Варп-двигатель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Варп-двигатель (англ. Warp drive, двигатель искривления) — гипотетическая технология, которая, согласно гипотезе, позволит звездолёту, оснащённому таким двигателем, перемещаться со скоростью выше скорости света, и таким образом преодолевать межзвёздные расстояния за приемлемое время. В настоящее время преимущественно рассматривается в научной фантастике. Это возможно, как ожидают некоторые физики, благодаря перераспределению так называемой «тёмной материи» в охватывающем корабль пространстве таким образом, что позади корабля создаётся избыток «тёмной материи», тогда как перед кораблем напротив создается область с недостаточным количеством тёмной материи. Геометрически это выглядит так, что перед кораблём пространство «сжато» и «раздуто» позади корабля. При этом само судно оказывается в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от воздействия пространственных деформаций. Также корабль внутри области такого искажения пространства фактически физически неподвижен, — перемещается сама область искажённого пространства, внутри которой корабль пребывает словно в контейнере. Естественно, корабль не разгоняется — локально — даже до околосветовых скоростей, но тем не менее движется быстрее, чем плоская электромагнитная волна в вакууме. Реальный варп-двигатель может работать так. Для сравнения, в научной фантастике (как, например, в Звёздном пути) предполагается, что такая деформация пространства достигается общерелятивистским эффектом.

В фантастике[править | править вики-текст]

В фантастике варп-двигатель часто собирательный, фантастический, научно-теоретический образ технологии или явления (например, в вымышленной вселенной Star Trek), позволяющий попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет. В целом, в большинстве произведений фантастики физика работы варп-двигателя совпадает с таковой у возможного реального варп-двигателя.

В романе Час Быка[править | править вики-текст]

В романе И. А. Ефремова «Час Быка», земляне, основываясь на работах Рен Боза (персонаж романа «Туманность Андромеды») и исследованиях найденного землянами корабля жителей туманности Андромеды, создали звездолёт прямого луча (ЗПЛ), принцип действия которого основан на варп-эффекте.

…было понято нуль-пространство, как граница между миром и антимиром, между миром Шакти и Тамасом, где взаимно уравновешены и нейтрализованы полярные точки пространства, времени и энергии. Нуль-пространство тоже скручено в спираль соответственно обоим мирам, <…> возникает возможность передвигаться в нем, почти мгновенно достигая любой точки нашей вселенной <…> звездолет прямого луча идет не по спиральному ходу света, а как бы поперек него, по продольной оси улитки, используя анизотропию пространства. Кроме того, звездолет в отношении времени как бы стоит на месте, а вся спираль мира вращается вокруг него

Освоение движения по принципу прямого луча позволило землянам совершать дальние звёздные путешествия, в результате чего в развитии Земли и цивилизаций Великого Кольца наступила новая эра — Эра Встретившихся Рук (ЭВР).

Правда все же следует признать, что ЗПЛ использует отнюдь не варп-движение а нуль-переход (нуль-переход, как его примерно представлял автор «Часа Быка»).

В сериале Звёздный путь[править | править вики-текст]

Технология[править | править вики-текст]

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолёта, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищённым от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остаётся неподвижным, — перемещается само искажённое пространство, в котором он находится. (В целом это совпадает с ожидаемой картиной работы возможного реального варп-двигателя.)

Максимальная скорость Энтерпрайза-D — 9,8 варп, что приблизительно равно 9000 скоростей света (на основании данных из 6 серии 1 сезона). Скорость в 1 варп равняется скорости света и растет экспоненциально. За день корабль на максимальной скорости способен преодолеть 24 световых года.

По легенде сериалов Звёздный путь, использование варп-двигателей требует больших энергозатрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет запитываются энергией от реакторов аннигиляции материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. (Скорее всего кристаллы дилития — важный компонент энергополевой разграничения вещества и антивещества, как минерал способный пропустить через себя огромные объемы энергии. Во всяком случае в Оргининальных Сериях монокристаллы дилития были конструктивными элементами установок подситемы энергопитания главной двигательной установки.) В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ. electro-plasma system, EPS) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, собственно, и создают варп-поле. Разные цивилизации в Звёздном пути используют разные источники энергии (например, ромулане запитывают корабельные варп-двигатели от корабельных квантово-сингулярных энергоблоков, кардасианцы возможно от реакторов холодного ядерного синтеза или искусственного распада протонов), но в целом процесс происходит аналогично.

На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой конфигурацией, позволяющее двигаться с ещё более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нём расположенным. На более совершенных классах звездолётов — «Суверин», «Прометей» — устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения конфигурации двигательной установки.

Элементы системы[править | править вики-текст]

  • Контейнер с антивеществом
  • Катушка индуктивности антивещества
  • Реле антивещества
  • Патроны дилитиума
  • Электро-плазма
  • Механизм экстренной остановки реакции
  • Основная магистраль охлаждающего устройства
  • Магнитный трубопровод
  • Магнитный блок
  • Гондолы

Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идёт Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшейся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих варп-двигатели, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.

    • Коллекторы Бассарда

Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления и служащее для первичного сбора межзвёздного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается, если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвёздный газ.

    • Плазменный инжектор
    • Варп-катушка (катушка деформации)

Тороид, разделённый на несколько частей, который создаёт поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на варп-скоростях.

  • Аннулирующее ядро
  • Предварительная магистраль охлаждения
  • Катушка индуктивности
  • Плазменный трубопровод
  • Промежуточный охладитель плазмы
    • Смазочно-охлаждающая жидкость
  • Регулятор плазмы
  • Энергопередающий канал
  • Сеть передачи энергии

Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолётов Федерации для питания всех источников потребления, за её работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передаётся в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.

  • Космическая матричная катушка восстановления
  • Варп-плазменный трубопровод
  • Ядро деформации
    • Реактор материи/антиматерии
    • Инжектор антиматерии
    • Плата кристаллов дилитиума
      • Кристалл дилитиума

Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.

      • Механизм соединения кристаллов
    • Инжектор материи
    • Наборщик тета-матрицы

В сериале «Звёздные врата: Вселенная»[править | править вики-текст]

В сериале «Звёздные врата: Вселенная» фигурирует сверхсветовой двигатель, по признакам своего принципа действия, скорее всего, являющийся варп-двигателем. Именно такой двигательной установкой оснащены «Судьба» и корабли-установщики Звёздных врат. О конструктивной системе этих варп-двигателей легенда сериала «Звёздные врата: Вселенная» ничего не сообщает. Известно лишь, что в отличие от кораблей в Звёздном пути «Судьба» способна за приемлемое время совершать межгалактические перелёты между соседними галактиками (для сравнения: Суверен, Интрепид, Прометей на такое не способны). Внутри же галактики «Судьба» летит со стандартной для конца XXIV столетия в Звёздном пути скоростью. Так по легенде последней серии 2-го сезона «Звёздных врат: Вселенная» «Судьба» должна была пересечь средних размеров спиральную галактику (практически все спиральные галактики — галактики-гиганты), куда она влетела, за три года непрерывного полёта.

В Warhammer 40,000[править | править вики-текст]

В этой вселенной фигурирует так называемое варп-пространство. Корабли летают на сверхсветовых скоростях, совершая перелёты через это варп-пространство. Но физически такие «варп-полёты» ничего общего не имеют с полётами с использованием вымышленных (в частности в: Звёздном пути, «Звёздных войнах», «Звёздных вратах») или возможных реальных варп-двигателей. Варп-пространство в Warhammer 40,000, иначе называемое имматериумом, есть параллельное подпространство Вселенной — отражение желаний и эмоций, а также обитель демонов и богов, через которое и летают корабли во вселенной Warhammer 40,000.

Прямым аналогом варп-перемещения Warhammer 40,000 является перемещение в фильме «Сквозь горизонт» с соответствующим эффектом при отсутствии «поля Геллера».

Во вселенной Mass Effect[править | править вики-текст]

Сверхсветовое движение в серии видеоигр Mass Effect осуществляется посредством так называемого "эффекта массы" - поля темной энергии, которое генерируется путем подачи электрического тока на ядро варп-двигателя. Ядро двигателя содержит в себе "нулевой элемент" - фантастический химический элемент, в котором отсутствует ядро. Согласно кодексу вселенной, нулевой элемент образуется при воздействии энергии вспышки сверхновой звезды на поверхность планет, астероидов и т.д. Когда на ядро двигателя с нулевым элементом подается электрический ток с отрицательным зарядом, образуется темная энергия, а масса объекта снижается. Космический корабль оказывается заключенным в поле темной энергии, в которое он как бы проваливается. Принцип действия поля "эффекта массы" очень схож с предполагаемым принципом действия Пузыря Алькубьерре. В результате, получается, что объект, будучи заключенным в поле "эффекта массы" способен преодолевать скорость света не нарушая при этом ОТО, так как в локальном "пузыре" скорость света увеличивается, а световой барьер не преодолевается. Однако, эта разновидность варп-двигателя лишь решает проблему, связанную со снижением массы корабля и заключением его в поле темной энергии. Для движения и создания реактивной тяги все еще нужны обычные маршевые двигатели. Они могут быть жидкостными химическими, ионными или, военными, антипротонными. Также, в качестве источника энергии для питания масс-ядра, на корабле должен присутствовать термоядерный реактор, обычно работающий на Гелии-3. Скорости кораблей во вселенной Mass Effect варьируются от 50 до 11000 скоростей света.

Отдельно от технологий сверхсветового перемещения на самих космических кораблях, в галактике Млечный Путь существует разветвленная система ретрансляторов массы - загадочных древних порталов, способных мгновенно перемещать объекты на расстояния в сотни или даже тысячи световых лет. Ретрансляторы массы работают по принципу парного взаимодействия: космический корабль может пройти через пару ретрансляторов мгновенно переместившись на расстояние, которое с помощью обычных сверхсветовых двигателей пришлось бы преодолевать многие месяцы или даже годы. Согласно кодексу игры, ретрансляторы массы являются мощнейшими из известных механизмов использующих "эффект массы" (темную энергию). Уничтожение ретранслятора массы способно полностью уничтожить планетарную систему в которой он находится, так как энергия взрыва ретранслятора сопоставима с энергией взрыва сверхновой.

В реальности[править | править вики-текст]

Как и в фантастическом сериале «Звёздный путь», в реальности принципы действия этого двигателя вполне возможны. Физик Гарольд Уайт взял за основу расчеты своего коллеги Мигеля Алькубьерре, который первый задумался о двигателе искривления как о сверхбыстром способе перемещения в системе общей теории относительности.

Он исправил погрешности в теории Алькубьерре и провёл расчёты, благодаря которым добился уменьшения затрачиваемой мощности с заряда эквивалентного энергии массы трёхсот планет Земля до энергии, количество которой равно энергии массы чуть более 700 кг.

Аэрокосмическое агентство NASA сейчас всерьёз занялось исследованием принципов реализации данной теории[1][нет в источнике][2].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]