0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Варп двигатель что это такое

Галактику можно полностью заселить и без варп-двигателей

В 1964 году советский радиоастроном Николай Кардашёв предложил гипотетический, но крайне интересный метод измерения технологического развития цивилизаций. Он основан на количестве энергии, которое конкретное сообщество может использовать для своих нужд.

Созданная Кардашёвым шкала предполагает возможное существование трех типов цивилизаций: цивилизация I типа использует все доступные энергетические ресурсы, имеющиеся на ее родной планете; цивилизация II типа — использует всю энергию своей звезды; III типа — всей галактики.

Знаменитый астрофизик и выдающийся популяризатор науки Карл Саган считал, что инопланетные цивилизации могут породить волны колонизации, но утверждал, что для того, чтобы достичь статуса Кардашёва III потребуется непомерно много времени. Однако в новом исследовании, опубликованном в American Astronomical Society, утверждается, что это не совсем так.

Как отмечается в статье, наша цивилизация продолжает раздвигать границы возможного, и у нас нет оснований полагать, что это стремление прекратится в ближайшее время. Отсюда предположение, что развитые цивилизации в конечном итоге будут стремиться занять все уголки галактики и разбивать лагеря вокруг драгоценных источников энергии, а именно звезд.

Отправной точкой для новой статьи стала модель расширения, разработанная той же командой в 2019 году, в которой ученые показали, как даже медленно движущиеся корабли, подобные тем, которые делает сегодня человечество, могут заселить галактику за гораздо меньшее время, чем можно было предположить.

Модель, созданная исследователями ограничена довольно консервативными правилами. Она предполагает, что миграционные корабли запускаются не чаще, чем раз в 10 000 лет. Кроме того, в этой модели космические корабли способны преодолеть расстояние в 3 парсека и движутся со скоростью не более 10 километров в секунду, что сопоставимо по скорости с зондами типа «Вояджер» или «New Horizons».

Как утверждают исследователи, даже таких консервативных параметров хватит, чтобы заселить всю галактику за миллиард лет. Моделирование, созданное командой, показывает, как работает процесс, когда одинокая технологическая цивилизация, живущая в гипотетической галактике, подобной Млечному Пути, начинает процесс галактического расширения.

Представленная визуализация показывает, как мог бы происходить процесс заселения галактики. Серые точки представляют собой уже освоенные звезды, а белые всплески отображают миграционные корабли поселения.

В симуляции все начинается медленно, но скорость распространения цивилизации значительно возрастает, когда включается сила экспоненциального роста. Но это только часть истории; на скорость расширения сильно влияет увеличенная плотность звезд около галактического центра и терпеливая политика, при которой поселенцы ждут, пока звезды не приблизятся к ним, в результате вращения галактики вокруг своей оси.

Исследователи отмечают, что, хотя период в миллиард лет может показаться слишком длительным, — это всего лишь 7-9 процентов от возраста Млечного Пути, поэтому подобная колонизация могла бы произойти неоднократно.

Тестируем объективы Nikon в арктических условиях

Ученые NASA сделали еще один шаг на пути к варп-двигателю?

Поделитесь в соцсетях:

  • Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
  • Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)

Прошлогодняя новость о подтверждении работоспособности «невозможного» электромагнитного двигателя EmDrive, принцип работы которого бросает вызов некоторым законам физики, вызвала широкий общественный резонанс не только среди интернет-пользователей, но и наделала немало шума в околонаучном сообществе. И вот на днях из Космического центра имени Джонсона пришли еще более волнующие новости: команда исследователей объявили об успешном тестировании электромагнитного двигателя, который потенциально может сделать доступные космические путешествия по Солнечной системе реальностью.

Как сообщает тематический ресурс NASASpaceFlight.com, электромагнитный двигатель способен доставить космический корабль с астронавтами на Луну в течение нескольких часов или сократить время полета на Марс до 70 дней. Это не совсем варп-двигатель но это, безусловно, еще один шаг в этом направлении.

Читать еще:  Двигатель 4216 какой ремень гур

Идея создания электромагнитного двигателя не нова: работы в этом направлении ведутся параллельно американскими, британскими и китайскими учеными в рамках национальных космических программ. Ее суть сводится к созданию такого типа силовой установки, принцип работы которой не предусматривает сжигание ракетного топлива для создания тяги. Вместо этого, электромагнитные микроволны, исходящие от излучателей, отскакивают от внутренней поверхности вакуумной камеры конусообразной формы таким образом, что преобразуют электрическую энергию с тягу. Источником энергии в данном случае могут служить солнечные батареи, ядерный реактор или что-то другое.

Пока что технология носит преимущественно теоретический характер, но первоначальные результаты тестов, официально обнародованные NASA и китайским космическим агентством весьма обнадеживающие. Идея создания подобных ускорителей также является немного спорной, поскольку, бросают вызов некоторым физическим законам Ньютона.

Чуть меньше года назад на успешный эксперимент исследователей NASA обрушился шквал критики и замечаний, большая часть из которых была связана с тем, что в ходе испытаний двигатель работал при атмосферном давлении, а не в условиях вакуума. Скептики в один голос заявляли, что крошечная сила тяги, создаваемая двигателем, всего лишь последствие конвекционных потоков воздуха, разогреваемого микроволновым излучением.

В своем последнем исследовании сотрудники Космического центра имени Джонсона доказали всему миру работоспособность двигателя EmDrive, который, с теоретической точки зрения, может обеспечить разгон любых объектов до релятивистских скоростей. Результаты тестов показали, что двигатель способен создавать тягу в вакуумной камере, при этом уровень вакуума превышает таковой в космическом пространстве.

Важно отметить, что информация о подтверждении работоспособности двигателя EmDrive в условиях вакуума не имеет статус официальной, и, как минимум, частично базируются на слухах, так что воспринимать их следует с изрядной долей скептицизма. Очевидно одно: исследования в направлении создания электромагнитного двигателя ведутся несколькими разными космическими агентствами, а источник вполне заслуживает доверие. К тому же, очень часто информация просачивается через неофициальные каналы. В случае успешной реализации данной концепции подобные двигатели могут найти достаточно широкое применение в космической индустрии.

Остается пожелать исследователям удачи и по случаю Дня Звездных войн вспомнить сакральную фразу: «Да пребудет с нами сила».

Субсветовым варп-двигателям разрешили состоять из обычной материи

Космический корабль, использующий для полета варп-двигатель, в художественном представлении

Физики теоретически проанализировали возможность создания варп-двигателя — гипотетического объекта, который позволяет путешествовать с около- и сверхсветовыми видимыми скоростями (с точки зрения внешнего наблюдателя) за счет искажения пространства-времени вокруг путешественника. Оказалось, что, в отличие от сверхсветовых полетов, для путешествий с субсветовой скоростью оболочку такого аппарата можно изготовить из обычной материи. В то же время механизмы разгона корабля и большая масса, которая требуется оболочке, по-прежнему остаются проблемными вопросами. Статья опубликована в журнале Classical and Quantum Gravity.

В конце прошлого века физик Мигель Алькубьерре из Уэльского университета, вдохновившись сюжетом сериала «Звездный путь», описал теоретическую модель путешествий с видимой сверхсветовой скоростью, которая не требует использования кротовых нор. Идея ученого состояла в том, чтобы создать своего рода пузырь, который окружает космический аппарат, сжимая пространство-время перед кораблем и растягивая позади. С точки зрения внешнего наблюдателя такие манипуляции могут показаться сверхсветовым полетом — подобно тому, как в инфляционной модели Вселенной первые моменты ее жизни сопровождались быстрым расширением пространства, и расстояние между точками увеличивалось так, будто они разлетаются со сверхсветовыми скоростями, хотя физические скорости тел были меньше световой.

В общей теории относительности источником искажений пространства-времени является материя — то есть ее распределение в пространстве определяет то, как именно искривится геометрия. Эту связь можно использовать и в обратную сторону — определить по виду искажения пространства-времени, каким распределением материи оно может быть вызвано и какими свойствами обладает вещество-источник.

Читать еще:  Форд фиеста с дизельным двигателем характеристики

Для варп-двигателя Алькубьерре такие рассуждения приводят к тому, что устройство обязательно должно содержать в себе области с отрицательной плотностью энергии — тогда как для известных разновидностей вещества эта величина положительна. Таким образом, до недавнего времени считалось, что для путешествий, помимо прочего, пришлось бы сначала отыскать способ создания отрицательной плотности энергии.

Алексей Бобрик (Alexey Bobrick) и Джанни Мартир (Gianni Martire) из Нью-Йоркской Лаборатории прикладной физики перспективных двигателей обобщили идею варп-двигателя Алькубьерре на более широкий класс искажений пространства-времени, чем изначально предлагал ученый. В расширенной модели авторы разделили пространство на три области — асимптотически плоскую внешнюю (то есть практически неискаженную на большом удалении от корабля), искривленную — оболочку аппарата, и, снова плоскую, внутреннюю — пространство для самого корабля и пассажиров. При этом физики ограничились рассмотрением оболочек, которые симметричны относительно оси движения аппарата и неподвижны с точки зрения наблюдателя во внутренней области, — то есть требовали существования глобальной системы отсчета покоя оболочки.

Модель варп-двигателя: аксиально-симметричная оболочка с искривленным пространством-временем окружает «плоскую» область, в которой находится путешественник

Alexey Bobrick, Gianni Martire / Classical and Quantum Gravity, 2021

Исследователи сосредоточили внимание на подклассе варп-двигателей, в котором оболочка движется с субсветовой видимой скоростью (до которой принципиально возможно разгонять обычную материю) и который допускает существование неподвижных физических наблюдателей (то есть материальных тел, а не просто формально покоящихся точек) во внутренней области. Для сферически-симметричных искажений пространства-времени ученые рассчитали необходимую плотность энергии, исходя из параметров искривления.

Оказалось, что субсветовые варп-двигатели допускают не только отрицательную, но и положительную плотность энергии — а значит, принципиально их можно изготовить из привычной нам материи. В этом случае для наблюдателя время внутри корабля будет течь медленнее, чем в системе отсчета, которая движется снаружи оболочки с той же скоростью, однако для оболочки с массой порядка массы Земли и радиусом в 10 метров замедление составит лишь сотые доли процента — то есть за год внутреннее и внешнее время разойдется всего на несколько часов.

Кроме того, авторы нашли способ снизить полную энергию корабля для модели с осевой симметрией при фиксированной скорости — для этого они предложили делать оболочку сплющенной в направлении движения. Согласно расчетам, сокращение продольного размера корабля приведет к прямо пропорциональному (во столько же раз) изменению его полной энергии. Это может облегчить создание варп-двигателей на основе материи с отрицательной плотностью энергии — сплющенному кораблю потребуется меньше экзотического материала.

Ученые отмечают, что несмотря на возможность сверхсветового движения корабля, на практике оно почти не отличается от сверхсветового движения любого другого физического тела, поскольку на сегодняшний день не известны способы ускорять физические объекты до сверхсветовых скоростей. Можно предположить, что некая гипотетическая частица уже движется быстрее света — и исследовать такую задачу, но нельзя ускорить эту частицу от обычной субсветовой скорости до требуемой сверхсветовой. Оболочка варп-двигателя — тоже материальный объект, и для нее, как и для всякого другого тела, справедливы те же рассуждения — и разгонять сверхсветовые варп-двигатели известными физике способами не удастся.

За последнее время теоретики не впервые проверяют экзотические путешествия на практическую пригодность — так, прошлым летом мы рассказывали о том, как крупные устья кротовых нор оказались безопасными для жизни человека с точки зрения приливных сил. В реальности же до таких путешествий далеко — например, в мае 2015 в NASA опровергли слухи о разработке варп-двигателя.

Читать еще:  Фиат браво двигатель не заводится

Варп-глушители и варп-заградители

Варп-глушители и варп-заградители мешают работе варп-двигателей выбранного в качестве цели корабля, чтобы не дать ему уйти в варп-режиме. Если варп-двигатель корабля выведен из строя с помощью такого модуля или поля варп-заграждения, то он становится «заглушенным». Хотя основной эффект глушителей и заградителей идентичен, между ними есть важные различия:

  • Варп-глушители выводят из строя микроварп-ускорители и маневровые гипердвигатели. Кроме того, они мощнее, чем варп-заградители.
  • Варп-заградители действуют только на варп-двигатели кораблей и не оказывают никакого влияния на микроварп-ускорители и маневровые гипердвигатели. Кроме того, их мощность ниже, чем у варп-глушителей, но при этом они могут заглушать варп-двигатели на большей расстоянии.

Работа варп-двигателя нарушается, если общая мощность всех активных варп-глушителей и варп-заградителей становится больше, чем уровень помехозащищённости варп-двигателя корабля. Если не указано иное, то базовый уровень помехозащищённости варп-двигателя равен 0. Уровень помехозащищённости можно повысить с помощью варп-стабилизаторов, однако при этом уменьшается максимальная дальность и скорость захвата цели.

При успешном глушении варп-двигателя корабль подвергается воздействию следующих эффектов:

  • Корабль не будет реагировать на команды перехода в варп-режим. Все действующие команды на переход в варп-режим немедленно отменяются. В том числе отменяются все попытки аварийного включения варп-двигателя после отключения (однако после переподключения возвратный варп-переход предотвратить нельзя).
  • Если у корабля есть гипердвигатель, он также выходит из строя, и прыжки к путеводным полям становятся недоступны.
  • Корабли большого тоннажа — такие, как дредноуты, КАРы, суперКАРы, «Титаны» и промышленные корабли — не могут проходить сквозь гиперворота, если их варп-двигатели заглушены.Корабли меньшего тоннажа, а также фрейтеры, могут пользоваться воротами, даже если их варп-двигатели заглушены.
  • Корабль, варп-двигатель которого заглушен, не может проводить стыковку или швартовку у сооружений «Апвелл».

Поля варп-заграждения

Поля варп-заграждения (из-за их внешнего вида их также называют «пузырями») — это зоны, в которых действует эффект варп-заграждения, препятствующий переходу в варп-режим почти всех кораблей, которые находятся в зоне действия заградителя. Они также могут влиять на точку варп-перехода и перемещать её к границе своей зоны действия, где продлённый вектор варп-перехода (500 км в каждом направлении) проходит через зону действия поля варп-заграждения. Этот эффект действует как на точку, где был отдана команда на варп-переход, так и на точку выхода из варп-режима. Поэтому поле варп-заграждения, размещённое за кораблём, может заставить корабль развернуться и совершить варп-переход не к намеченной цели, а к этому полю варп-заграждения.

Поскольку точка выхода из варп-режима задаётся командой о варп-переходе, поле варп-заграждения, которое включается после отдачи команды, не влияет на данный варп-переход. Оно подействует только на команды, которые отданы после активации поля.

Поле варп-заграждения производят:

  • Полевые варп-заградители малой/средней/большой мощности, личные полевые блоки:
  • Заградительные эсминцы, оснащённые пусковыми установками зондов-генераторов варп-помех (Interdiction Sphere Launcher) с зондами варп-заграждения (Warp Disrupt Probes):
  • Тяжёлые заградительные эсминцы с установленными и включёнными бортовыми варп-заградителями:

Полевые варп-заградители любого рода нельзя использовать в системах с высокой или низкой СС. Однако тяжёлые заградительные эсминцы могут использовать в своих варп-заградителях программу сфокусированного варп-заграждения (Focused Warp Disruption Script) или программу сфокусированного варп-заглушения (Focused Warp Scrambling Script), чтобы превратить их в направленный варп-заградитель/глушитель с бесконечной мощностью варп-глушения. При использовании этой программы поле действия генератора уменьшается, однако приобретает эффекты направленного варп-глушителя или варп-заградителя, описанные выше. Кроме того, корабль получает возможность глушить варп-двигатели в системах с высокой или низкой СС.

На перехватчики, а также крейсеры стратегического назначения, оснащённые подсистемами нейтрализации заграждений (Interdiction Nullification Subsystem), поля варп-заграждения не оказывают никакого воздействия.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector