Сверхсветовая скорость. Поиски технических решений при помощи аналогового моделирования 2ч
В предыдущей статье Искривление пространства-времени и варп двигатель - поиски технических решений при помощи аналогового моделирования пытаясь ближе подойти к решению проблемы варп двигателя при помощи аналоговой гидродинамической модели, мы с могли воспроизвести искривление пространства-времени.
Мы взяли за основу идею создания варп пузыря Эрика Ленца из солитона и пришли к выводу, что будет рациональнее создавать последовательно много небольших солитонов. Также мы предположили, что минимальным солитоном является частица волна. Потом наш варп двигатель превратился в фотонный или возможно другой двигатель, принцип которого основан на излучении электромагнитных волн, и поэтому вопрос о преодолении светового барьера остался открытым. Теперь попробуем при помощи воды решить эту проблему и воспроизвести преодоление светового барьера.
Как мы знаем, скорость распространения света является константой и перенести что-либо нас интересующее быстрее мы не сможем без какой-нибудь особенной хитрости.
Давайте для начала посмотрим что нам можно. Например, мы можем посмотреть на Луну. И если мы повернем голову, нам покажется что Луна переместилась так, как если бы она двигалась быстрее скорости света. Правда сколько головой не крути, ближе она не станет. Ну ладно, все еще остался пузырь Алькубьерре, то есть некоторая область пространства, которая движется вместе с нами быстрее света, но внутри нее мы неподвижны относительно пространства вокруг нас
В 2021 Алексей Бобрик и Джанни Мартир теоретически доказали, что варп пузырь можно создать и без использования экзотической материи. Они описали уравнением оболочку пузыря на основе вращающегося тела, в котором достаточно удалённые объекты могут двигаться со сколь угодно большой скоростью, превышающей скорость света. Как в примере с Луной. Попробуем найти практическое решение этой задачи.
Мы уже рассматривали солитон как тороидальный вихрь в качестве варп пузыря, но преодоление им скорости света невозможно. Используя в качестве аналоговой модели такого пузыря обычное кольцо дыма, мы можем наблюдать, что каким бы мощным не был образовавший его импульс , оно все равно будет двигаться с конечной скоростью, а заключенная в нем энергия будет выражаться в размере. Это кстати еще одно из свойств жидкостей и газов, которое позволяет проводить аналогию между ними и тем что происходит в пространстве времени.
Газы и жидкости тоже не любят, когда их скорость относительно чего-то становится выше определенных значений. Они начинают завихряться и образовывать в вихрях слои течений, которые относительно друг друга по прежнему продолжают двигаться со своей любимой скоростью и растягиваясь при этом. Может если вы не знали, даже сверхзвуковым самолетам, не то что варп кораблям, воздух не позволяют преодолевать скорость звука относительно себя, а только относительно наблюдателя.
Кольцевой вихрь в боковом сечении
На фронте ударной волны перед летящим быстрее звука самолетом происходят очень резкие изменения свойств потока — его скорость относительно самолета снижается и становится дозвуковой, температура и плотность увеличиваются как и при сжатии вихря. Самолет становиться как бы частью огромной вихревой структурой, в которой внутренние слои движуться быстрее чем наружные так, чтобы их относительные скорости не увеличивались.
Посмотрим как это выглядит на примере вихревого кольца. Хотя оно и движется со своей максимальной скоростью, равной скорости его границ относительно спокойного воздуха, в центральной его части, которая и придаст импульс нашему кораблю, движение воздуха происходит быстрее. Вот такое наглядное решение относительной скорости варп пузыря без нарушения скоростных ограничений.
Единственное — чтобы наш корабль преодолел расстояние из точки А в точку Б быстрее света, солитон должен быть намного больше этого расстояния. Например размером с галактику. Либо очень плотным, что превращает его в черную дыру, тоже не маленькую, то есть в ту самую нереальную массу которая нужна для искривления пространства времени. Или в звезду.
С самолетом примерно так и происходит — появляется эффект присоединенной массы в виде вихревых структур вокруг самолета. Вас даже затянет туда как в черную дыру, если он пролетит близко. То есть аналоговая модель на основе воздуха или воды говорит о том, что надо просто быстро лететь а варп сам сделается. Вот и все.
Кто-то скажет: ну допустим и так. А ваш этот солитонно непонятно какой двигатель нас так разгонит?
Да кто его знает, разгонит или нет. Давайте подойдем к вопросу с другой стороны — с волновой. Можно ли излучая волны со скоростью света разогнаться быстрее света? Как уже говорилось в прошлой статье, импульс кораблю будут придавать создаваемые им волны-частицы, ударяя его сзади. Если он разгонится до скорости С — они его догонят чтобы сообщить этот импульс?
Физикам из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке, хух.., удалось превысить скорость света с помощью импульсов внутри горячей плазмы. https://www.sciencealert.com/pulses-of-light-can-break-the-u...
Но скорость света была превышена не самими фотонами, а ритмичными подъемами и спадами целых групп световых волн. Это называется групповая скорость, или скорость перемещения максимума амплитудной огибающей, или цуга волн. Её можно настроить, чтобы замедлить или ускорить относительно самих волн, но сверхсветовым перемещением это можно назвать лишь условно. Хотя во многих случаях групповая скорость определяет скорость переноса энергии и может быть так мы сможем отталкиваться от частиц, которые остались позади? По крайней мере мы можем проверить это при помощи гидродинамической модели, которая пока еще не подводила.
В следующем видео, хотя и скорость модели невелика, благодаря специальному мусору в воде, можно увидеть что она движется с интервалами, которые не совпадают с частотой волн. Это говорит о том, что импульс ей передается не отдельными волнами, а их спадами и подъемами, которые могут двигаться быстрее самих волн. Перенеся это на пространство-время, мы можем предположить, что за кораблем будут чередоваться области сжатого и растянутого пространства, в котором волны поочередно будут догонять его, сообщая импульс, и отставать.
Да… впечатляюще.. и сколько мы на этом будем лететь до Альфа Центавры?
К сожалению в данной модели отсутствует настройка частот. Но к счастью есть один парень под ником Midi_Music KH, который сделал и даже запатентовал очень эффективный акустический двигатель для лодки на основе динамика. Он так же является аналогом нашей гидродинамической модели варп драйва.
Прежде чем мы на него посмотрим, мы уточним вот что. В гидродинамике существует явление, аналогичное преодолению звукового барьера самолетом. Это волновой кризис, который наступает когда скорость судна преодолевает скорость волн на воде. После этого, как правило, начинается глиссирование над поверхностью воды так как продвижение в воде становится затруднительным.
В нашей позапрошлой модели мы наблюдали такую волновую картину, которая говорила о движении путем сжатия и растяжения водного континиума, но при этом скорость волн не была преодолена. Это выглядело так:
А теперь давайте посмотрим на это:
Как мы видим, рисунок волн кардинально изменился и мы больше не видим волн перед кораблем. Но мы по прежнему можем видеть две группы волн как и в прошлом случае, только теперь они перестроились иначе. Волны, которые в первой модели распространялись далеко вперед теперь замкнуты в кзком секторе, напоминающем ударную волну от сверхзвукового самолета. Эта волна заставляет их смещаться назад и сжимать группу волн, находящуюся позади, из-за чего они теперь распространяются в виде замкнутых колец. Это очень напоминает преодоление скорости звука и похоже на то, что наш водный варп драйв все-таки, хоть и по нарошку, преодолел световой барьер. Теперь нам только осталось сделать его настоящим и проверить.
Эе… а если нас затянет в черную дыру?
Да ладно, раньше люди тоже думали всякое…