космосі зі швидкістю майже 40 тисяч кілометрів на годину", - говорить Джим Брей з аерокосмічного концерну Lockheed Martin. Брей - директор проекту модуля для перспективного корабля "Оріон" (Orion) ), який розробляється Космічним агентством США НАСА. За задумом розробників, космічний корабель "Оріон" – багатоцільовий та частково багаторазовий – має виводити астронавтів на низьку орбіту Землі. Нова надважка ракета, що входить до Системи космічних пусків (Space Launch System), повинна, згідно з планом, здійснити свій перший пілотований політ у 2021 році. Це буде обліт астероїда, що знаходиться на близькомісячній орбіті. Потім мають відбутися багатомісячні експедиції до Марса. Зараз, на думку конструкторів, звичайна максимальна швидкість "Оріона" має становити приблизно 32 тисячі км/год. Однак швидкість, яку розвинув "Аполлон 10", можна буде перевершити навіть при збереженні базової конфігурації корабля "Оріон". "Orion призначений для польотів до різних цілей протягом усього свого терміну експлуатації, - каже Брей. , Що ми зараз плануємо ". Але навіть "Оріон" не буде представляти пік швидкісного потенціалу людини. "По суті, не існує іншої межі швидкості, з якою ми можемо переміщатися, крім швидкості світла", - говорить Брей. Швидкість світла 1 млрд км/год. Чи є надія, що нам вдасться подолати розрив між 40 тисячами км/год та цими величинами? бік. Отже, люди – теоретично – можуть переміщатися у просторі лише трохи повільніше " швидкісної межі всесвіту " , тобто. швидкості світла. Але навіть якщо припустити, що ми подолаємо значні технологічні перешкоди, пов'язані зі створенням швидкісних космічних кораблів, наші тендітні, що складаються в основному з води тіла, зіткнуться з новими небезпеками, пов'язаними з ефектами високої швидкості. якщо люди зможуть пересуватися швидше за швидкість світла завдяки використанню лазівок у сучасній фізиці або за допомогою відкриттів, що розривають шаблон. Як витримати перевантаження Втім, якщо ми маємо намір пересуватися зі швидкістю понад 40 тисяч км/год, нам доведеться досягати її, а потім уповільнюватися, не поспішаючи і зберігаючи терпіння. Про це свідчить тяжкість тілесних травм, що виникають внаслідок автомобільних катастроф, при яких швидкість падає з кількох десятків кілометрів на годину до нуля. У чому причина цього? У тому властивості Всесвіту, що зветься інерції чи здібності фізичного тіла, що має масою, протистояти зміні його стану спокою чи руху за відсутності чи компенсації зовнішніх впливів. спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки і оскільки він не спонукається докладеними силами змінювати цей стан. Близько століття тому створення міцних літаків, які могли маневрувати на швидкості, призвело до того, що пілоти почали говорити про дивні симптоми, що викликаються змінами швидкості та напряму польоту. Ці симптоми включали в себе тимчасову втрату зору і відчуття або тяжкості, або невагомості. Ці одиниці відображають вплив прискорення вільного падіння на масу, наприклад, людського тіла. які людина відчуває вертикально з голови до п'ят чи навпаки, є поганою новиною для пілотів і пасажирів. При негативних навантаженнях, тобто. уповільнення, кров приливає від пальців на ногах до голови, виникає відчуття перенасичення, як при стійці на руках. закривають зіниці очей. І, навпаки, при прискоренні чи позитивних навантаженнях кров відливає від голови до ніг, очі і мозок починають відчувати нестачу кисню, оскільки кров накопичується в нижніх кінцівках. Спочатку зір туманиться, тобто. відбувається втрата кольорового зору і накочує, що називається, "сіра пелена", потім настає повна втрата зору або "чорна пелена", але людина залишається у свідомості. Надмірні навантаження ведуть до повної втрати свідомості. Цей стан називають непритомністю, викликаним перевантаженням. Багато пілотів загинули через те, що на їхні очі опускалася "чорна пелена" - і вони розбивалися. Середньостатистична людина може винести перевантаження приблизно в п'ять G, перш ніж знепритомніє. розслабляти м'язи торсу для того, щоб кров не відливала від голови, здатні керувати літаком при перевантаженнях приблизно в дев'ять G. "Протягом коротких періодів часу людське тіло може переносити набагато сильніші навантаження, ніж дев'ять G", - каже Джефф Свентек, виконавчий директор Асоціації аерокосмічної медицини, розташованої в місті Олександрія, штат Вірджинія. - Але витримувати високі перевантаження протягом тривалого періоду часу здатні дуже небагато". поставив капітан ВПС США Елі Бідінг-молодший на авіабазі Холломен у штаті Нью-Мексико. У 1958 році він при гальмуванні на спеціальних санях з ракетним двигуном після розгону до 55 км/год за 0.1 секунду зазнав перевантаження в 82.3 G. Цей результат зафіксував акселерометр, закріплений у нього на грудях. На очі Бідінга також впала "чорна пелена", але він відбувся тільки синцями під час цієї видатної демонстрації витривалості людського організму. Щоправда, після заїзду він провів три дні у шпиталі. А тепер у космос Астронавти, залежно від автомобіля, також відчували досить високі навантаження - від трьох до п'яти G - під час зльотів і при поверненні в щільні шари атмосфери відповідно. положенні лежачи обличчям у напрямку польоту. Після досягнення стабільної крейсерської швидкості в 26 000 км/год на орбіті астронавти відчувають швидкість не більше, ніж пасажири комерційних авіарейсів. космічним камінням – мікрометеоритами – все складніше. Ці частинки розміром з рисове зернятко можуть розвивати вражаючі і при цьому руйнівні швидкості до 300 тисяч км/год. Для забезпечення цілісності корабля та безпеки його екіпажу "Оріон" оснащений зовнішнім захисним шаром, товщина якого варіюється від 18 до 30 см. Крім того, передбачені додаткові екрануючі щити, а також використовується хитромудре розміщення обладнання всередині корабля. важливих для всього космічного корабля, ми повинні точно розраховувати кути підльоту мікрометеоритів", - каже Джим Брей. Будьте впевнені: мікрометеорити - не єдина перешкода для космічних експедицій, під час яких високі швидкості польоту людини в безповітряному просторі будуть відігравати все більш важливу роль. Під час експедиції до Марса доведеться вирішувати й інші практичні завдання, наприклад, щодо постачання екіпажу продовольством та протидії підвищеній небезпеці ракових захворювань через вплив на людський організм космічної радіації. . Нові кораблі НАСА, які загрожують побити рекорд швидкості "Аполлона 10", як і раніше, будуть покладатися на випробувані часом хімічні системи ракетних двигунів, що використовуються з часів перших. Але ці системи мають жорсткі обмеження швидкості через вивільнення малих величин енергії на одиницю палива. Тому, щоб істотно збільшити швидкість польоту для людей, що вирушають на Марс і далі, необхідні, як визнають вчені, абсолютно нові підходи. хотіли б стати свідками революції в двигунах”. кошти, з точки зору традиційної фізики, здатні допомогти людству досягти швидкостей, розумно достатніх для міжпланетних подорожей.Якщо коротко, йдеться про явища виділення енергії при розщепленні речовини, термоядерному синтезі та анігіляції антиматерії.Перший метод полягає в розподілі атомів і застосовується в комерційних ядерних Другий, термоядерний синтез, полягає у створенні більш важких атомів з простих атомів - такого роду реакції живлять енергією Сонце. Це технологія, яка заворожує, але не дається до рук; до її набуття "завжди залишається ще 50 років" - і так буде завжди, як говорить старий девіз цієї галузі. "Це дуже передові технології, - каже Девіс, - але вони засновані на традиційній фізиці і міцно утвердилися ще на зорі Атомного віку". За оптимістичними оцінками, рухові системи, засновані на концепціях поділу атомів і термоядерному синтезі, теоретично, здатні розігнати корабель до 10% швидкості світла, тобто. до дуже гідних 100 мільйонів км/год. Найбільш переважне, хоч і важкодосяжне джерело енергії для швидкого космічного корабля - це антиматерія, двійник і антипод звичайної матерії. У той же час виробництво антиречовини в корисних кількостях вимагатиме нових спеціальних потужностей наступного покоління, а інженерної думки доведеться вступити в конкурентну гонку зі створення відповідного космічного корабля. Як каже Девіс, чимало відмінних ідей вже опрацьовується на креслярських дошках. При цьому перевантаження на борту залишатимуться прийнятними для мешканців кораблів. Разом з тим, такі фантастичні нові швидкості будуть таїти в собі й інші небезпеки для організму людини. Енергетичний градНа швидкості в кілька сотень мільйонів кілометрів на годину будь-яка порошинка в космосі, від розпорошених атомів водню до мікрометеоритів, неминуче стає кулею, що володіє високою енергією і здатною прошити корпус корабля наскрізь. Разом з покійним батьком, Вільямом Едельстайном, професором радіології в Медичній школі Університету імені Джона Хопкінса, він працював над науковою працею, в якій розглядалися наслідки впливу атомів космічного водоймища. на людей і техніку) під час надшвидких космічних подорожей в космосі. Хоча його вміст не перевищує одного атома на кубічний сантиметр, розсіяний в космосі водень може придбати властивості інтенсивної радіаційної бомбардування. радіації як екіпаж, так і обладнання. На швидкості, що дорівнює 95% швидкості світла, вплив такої радіації означатиме майже миттєву смерть. Негайно закипить. "Це всі вкрай неприємні проблеми", - зауважує Едельстайн з похмурим гумором. зі швидкістю, яка не перевищує половини швидкості звуку. Тоді люди на борту мають шанс вижити. Марк Мілліс, фізик, який займається проблемами поступального руху, і колишній керівник програми НАСА з проривних розробок у фізиці руху, попереджає, що ця потенційна межа швидкості для польотів у космосі залишається поки що проблемою віддаленого майбутнього. фізичних знань, накопичених до теперішнього часу, можна сказати, що розвинути швидкість понад 10% від швидкості світло буде вкрай важко, - каже Мілліс.- Небезпека нам поки що не загрожує. не увійшли у воду”. Швидше за світло? Якщо припустити, що ми, так би мовити, навчилися плавати, чи зможемо ми тоді освоїти ковзання за космічним часом - якщо розвивати далі цю аналогію - і літати з надсвітловою швидкістю? Один із таких інтригуючих способів переміщення заснований на технологіях, подібних до тих, що застосовуються в "варп-двигуні" або "двигуні викривлення" з серіалу "Зоряний шлях". Принцип дії цієї силової установки, відомої ще як "двигун Алькуб'єрре"* (названого на прізвище мексиканського фізика-теоретика Мігеля Алькуб'єрре), полягає в тому, що він дозволяє кораблю стискати перед собою нормальний простір-час, описаний Альбертом Ейнштейном, і розширювати його позаду себе. По суті, корабель переміщається обсязі простору-часу, своєрідному "міхурі викривлення", який рухається швидше за швидкість світла. Таким чином, корабель залишається нерухомим у нормальному просторі-часі в цьому "міхурі", не піддаючись деформаціям і уникаючи порушень універсальної межі швидкості світла. в товщі води нормального простору-часу, - каже Девіс, - двигун Алькуб'єрре понесе вас, як серфінгіста, що мчить на дошці по гребеню хвилі". Є тут і певний каверз. Для реалізації цієї витівки необхідна екзотична форма матерії, що володіє негативною масою, щоб стискати і розширювати простір-час. Існує й інший підступ. В опублікованій в 2012 році роботі дослідники з Університету Сіднея припустили, що "бульбашка викривлення" накопичуватиме заряджені високою енергією космічні частинки, оскільки неминуче почне взаємодіяти з вмістом Всесвіту. Невже ми так і приречені застрягти на етапі досвітніх швидкостей через нашу делікатну біологію?! Адже не стільки про те, щоб встановити новий світовий (галактичний?) рекорд швидкості для людини, скільки про перспективу перетворення людства на міжзоряне суспільство. .Зі швидкістю в половину швидкості світла - а це та межа, яка, згідно з даними пошуків Едельстайна, здатна витримати наш організм - подорож до найближчої зірки в обидва кінці займе понад 16 років. (Ефекти розширення часу, під впливом яких для екіпажу зорельоту в його системі координат пройде менше часу, ніж для людей, що залишилися на Землі у своїй системі координат, не призведуть до драматичних наслідків на швидкості, що становить половину швидкості світла). Марк Мілліс сповнений надій. Зважаючи на те, що людство винайшло протиперевантажувальні костюми та захист від мікрометеоритів, що дозволяють людям безпечно подорожувати у великій блакитній далечіні та всіяній зірками чорноті космосу, він упевнений, що ми зможемо знайти способи виживання, на які б швидкісні рубежі не вийшли в майбутньому. А самі технології, які зможуть допомогти нам досягати неймовірних нових швидкостей переміщення, - розмірковує Мілліс, - забезпечать нас новими, поки невідомими можливостями для захисту екіпажів". А в 1995 році російський фізик-теоретик Сергій Красніков запропонував концепцію пристрою для космічних подорожей швидше за швидкість звуку. Ідея отримала назву "труби Краснікова". Це штучне викривлення простору часу за принципом так званої кротової нори. Гіпотетично корабель рухатиметься по прямій від Землі до заданої зірки крізь викривлений простір-час, проходячи через інші виміри. Відповідно до теорії Краснікова, космічний мандрівник повернеться назад у той самий час, коли він вирушив у дорогу.

Але виявилось, що можна; тепер вважають, що ми ніколи не зможемо подорожувати швидше світла...". Але насправді це неправда, що хтось колись вважав, що рухатися швидше за звук неможливо. Задовго до того, як з'явилися надзвукові літаки вже було відомо, що швидше звуку летять кулі, реально ж йшлося про те, що неможливий керованийнадзвуковий політ і помилка була в цьому. СС рух – це зовсім інша справа. Із самого початку було ясно, що надзвуковому польоту перешкоджають технічні проблеми, які треба було б просто вирішити. Але зовсім неясно, чи можна колись вирішити проблеми, що перешкоджають СС руху. Теорія відносності може багато чого сказати з цього приводу. Якщо буде можлива СС подорож або навіть передача сигналу, то буде порушена причинність, а з цього будуть абсолютно неймовірні висновки.

Спочатку ми обговоримо прості випадки руху СС. Ми згадуємо їх не тому, що вони цікаві, а тому, що вони знову і знову спливають в обговореннях руху СС і тому з ними доводиться мати справу. Потім ми обговоримо те, що вважаємо складними випадками СС руху чи спілкування, і розглянемо деякі аргументи проти них. Нарешті, ми розглянемо найсерйозніші припущення про цей СС руху.

Просте СС рух

1. Явище черенківського випромінювання

Один спосіб рухатися швидше світла полягає в тому, щоб спершу сповільнити саме світло! :-) У вакуумі світло летить зі швидкістю c, і ця величина є світовою постійною (див. питання Постійна швидкість світла), а в більш щільному середовищі на кшталт води або скла - сповільнюється до швидкості c/n, де n- це показник заломлення середовища (1,0003 у повітря; 1,4 у води). Тому частки можуть рухатися у воді чи повітрі швидше, ніж там рухається світло. В результаті виникає випромінювання Вавилова-Черенкова (див. питання).

Але коли ми говоримо про СС руху, ми, звичайно, маємо на увазі перевищення над швидкістю світла у вакуумі c(299792458 м/с). Тому явище Черенкова неспроможна вважатися прикладом СС руху.

2. З третього боку

Якщо ракета Алетить від мене зі швидкістю 0,6cна захід, а інша Б- від мене зі швидкістю 0,6cна схід, то тоді загальна відстань між Аі Бу моїй системі відліку збільшується зі швидкістю 1,2c. Таким чином, видима відносна швидкість, велика, може спостерігатися "з третьої сторони".

Однак така швидкість – це не те, що ми зазвичай розуміємо під відносною швидкістю. Справжня швидкість ракети Ащодо ракети Б- це та швидкість зростання відстані між ракетами, яку спостерігає спостерігач у ракеті Б. Дві швидкості треба скласти за релятивістською формулою складання швидкостей (див. питання Як треба складати швидкості в приватній відносності). У цьому випадку відносна швидкість виходить приблизно 0,88cтобто не є надсвітловою.

3. Тіні та зайчики

Подумайте, з якою швидкістю може рухатись тінь? Якщо Ви створите на далекій стіні тінь від свого пальця від близької лампи, а потім поворухніть пальцем, то тінь засувається набагато швидше пальця. Якщо палець зміщуватиметься паралельно стіні, то швидкість тіні буде в D/dразів більше швидкості пальця, де d- відстань від пальця до лампи, а D- Відстань від лампи до стіни. А може вийти і ще більша швидкість, якщо стіна буде розташована під кутом. Якщо стіна розташована дуже далеко, то рух тіні буде відставати від руху пальця, так як світло повинен буде долетіти від пальця до стіни, але все одно швидкість руху тіні буде в стільки ж разів більше. Тобто швидкість руху тіні не обмежена швидкістю світла.

Крім тіней швидше світла можуть рухатися і зайчики, наприклад, цятка від лазерного променя, спрямованого на Місяць. Знаючи, що відстань до Місяця 385 000 км., спробуйте розрахувати швидкість руху зайчика, якщо злегка поводити лазером. Ще можете подумати про морську хвилю, косо вдаряючи об берег. З якою швидкістю може рухатися точка, в якій хвиля розбивається?

Подібні речі можуть відбуватися і у природі. Наприклад, світловий промінь від пульсара може прочісувати хмару пилу. Яскравий спалах породжує оболонку, що розширюється, зі світла або іншого випромінювання. Коли вона перетинає поверхню, то створюється світлове кільце, що збільшується швидше за швидкість світла. У природі таке зустрічається, коли електромагнітний імпульс від блискавки досягає верхніх шарів атмосфери.

Все це були приклади речей, що рухаються швидше за світло, але які не були фізичними тілами. За допомогою тіні або зайчика не можна передати СС повідомлення, так що і спілкування швидше за світло не виходить. І знову-таки, це, мабуть, не те, що ми хочемо розуміти під СС рухом, хоча стає зрозуміло, наскільки важко визначити, що саме нам потрібно (див. питання надсвітлових ножиць).

4. Тверді тіла

Якщо взяти довгу тверду палицю і штовхнути один її кінець, чи інший кінець засувається відразу ж, чи ні? Чи не можна таким чином здійснити СС передачу повідомлення?

Так, це було бможна зробити, якби такі тверді тіла існували. Насправді ж вплив удару до кінця палиці поширюється нею зі швидкістю звуку у цій речовині, а швидкість звуку залежить від пружності і щільності матеріалу. Відносність накладає абсолютну межу можливої ​​твердості будь-яких тіл так, що швидкість звуку в них не може перевищувати c.

Те саме відбувається і у випадку, якщо ви находитеся в полі тяжіння, і спочатку тримаєте вертикально струну або жердину за верхній кінець, а потім відпускаєте його. Точка, яку ви відпустили, почне рухатися відразу, а нижній кінець не зможе почати падати до тих пір, поки до нього зі швидкістю звуку не дійде вплив відпускання.

Складно сформулювати загальну теорію пружних матеріалів у рамках відносності, але основну ідею можна показати і на прикладі механіки Ньютона. Рівняння поздовжнього руху ідеально пружного тіла можна отримати із закону Гука. У змінних маси на одиницю довжини pта модуля пружності Юнга Y, поздовжнє зміщення Xзадовольняє хвильове рівняння.

Рішення у вигляді плоских хвиль рухається зі швидкістю звуку s, причому s 2 = Y/p. Дане рівняння не передбачає можливості причинного впливу, що поширюється швидше s. Таким чином, відносність накладає теоретичну межу на величину пружності: Y < pc 2. Практично ж не зустрічаються матеріали, навіть близькі до нього. До речі, навіть якщо швидкість звуку в матеріалі близька до c, речовина сама по собі зовсім не повинна рухатися з релятивістською швидкістю. Але звідки ми знаємо, що в принципі не може існувати речовина, яка долає цю межу? Відповідь полягає в тому, що всі речовини складаються з частинок, взаємодія між якими підпорядковується стандартній моделі елементарних частинок, а в цій моделі ніяка взаємодія поширюватися швидше світла не може (дивися нижче щодо квантової теорії поля).

5. Фазова швидкість

Подивіться це хвильове рівняння:

Він має рішення виду:

Ці рішення є синусоїдальні хвилі, що рухаються зі швидкістю,

Але ж це швидше за світло, значить у нас в руках рівняння тахійного поля? Ні, це всього лише звичайне релятивістське рівняння масивної скалярної частинки!

Парадокс вирішиться, якщо зрозуміти різницю між цією швидкістю, званою також фазовою швидкістю v phвід іншої швидкості, званої групової v grяка датись формулою,

Якщо у хвильового рішення є розкид частот, то воно набуде вигляду хвильового пакета , який рухається з груповою швидкістю, що не перевищує c. Тільки гребені хвилі рухаються із фазовою швидкістю. Передавати інформацію за допомогою такої хвилі можна лише з груповою швидкістю, тому фазова швидкість дає нам черговий приклад надсвітлової швидкості, яка не може переносити інформацію.

7. Релятивістська ракета

Диспетчер на Землі стежить за космічним кораблем, що летить зі швидкістю 0,8 c. Відповідно до теорії відносності, навіть після обліку доплерівського зсуву сигналів від корабля, він побачить, що час на кораблі сповільнений і годинник там іде повільніше з коефіцієнтом 0,6. Якщо він розрахує приватне від поділу відстані, пройденого кораблем на витрачений час, виміряний по годинниках корабля, він отримає 4/3 c. Це означає, що пасажири корабля долають міжзоряний простір з ефективною швидкістю, більшою, ніж швидкість світла, яку вони отримали б, якби її виміряли. З погляду пасажирів корабля, міжзоряні відстані схильні до лоренцевого скорочення з тим самим коефіцієнтом 0,6 і отже, вони теж повинні визнати, що вони покривають відомі міжзоряні відстані зі швидкістю 4/3 c.

Це реальне явище і воно, в принципі, може бути використане космічними мандрівниками для подолання величезних відстаней протягом життя. Якщо вони пришвидшуватимуться з постійним прискоренням, рівним прискоренню вільного падіння на Землі, то у них на кораблі буде не тільки ідеальна штучна сила тяжіння, але вони ще встигнуть перетнути Галактику всього за 12 своїх років! (див. питання Які рівняння релятивістської ракети?)

Однак, і це - не справжній СС рух. Ефективна швидкість обчислена з відстані в одній системі відліку, а часу – в іншій. Це не справжня швидкість. Тільки пасажири корабля одержують переваги від цієї швидкості. Диспечер, наприклад, не встигне за своє життя побачити, як вони пролетять гігантську відстань.

Складні випадки СС руху

9. Парадокс Ейнштейна, Подільського, Розена (ЕПР)

10. Віртуальні фотони

11. Квантове тунелювання

Реальні кандидати в СС мандрівники

У даному розділі наведено умоглядні, але серйозні припущення про можливість надсвітлової подорожі. Це не ті речі, які зазвичай поміщають в ЧаВо, оскільки вони викликають більше питань, ніж дають відповідей. Вони наведені в основному для того, щоб показати, що в цьому напрямку проводяться серйозні дослідження. У кожному напрямі дається лише короткий вступ. Більш детальну інформацію можна отримати на просторах інтернету.

19. Тахіони

Тахіони - це гіпотетичні частки, які локально рухаються швидше за світло. Щоб це робити, у них повинна бути маса, що вимірюється уявним числом, але їх енергія і імпульс повинні бути позитивними. Іноді думають, що такі СС частки має бути неможливо засікти, але насправді причин так вважати немає. Тіні і зайчики підказують нам, що з СС руху ще не випливає непомітність.

Тахіони ніколи не спостерігалися і більшість фізиків сумніваються в їхньому існуванні. Якось заявлялося, що проведені досліди щодо вимірювання маси нейтрино, що вилітають при розпаді Тритію, і що ці нейтрино були тахіонними. Це дуже сумнівно, але все ж таки не виключено. У тахіонних теоріях є проблеми, оскільки з точки зору можливих порушень причинності, вони дестабілізують вакуум. Може і можна ці проблеми оминути, але тоді виявиться неможливо застосовувати тахіони у потрібному нам СС повідомленні.

Правда полягає в тому, що більшість фізиків вважають тахіони ознакою помилки в польових теорах їх, а інтерес до них з боку широких мас підігрівається, в основному, з боку наукової фантастики (див. статтю Тахіони).

20. Черевоточини

Найбільш відомою ймовірною можливістю СС подорожі є використання чревоточин. Червоточини - це тунелі в просторі-часі, що з'єднують одне місце у Всесвіті, з іншим. По них можна переміститися між цими точками швидше, ніж зробив би світло своїм звичайним шляхом. Червоточини - це явище класичної загальної відносності, але щоб їх створити, потрібно змінити топологію простору-часу. Можливість цього може бути укладено в теорії квантової гравітації.

Щоб підтримувати чревоточини у відкритому стані, потрібні величезні кількості негативної енергії. Міснері Торнзапропонували, що для генерації негативної енергії можна використовувати великомасштабний ефект Казимира, а Віссерзапропонував рішення із використанням космічних струн. Всі ці ідеї дуже умоглядні і можуть бути просто нереальними. Незвичайна речовина з негативною енергією може не існувати в потрібній для явища формі.

Торн виявив, що якщо жолоби можна створити, то з їх допомогою можна організувати замкнуті тимчасові петлі, які уможливлять подорожі в часі. Також було зроблено припущення, що багатоваріантна інтерпретація квантової механіки свідчить про те, що жодних парадоксів подорож у часі не викличе, і що події просто розгорнуться інакше, коли ви потрапите до минулого. Хокінг каже, що чревоточини можуть просто нестабільними і тому непридатними на практиці. Але сама тема залишається плідною областю для уявних експериментів, що дозволяють розібратися, що можливо і що не можливо виходячи і відомих і передбачуваних законів фізики.
refs:
W. G. Morris and K. S. Thorne, American Journal of Physics 56 , 395-412 (1988)
W. G. Morris, K. S. Thorne, і U. Yurtsever, Phys. Rev. Letters 61 , 1446-9 (1988)
Matt Visser, Physical Review D39, 3182-4 (1989)
see also "Black Holes and Time Warps" Kip Thorn, Norton & co. (1994)
Для explanation of multiverse see, "The Fabric of Reality" David Deutsch, Penguin Press.

21. Двигуни-деформатори

[Поняття не маю, як це перекласти! В оригіналі warp drive. - прим. перекладача;
переклав за аналогією зі статтею на Мембрані]

Деформатор міг би бути механізмом для закручування простору-часу таким чином, щоб об'єкт міг переміщатися швидше за світло. Мігель Алькаб'єрстав знаменитим завдяки тому, що розробив геометрію, яка описує такий деформатор. Спотворення простору-часу робить можливим для об'єкта переміщатися швидше світла, залишаючись на час-подібній кривій. Перешкоди ті ж, що і при створенні чревоточин. Щоб створити деформатор, потрібна речовина з негативною щільністю енергії. Навіть якщо така речовина можлива, все одно незрозуміло, як її можна отримати і як з її допомогою змусити працювати деформатор.
ref M. Alcubierre, Classical і Quantum Gravity, 11 , L73-L77, (1994)

Висновок

По-перше, виявилося нелегко взагалі визначити, що означає подорож СС і СС повідомлення. Багато речей, ніби тіней, роблять СС дивування, але так, що його не можна використовувати, наприклад, для передачі інформації. Але є й серйозні можливості реального СС переміщення, запропоновані у науковій літературі, та їх реалізація поки неможлива технічно. Принцип невизначеності Гейзенберга унеможливлює використання уявного СС руху в квантової механіки. Загалом є потенційні засоби СС руху, але їх може бути неможливо використовувати. Думається, що вкрай малоймовірно, що в найближчому майбутньому, або взагалі, техніка виявиться здатна створювати космічні кораблі з СС двигунами, але цікаво, що теоретична фізика, як ми її зараз знаємо, не закриває двері для СС руху назовсім. СС рух у стилі науково-фантастичних романів, мабуть, зовсім неможливий. Для фізиків цікавим є питання: "а чому, власне, це неможливо, і чого з цього можна навчитися?"