Star Trek-ის კიდევ ერთი ტექნოლოგია უფრო მეცნიერული აღმოჩნდა, ვიდრე ფანტასტიკა. DARPA-ს მიერ დაფინანსებულმა მეცნიერებმა შექმნეს ეგრეთ წოდებული “warp bubble” – სივრცის რეგიონი, რომელსაც შეუძლია სინათლის სიჩქარეზე უფრო სწრაფად გაფართოება ან შეკუმშვა. ამის შესახებ ნასას warp drive-ის ყოფილი სპეციალისტი ჰაროლდ უაითი იტყობინება.
ეს არის პირველი რეალური “warp motion bubble” შექმნილი ლაბორატორიაში. რაც, ყოველ შემთხვევაში, ადასტურებს, რომ ეს შესაძლებელია. და უაითის თქმით, ახალ პერსპექტივას ქმნის მათთვის, ვისაც სურს შექმნას პირველი კოსმოსური ხომალდი, რომელსაც შეუძლია სივრცის დეფორმაცია.
გასაგებად რომ ვთქვათ, ჩვენი აღმოჩენა არ არის ვარპ ბუშტის ანალოგი, ის არის ნამდვილი, თუმცა მოკრძალებული და პაწაწინა ბუშტი. ამიტომ არის ასე მნიშვნელოვანი.
სინათლის სიჩქარეზე სწრაფი თეორიული ძრავები
1994 წელს მექსიკელმა მათემატიკოსმა მიგელ ალკუბიერმა შემოგვთავაზა პირველი მათემატიკურად სწორი განტოლება warp drive-ისთვის. Star Trek-ის ფრენებით შთაგონებულმა მან გამოავლინა კოსმოსური ხომალდის მამოძრავებელი სისტემა, რომელსაც შეეძლო კოსმოსში უფრო სწრაფად ემოგზაურა ვიდრე სინათლის სიჩქარეს ფიზიკის კანონების დარღვევის გარეშე.
ამ გამოსავალს აქებდნენ ელეგანტური მათემატიკისთვის, მაგრამ ასევე დასცინოდნენ “მეცნიერება შოუდან” თემაზე წლების განმავლობაში შრომის ხარჯვის გამო, რომელიც პრაქტიკაში შეუძლებელი მიაჩნდათ.
ათი წლის შემდეგ, ალკუბიერის თეორიამ განიცადა მნიშვნელოვანი ცვლილება, როდესაც დოქტორმა უაიტმა, რომელიც მაშინ NASA-ში მუშაობდა, გადაამუშავა ორიგინალური Alcubierre მეტრიკა და მოიყვანა იგი კანონიკურ ფორმაში. ძრავის დიზაინის ამ ცვლილებამ მკვეთრად შეამცირა მოთხოვნები ეგზოტიკურ მასალებზე და შეამცირა საჭირო ენერგიის შეყვანა. შემდეგ მკვლევარებმა და სამეცნიერო ფანტასტიკის თაყვანისმცემლებმა მიიღეს იმედის ნაპერწკალი, რომ ნამდვილი warp drive ერთ დღეს შეიძლება რეალობად იქცეს. უაიტის ნამუშევრებმა ასევე გამოიწვია ორიგინალური თეორიული დიზაინის არაფორმალური სახელის შეცვლა: კონცეფცია ახლა უფრო ხშირად მოიხსენიება როგორც “Alcubierre/White Warp Drive”.
მას შემდეგ ბევრი ფიზიკოსი და ინჟინერი ცდილობდა შეემუშავებინა სიცოცხლისუნარიანი warp drive, მათ შორის საერთაშორისო მკვლევართა მთელი ჯგუფი, რომლებიც მუშაობენ warp drive-ზე, რომელიც არ საჭიროებს რაიმე უცნაურ საკითხს. თუმცა, ისევე როგორც ალკუბიერი და უაითი მათ წინაშე, მათი ცნებები ჯერჯერობით მთლიანად თეორიულად დარჩა. მაგრამ ახლა, როგორც ჩანს, სიტუაცია შეიცვალა.
დრო ყველაფერია, განსაკურთებით სინათლის სიჩქარეზე
ხშირად ამბობენ, რომ დრო ყველაფერია. ამიტომ გასაკვირი არ არის, რომ როდესაც დოქტორ უაიტმა დაიწყო DARPA-ს მიერ დაფინანსებული უახლესი კვლევა, მას არც უფიქრია ვარპ ბუშტის შექმნაზე. მეცნიერები სწავლობდნენ კაზიმირის სიცარიელეების გეომეტრიას (ნანოსკოპიული სტრუქტურა, რომელიც წარმოიქმნება ეფექტის შედეგად, რომელიც იწვევს ორი ლითონის ფირფიტის მიზიდვას ვაკუუმში).
კაზიმირის სიცარიელეებისა და ამ სტრუქტურებში დანახული უცნაური კვანტური ძალების მიღმა კომპლექსურ ფიზიკაში ძალიან ჩაღრმავების გარეშე, საკმარისია იმის თქმა, რომ ისინი არანაირად არ არიან დაკავშირებული ვარპ-ძრავის მექანიკასთან. ყოველ შემთხვევაში, ასე ფიქრობდნენ. მაგრამ უაითის თქმით, ის და მისი გუნდი LSI-ში ძალიან არიან გატაცებული ამ სამუშაოთი და DARPA-ს თანახმად, მას აქვს მრავალი შესაძლო გამოყენება, რომელიც ბევრად სცილდება ამჟამინდელ აღმოჩენასაც კი.
შედეგად, ერთ-ერთი იმ მცირერიცხოვან მეცნიერთაგანი, ვინც დაინტერესებული იყო ვარპ-ბუშტებით და ესმოდა ალკუბიერის განტოლებები, მოხვდა საჭირო დროს და საჭირო ადგილას. და მან შენიშნა გასაოცარი მსგავსება მის ამჟამინდელ პროექტსა და თეორიულ მიკროსკოპულ ძრავას შორის, რომელსაც შეუძლია სინათლის სიჩქარეზე უფრო სწრაფად მგზავრობა.
მეცნიერთა მიერ შემოწმება და ალკუბიერის ბუშტის დადასტურება
ფაქტობრივი შედეგები, რომელიც გამოქვეყნდა გადამოწმების შემდეგ ევროპის ფიზიკურ ჟურნალში, ნათქვამია:
DARPA-ს მიერ დაფინანსებულ პროექტთან დაკავშირებულ ანალიზში კაზიმირის ღრუში არსებული ენერგიის სიმკვრივის შესაძლო სტრუქტურის შესაფასებლად, როგორც ეს დინამიური ვაკუუმის მოდელით იყო ნაწინასწარმეტყველები, აღმოჩნდა ნანომასშტაბიანი სტრუქტურა, რომელიც პროგნოზირებს უარყოფითი ენერგიის სიმკვრივის განაწილებას, რომელიც მჭიდროდ ემთხვევა მოთხოვნებს. ალკუბიერის მეტრიკა.
ან, უფრო მარტივად რომ ვთქვათ, როგორც უაიტი ამბობს: „ჩემი ინფორმაციით, ეს არის პირველი სტატია რეცენზირებული ლიტერატურაში, რომელიც საუბრობს ნამდვილ ნანოსტრუქტურაზე, რომელიც ვარაუდობენ, რომ იქნება ნამდვილი, თუმცა მოკრძალებული, მრგვალი ბუშტი“.
ეს შემთხვევითი აღმოჩენა, უაითის თქმით, არა მხოლოდ ადასტურებს ნაოჭების ბუშტის წინასწარმეტყველურ „ტოროიდულ“ სტრუქტურას და მასში უარყოფითი ენერგიის არსებობას, არამედ პოტენციურ გზას აძლევს სხვა მკვლევარებს, რომლებიც ცდილობენ შექმნან და ერთ დღეს ააშენონ ნამდვილი კოსმოსური ხომალდი. შეუძლია გადაადგილება თავის ირგვლივ სივრცე-დროის დამახინჯებით.
„ეს პოტენციური სტრუქტურა გამოიმუშავებს ნეგატიურ ვაკუუმური ენერგიის სიმკვრივის განაწილებას, რომელიც ძალიან ჰგავს იმას, რაც საჭიროა ალკუბიერის სივრცის დასამყარებლად“.
მომავალი
შესაძლებლობების შესაფასებლად, უაიტმა და მისმა გუნდმა შეიმუშავეს ნანომასშტაბიანი „მორთმეული გემის“ ტესტირება. AIAA-ში (მსოფლიოში ყველაზე დიდი საჰაერო კოსმოსური ინჟინერიის საზოგადოება) პრეზენტაციისას მან განმარტა:
ჩვენ გავაანალიზეთ სათამაშო ძრავის მოდელი, რომელიც შედგება 1 მიკრონი სფეროსგან, რომელიც მდებარეობს 4 მიკრონიანი ცილინდრის ცენტრში. მან აჩვენა 3D კაზიმირის ენერგიის სიმკვრივე, რომელიც კარგად შეესაბამება ალკუბიერის მეტრიკის მოთხოვნებს.ეს ხარისხობრივი კორელაცია ვარაუდობს, რომ ჩვენ შეგვიძლია ჩავატაროთ ნანოჩიპის მასშტაბის ექსპერიმენტები პატარა ხელმოწერების გასაზომად. მაგრამ ახლა ჩვენ ვხედავთ მკაფიო ილუსტრაციას რეალური, თუმცა ძალიან მოკრძალებული ზომის, მრგვალი ბუშტისა.
უაითმა გააფართოვა ეს იდეა The Debrief-ის ელ.წერილში:
ჩვენ უკვე შეგვიძლია საზოგადოებას შევთავაზოთ სტრუქტურა, რომელიც წარმოქმნის ნეგატიური ვაკუუმური ენერგიის სიმკვრივის განაწილებას, რომელიც ძალიან ჰგავს ალკუბიერის სივრცის დეფორმაციისთვის საჭირო.
უაითი ამბობს, რომ ასეთი მინი ძრავების დამზადება უკვე შესაძლებელია GT 3D პრინტერის გამოყენებით, რომელიც ნანომეტრის მასშტაბით ბეჭდავს. მაგრამ ამჟამად მეცნიერები აგრძელებენ იმის კეთებას, რისთვისაც მიიღეს დაფინანსება – კაზიმირის ღრუების თვისებების შესწავლა. და გემების აშენება და მათთვის ძრავების სკალირება შეუძლია ყველა სხვას.
უაითი და მისი გუნდი შემდგომი კვლევის გზასაც კი გვთავაზობენ. მათი თქმით, ღირს ექსპერიმენტის აგება, რომელიც მოიცავს კაზიმირის სიცარიელეების მიერ შექმნილ რამდენიმე მრგვალ ბუშტს, რომლებიც ერთმანეთის მიყოლებით დგანან ჯაჭვის სახით. მათივე თქმით, ასეთი დიზაინი საშუალებას მისცემს უკეთ გავიგოთ მრგვალი ბუშტის სტრუქტურის ფიზიკა, ასევე შეძლებს თუ არა გემი ერთ მშვენიერ დღეს გადაკვეთოს რეალური სივრცე ასეთი ბუშტის შიგნით.
უაიტმა AIAA-ს კონფერენციაზე განმარტა:
ჩვენ შეგვიძლია გამოვიკვლიოთ ამ პატარა, ნანოზომის მრგვალი ბუშტების ოპტიკური თვისებები. თუ მათ დიდ რაოდენობას ზედიზედ გავაერთიანებთ, შეგვიძლია მნიშვნელოვნად გავზარდოთ ეფექტი ისე, რომ მისი დანახვა და შესწავლა მოხდეს.
ცოცვა, სიარული, სირბილი
იმის გათვალისწინებით, რომ DARPA უხდის LSI Eagleworks-ს, რათა გამოიკვლიოს კაზიმირის ღრუები და შემთხვევით არ აღმოაჩინოს სივრცე-დროის დამახინჯებული ბუშტი, მიუხედავად მისი (პოტენციურად) დაუჯერებელი შედეგებისა, უაიტი და მისი გუნდი ვერ მიატოვებენ ამჟამინდელ პროექტს. ამიტომ, სხვა მეცნიერებს მოუწოდებენ შეეცადონ დანერგონ მრგვალი ბუშტები და შეამოწმონ მათი თვისებები. ვინაიდან DARPA-ს ეკუთვნის აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტი, მათთვის რთულია პროექტების შედეგების საჯაროდ გამჟღავნება. ამჟამინდელი გარღვევა მიღწეული იქნა ზაფხულის დასაწყისში და ამაზე დეტალურად საუბარი მხოლოდ ახლა გახდა შესაძლებელი. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ კაზიმირის ღრუების შესწავლა არ იყო ოფიციალურად კლასიფიცირებული, რამაც მეცნიერებს საშუალება მისცა საბოლოოდ გამოსულიყვნენ საჯაროდ.
თუ DARPA-მ დააფინანსა LSI-ის მუშაობა ნანომასშტაბიანი warp-drive კოსმოსურ ხომალდზე, ჩვენ შეიძლება არ გვესმოდეს ასეთი პროექტის შესახებ მრავალი წლის განმავლობაში.
ყოველივე ამის შემდეგ, განსაკუთრებით ამ აღმოჩენის სიდიდისა და მისი პოტენციური შედეგების გათვალისწინებით, უაითს სჯერა, რომ მხოლოდ დროის საკითხია, სანამ ააშენებს და გამოსცდის მის მინი-ვარპ ხელობას. მისი აზრით, ახლა მეცნიერება ნელა, მაგრამ აუცილებლად წავა ამ მიზნისკენ დეფორმაციის უნარის მქონე კოსმოსური ხომალდის სახით.
კითხვაზე, თუ რამდენად სწრაფად შეიძლებოდა აპრობირებული ნანომასშტაბიანი „გემი“ გაფართოვდეს ისეთამდე, რაც რეალურად შეეძლო კოსმოსში გაფრენა, უაითმა შესთავაზა უფრო რეალისტური მიდგომა ამ კვლევაში:
ჯერ ნაადრევია კითხვების დასმა ნებისმიერი რეალური საფრენი ექსპერიმენტის შესახებ. ჩემი აზრით, პირველი ნაბიჯი არის უბრალოდ ისწავლოს ძირითადი მეცნიერება ნანო/მიკრო მასშტაბით. და თანდათან შეეცადეთ გადახვიდეთ უფრო დიდზე. ჯერ უნდა ვისწავლოთ სეირნობა, მერე სიარული და მხოლოდ ამის შემდეგ სირბილი.
ორიგინალური სტატიის ბმული
