محرك الاعوجاج: التطوير والاختبار. كيفية إنشاء محرك سفينة ستار تريك

محرك الاعوجاج

ستار تريك (ستار تريك)
المسلسلات التلفزيونية
المسلسل الأصلي - 80 حلقة
مسلسل رسوم متحركة - 22 حلقة
الجيل القادم - 178 حلقة
ديب سبيس 9-176 حلقة
فوييجر - 172 حلقة
مشروع - 98 حلقة
أفلام
ستار تريك: الفيلم
ستار تريك 2: غضب خان
ستار تريك 3: البحث عن سبوك
Star Trek 4: The Journey Home
ستار تريك 5: الحدود الأخيرة
ستار تريك 6: البلد غير المكتشف
ستار تريك: أجيال
ستار تريك: أول اتصال
ستار تريك: انتفاضة
ستار تريك: القصاص
ستار تريك (الحادي عشر)
الحضارات الكبرى
اتحاد الكواكب المتحد
كلينجونس - رومولان - برج
باجورانس - كارداسيون - فيرينجي
Kazons - Tholians - Trills
دومينيون - برين - هيروجين
Xindi - Vulcans - Q
معلومة
الشخصيات - السباقات - الكلينجون
التسلسل الزمني - التخاطر - الفيزياء
المركبات الفضائية - فئات المركبات الفضائية
منتجات ذات صله
القصص والكتب
ألعاب
ستار تريك اون لاين
قائمة ألعاب الكمبيوتر على أساس ستار تريك
لعبة الورق (CCG) - آر بي جي
إسهام
المساهمة في الثقافة - الرحالة

محرك الاعوجاج(إنجليزي) محرك الاعوجاج، warp drive) هي صورة علمية ونظرية جماعية رائعة لتكنولوجيا أو ظاهرة من عالم Star Trek الخيالي الذي يسمح لك بالانتقال من نقطة في الفضاء إلى أخرى بشكل أسرع من الضوء. أصبح هذا ممكنًا عن طريق توليد حقل انفتال خاص (حقل انفتال) يغلف السفينة ويشوه استمرارية الزمكان للفضاء الخارجي ، مما يؤدي إلى تحريكها. لا يقوم محرك الالتواء بتسريع جسم مادي أسرع من سرعة الضوء في الفضاء العادي ، ولكنه يستخدم خصائص الزمكان للتحرك أسرع من الموجة الكهرومغناطيسية المستوية (الضوء) في الفراغ.

في ستار تريك

تكنولوجيا

بشكل عام ، تعمل محركات الالتواء من خلال تشويه الفضاء أمام وخلف المركبة الفضائية ، مما يسمح لها بالسفر أسرع من سرعة الضوء. "تتقلص" المساحة أمام السفينة و "تتكشف" خلفها. في الوقت نفسه ، تكون السفينة نفسها في نوع من "الفقاعة" ، وتبقى محمية من التشوهات. السفينة نفسها داخل مجال التشويه تظل في الواقع بلا حراك: الفضاء المشوه نفسه ، حيث توجد ، يتحرك.

يتطلب استخدام محركات الالتواء قدرًا كبيرًا من الطاقة ، لذا فإن أنظمة الالتواء الخاصة بالاتحاد المتحدة للكواكب تعمل بالطاقة من خلال تفاعل بين المادة والمادة المضادة ، مفصولة عن بعضها بواسطة بلورات الديليتيوم. نتيجة للتفاعل ، يتم إنشاء بلازما عالية الطاقة تسمى البلازما الكهربائية. يتم توجيه البلازما الكهربائية بواسطة خطوط أنابيب كهرومغناطيسية خاصة لنظام البلازما الكهربائية (eng. نظام البلازما الكهربائية EPS) إلى محاقن بلازما ، والتي بدورها تخلق حقل انفتال. تستخدم الحضارات المختلفة مصادر مختلفة للطاقة ، لكن العملية متشابهة بشكل عام.

حقل الاعوجاج ، حقل الاعوجاج

يتكون حقل الالتواء من عدة طبقات. تشكل هذه الطبقات "مجال الفضاء الفرعي". إنه يشبه إلى حد كبير "كون صغير" منفصل عن الفضاء العادي. بسبب القوانين المختلفة في هذا الكون الصغير ، بالنسبة للفضاء العادي ، يمكن للكون الصغير أن يتحرك بما يزيد عن سرعة الضوء. كلما زاد عدد الطبقات التي يتكون منها حقل الالتواء ، كلما غطت السفينة في الفضاء الجزئي ، كلما ابتعدت عن الفضاء الطبيعي ، وزادت السرعة. لتحقيق سرعات أعلى ، من الضروري زيادة عدد طبقات الفضاء الجزئي. مطلوب المزيد والمزيد من الطاقة لإنشاء الطبقة التالية والحفاظ عليها. يسمى الحد النظري المفروض على تشغيل محرك الالتواء حد يوجين. وفقًا لذلك ، لا يمكن أن يكون عامل التشوه 10 أبدًا ، لأنه في هذه الحالة ، أصبح استهلاك الطاقة ، وكذلك السرعة ، مساويًا لما لا نهاية. يتم ضغط نطاق السرعة المتاح الكامل المتبقي بين Warp 9 (9 طبقات) و Warp 10 (سرعة غير محدودة).

على السفن الفضائية من الدرجة الجريئة ، تم تركيب جندول خاص بهندسة متغيرة ، مما جعل من الممكن التحرك بسرعة أعلى دون التسبب في إلحاق الضرر بالفضاء المحيط والأشياء الموجودة فيه. تم تجهيز الفئة الأحدث من المركبات الفضائية ، Sovereign ، بمزيد من حلقات الالتواء الأكثر تقدمًا ، مما يسمح لها بالتحرك بسرعات أعلى دون تغيير هندستها.

عناصر النظام

• حاوية بالمادة المضادة
• محث المادة المضادة
• تتابع المادة المضادة
• ذخيرة الديليثيوم
• البلازما الكهربائية
• آلية التوقف في حالات الطوارئ
• الخط الرئيسي لجهاز التبريد
• قناة مغناطيسية
• كتلة مغناطيسية
• الجندول

جزء من محرك الالتواء ، عادةً ما يكون في المقدمة مجمع Vortex مع أنظمته الإضافية ، ثم يأتي حاقن البلازما ، الذي يركز تدفق البلازما بالضبط في وسط ملف Warp والصف الفعلي للملفات على طول الطول المتبقي بأكمله. يتمثل المعيار الواقعي بين سباقات دفع الاعوجاج في استخدام حاضنين من الاعوجاج على يسار ويمين بدن السفينة.

• • جامعي بوسارد

جهاز موجود عادة (على متن سفن الاتحاد) في الطرف الأمامي للنابلات السداة ، ويعمل في التجميع الأولي للغاز بين النجوم (الأنظمة الأخرى تشارك بالفعل في الفرز والمعالجة اللاحقين). عادة ما يتم تنشيط الحاصدة عندما تنفد المادة أو المادة المضادة في خزانات السفينة تقريبًا. يتكون مجمع الدوامة من مجموعة من الملفات التي تخلق مجالًا مغناطيسيًا وتمتص الغاز بين النجوم مثل القمع.

• • حاقن البلازما
  • لفائف الاعوجاج (لفائف الاعوجاج)

حلقي مقسم إلى عدة أجزاء ينتج عنه حقل انفتال عند تنشيطه بواسطة تيار عابر من البلازما عالية الطاقة. توجد سلسلة من لفائف الاعوجاج في الكنة الاعوجاج. باستخدام حاقن البلازما ، يمكن للسفينة تنظيم تسلسل تنشيط ملفات الاعوجاج الفردية أثناء الحركة ، مما يسمح للسفينة بالمناورة بسرعات الالتواء.

• جوهر الإبادة
• خط التبريد المسبق
• اداة الحث
• خط أنابيب البلازما
• مبرد البلازما
  • المبرد
• منظم البلازما
• قناة نقل الطاقة
• شبكة نقل الطاقة

يتم التحكم في شبكة توزيع الطاقة المستخدمة على متن سفن الاتحاد لتشغيل جميع مصادر الاستهلاك وتشغيلها وتوزيع الطاقة من المصادر إلى المستهلكين من قبل ضابط EPS من محطته. يتم نقل الطاقة في قناة الطاقة بسرعات عالية من جزيئات البلازما. هناك نوعان من مصادر الطاقة الرئيسية: قلب الاعوجاج ومفاعلات الاندماج في المحركات النبضية. يعمل القلب بشكل أساسي على تشغيل القواطع ، والدروع ، والفازر ، بينما تعمل المحركات النبضية على تشغيل جميع المستهلكين الآخرين.

• ملف استرداد مصفوفة الفضاء
• انفتل خط أنابيب البلازما
• قلب الاعوجاج
  • مفاعل المادة / المادة المضادة
  • حاقن المادة المضادة
  • لوح بلوري الديليثيوم
    • بلورة الديليثيوم

ربما يكون المكون الرئيسي لجوهر الانحناء ، حيث يتم تحويل تدفقات المادة والمادة المضادة إلى تدفق بلازما كهربائية أثناء عملية إبادة محكومة. الديليثيوم هو العنصر الوحيد المعروف حتى الآن بأنه خامل للمادة المضادة عند تعرضه لمجال كهرومغناطيسي عالي التردد في نطاق ميغاواط. تعتمد كفاءة التفاعل في البلورة على جودتها.

• • • آلية اتصال بلورية
  • حاقن المادة
  • مؤلف مصفوفة ثيتا

تطوير محركات الاعوجاج

طورت كل حضارة فضائية تقنية الاعوجاج بشكل مستقل وفي أوقات مختلفة. لذلك كان لدى فولكانز محركات الاعوجاج في القرن الثالث لحساب الأرض. في عام 2151 مروا بسرعة تساوي سبعة عوامل انفتال. في نفس العام ، تمكنت Klingons من الوصول إلى السرعة السادسة. وتجدر الإشارة إلى أن Klingons أنفسهم لم يطوروا تقنيات الاعوجاج - لقد تم "استعارتهم" من Hurks ، الذين استولوا ذات مرة على عالم Kronos (Chronos) الأصلي لعائلة Klingons.

أدرك اتحاد الكواكب المتحد إنشاء محرك الاعوجاج كمرحلة مهمة وعامل يميز تطور أي مجتمع. تحظر توجيهات Starfleet الاتصال بالأجناس الفضائية حتى تدخل عصر تقنية الالتواء.

اتحاد تكنولوجيا الاعوجاج

أول رحلة لطائرة العنقاء

على الأرض ، تم تطوير محرك الاعوجاج بواسطة العالم زيفرام كوشرين بعد وقت قصير من نهاية الحرب العالمية الثالثة. على الرغم من نقص الموارد ، تمكن من إعادة تجهيز الصاروخ الفضائي "تيتان V" لإجراء تجاربه.

تمت أول رحلة تجريبية لسفينة Phoenix warp في 5 أبريل 2063 وكانت سبب "الاتصال الأول" - اجتماع Terrans و Vulcans.

ومع ذلك ، كان التطوير الإضافي لتقنيات الالتواء بطيئًا للغاية (ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى موقع فولكان ، الذين يعتبرون البشرية غير جاهزة لاستكشاف الفضاء) وبعد 80 عامًا فقط ، في أربعينيات القرن العشرين ، تم إنشاء محرك جديد بواسطة المهندس هنري آرتشر تمكنت من تحقيق عامل الاعوجاج 2 سرعان ما كسر ابن هنري ، جوناثان آرتشر ، حاجز السداء 2 ، ووصل إلى سرعة 2.5 الاعوجاج.

بحلول عام 2151 ، كانت التكنولوجيا متقدمة بدرجة كافية بحيث أصبحت البشرية مستعدة لكسر حاجز عامل الاعوجاج الخماسي. كانت أول سفينة مجهزة بالمحرك الجديد هي المركبة الفضائية Enterprise ، التي سجلت رقمًا قياسيًا جديدًا في السرعة في 9 فبراير 2152.

في عام 2161 ، تم الوصول إلى السرعة 7 وبدأ تركيب محركات جديدة على السفن الفضائية.

في الأربعينيات من القرن الماضي ، أصبحت سرعة 6 عوامل التفاف (السرعة القصوى في ذلك الوقت هي الالتواء 8).

تم تحقيق سرعات أعلى فقط من خلال تدخل الحضارات الأخرى. لذلك في عام 2268 ، أجرى Kelvans تغييرات على تصميم المركبة الفضائية Enterprise ، ونتيجة لذلك تمكنت من تحقيق سرعة الاعوجاج 10. في نفس العام ، بسبب تخريب Losir ، المركبة الفضائية "فيركلوكيد" لتشوه 14.1.

في الوقت نفسه ، بدأ تركيب الجندول الجديد على السفن الفضائية ، مما جعل لعبة warp 8 speed أمرًا شائعًا ("Star Trek: The Movie"). في الثمانينيات من القرن الماضي ، تم تطوير تقنية "transwarp" للسماح بسرعات أكبر ، لكن الفشل في اختبار المحركات الجديدة أجبر المهندسين على التخلي عن تطبيقاتهم العملية.

بحلول الوقت الذي وصلت فيه فئة جالاكسي في ستينيات القرن التاسع عشر ، سمح التقدم في الهندسة للمركبات الفضائية بالسفر في warp 9.6 لمدة اثني عشر.

رحلة فنان عبر ثقب دودي

الصورة: ويكيميديا ​​كومنز

تبرأ مسؤولو ناسا من إنشاء محرك الاعوجاج. رد موظفو الوكالة على الشائعات التي ظهرت في وسائل الإعلام خلال الأسابيع الماضية في رسالة إلى ProfoundSpace.org. يمكنك التعرف على رأي مهندسي مركز ليندون جونسون للفضاء ، بالإضافة إلى عدد من الخبراء المستقلين ، في مادة المنشور.

كما أفاد مراقب الصناعة NASASpaceFlight.com سابقًا ، اختبر مهندسو NASA Eagleworks بنجاح محرك EmDrive الكهرومغناطيسي الجديد في فراغ وتمكنوا حتى من قياس اتجاهه. من سمات هذا الجهاز ، الذي أطلق عليه العديد من منافذ الأخبار محرك الاعوجاج ، أنه لا توجد أجزاء متحركة أو غرفة احتراق. وفقًا للفيزيائيين النظريين الذين طوروا هذا المفهوم ، فإن تشغيل المحرك يحدث فقط بسبب تفاعل الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عنه مع الصفائح الطرفية للدليل الموجي الذي ينتشر فيه. من المهم ملاحظة أن آلية الجر غير معروفة.

مظهر محرك EmDrive

SPR، Ltd. ، من محرك EM

ذكرت CNET أن EmDrive سيمكن السفر السريع داخل النظام الشمسي ، ولا سيما أن الرحلة بين الأرض والقمر يمكن أن تستغرق أقل من أربع ساعات ، وستستغرق الرحلة إلى أقرب نجم لدينا ، Alpha Centauri ، أقل من 100 عام.

لكن مثل هذه التصريحات سابقة لأوانها ، وفقًا لمسؤولي ناسا ، ردًا على طلب من موقع Space.com. على الرغم من حقيقة أن المهندسين أظهروا إمكانية إنشاء نموذج أولي EmDrive ، فإن تجربتهم لم تحقق أي نتائج مهمة حتى الآن. وأضافت الوكالة "ناسا لا تطور محرك الاعوجاج".

وفقًا لإيثان سيجل ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في كلية لويس وكلارك (بورتلاند) ، فإن قيم الدفع التي لوحظت في التجربة (بترتيب 30-50 ميكرون نيوتن) هي فقط 3 أضعاف خطأ القياس للأداة. هذا لا يسمح لنا باعتبار هذه القياسات موثوقة بدرجة كافية ، ومع ذلك ، يلاحظ الخبير أن هناك نقطة مهمة كانت اختبار الجهاز في اتجاهات مختلفة من أجل تسوية التفاعل المحتمل مع المجال المغناطيسي للأرض. لا يقل أهمية عن ذلك ، فهو يعتبر حقيقة أن الجهاز قد تم اختباره في فراغ - في الظروف الجوية ، يمكن ملاحظة التنافر من جزيئات الغاز ، المعروفة في الفيزياء. بالإضافة إلى ذلك ، يلاحظ سيجل أن تفاصيل التجارب ونتائجها لم تتم مراجعتها من قبل الزملاء ولم يتم نشرها في مجلة علمية - وهذا شرط للمجتمع العلمي للتعرف على الاكتشاف.

تقرير محرك الاعوجاج الأمريكي الغامض 30 مايو 2018

يبدو أن الخيال العلمي قد يصبح حقيقة واقعة قريبًا. على الأقل هذا ما يعتقده الجيش الأمريكي.

في النصف الثاني من عام 2008 ، اتصلت وزارة الدفاع الأمريكية بعشرات العلماء لدراسة تقنيات الطيران المتقدمة ، بما في ذلك تقنيات الدفع والرفع والتخفي التي لم يسبق لها مثيل.

نتيجة لذلك ، قدم باحثان تقريرًا من 34 صفحة بعنوان "محرك الاعوجاج والطاقة المظلمة والتلاعب بالأبعاد الإضافية". مؤرخ في 2 أبريل 2010 ، لكن وكالة المخابرات لم تفرج عنه إلا مؤخرًا.

يقول التقرير: "يمكن أن تصبح ملاحظات هذا الفضاء عالي الأبعاد مصدرًا للتحكم التكنولوجي في كثافة الطاقة المظلمة ويمكن أن تلعب في النهاية دورًا مهمًا في تطوير تقنيات الدفع الغريبة". "لن تستغرق الرحلات إلى كواكب النظام الشمسي سنوات كاملة ، وسيُقاس السفر إلى النظام النجمي المجاور في أسابيع ، وليس مئات وآلاف السنين."

ومع ذلك ، يعتقد شون كارول ، عالم الفيزياء النظرية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الذي يدرس الموضوعات التي يغطيها التقرير ، أن تفاؤل الباحثين ليس مناسبًا بعد.

"هذه مقتطفات من الفيزياء النظرية ، تم تصميمها كما لو كان من الممكن تطبيقها في العالم الحقيقي ، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا ،" كارول متأكد. - هذا ليس جنونًا ، وليس معلمًا يدعي أننا سنستخدم الطاقة الروحية للارتفاع فوق الأرض ، بل فيزياء حقيقية. ومع ذلك ، في المستقبل القريب ، لن يكون من الممكن ربط هذا بالهندسة الحديثة ، ربما على الإطلاق.
من الضروري أن نفهم كيف بدأت دراسة محرك الاعوجاج. بقدر ما هو معروف ، فقد نشأ من وثيقة "دعم البحث عن التهديدات" ، والتي تساعد الجيش الأمريكي على توقع أو وصف تقنيات العدو الجديدة. وقد تأثر أيضًا بعمل رئيسي يُعرف باسم برنامج تطبيقات أنظمة أسلحة الفضاء المتقدمة ، والذي تضمن برنامج تحديد تهديد الطيران المتقدم ، أو AATIP.

كشفت New York Times and Politico عن وجود AATIP في ديسمبر 2017. وزعمت المصادر أن عضو مجلس الشيوخ السابق عن ولاية نيفادا هاري ريد ساعد في تنظيم البرنامج وتمويله. ذهبت معظم الأموال إلى قطب العقارات وصديق ريد روبرت بيجلو ، الذي يقوم ببناء محطات فضائية خاصة من خلال Bigelow Aerospace. كما قام شخصياً بتمويل أبحاث وعمليات البحث عن الأجسام الطائرة المجهولة لسنوات.

أنشأ الملياردير منظمة منفصلة - Bigelow Aerospace Advanced Space Studies - للحصول على تمويل من الحكومة ، وظف 46 باحثًا والعديد من الموظفين الآخرين.

صرح مسؤول استخباراتي مجهول لـ Politico أن AATIP تم إطلاقه في البداية لتحديد التقنيات الصينية والروسية غير المعروفة. لكن بعد بضع سنوات ، توصلت الإدارة إلى استنتاج مفاده أن البرنامج لم يحقق نتائج مهمة. نتيجة لذلك ، توقف التمويل في عام 2011 أو 2012.

جميع "الأدلة" على الأجسام الطائرة المجهولة التي تم الحصول عليها خلال AATIP قوبلت أيضًا بشكوك من العلماء. قال سيث زوستاك ، كبير علماء الفلك في معهد البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI) ، في مقابلة أنه بعد 50 عامًا من التقارير عن زيارات فضائيين ، لم يتم تحديد دليل واحد موثوق به.

قال شوستاك: "من الغريب أن يسافر الفضائيون مئات ومئات السنين الضوئية ولا يفعلون شيئًا".

لذلك ، قام برنامج أكبر باستكشاف إمكانية تنفيذ محركات الاعوجاج و

لم يظهر هذا الخبر بعد ، لكن ربما يكون علماء ناسا قد ابتكروا محرك الاعوجاج!

أجرت مجموعة من العلماء من وكالة ناسا سلسلة من الاختبارات الضوئية عن طريق تمرير أشعة الليزر عبر حجرة الرنان بالمحرك ، واتضح أن سرعة الحزم المارة مختلفة ، وهو ما لا ينبغي أن يكون كذلك ، لأن سرعة الضوء ثابتة. سلوك الحزم هو نفسه تمامًا كما لو كانوا يمرون عبر حقل الاعوجاج. ومع ذلك ، هناك احتمال أن تكون البيانات التي تم الحصول عليها نتيجة للتشوهات بسبب الغلاف الجوي للأرض ، لذلك يرغب العلماء الآن في تكرار الاختبار في الفراغ ، وبشكل مثالي في الفضاء.

إذا كنت لا تعرف بالفعل ما هو محرك الاعوجاج ، فإليك مقتطف من ويكيبيديا:
محرك الاعوجاج(إنجليزي) محرك الاعوجاج ، محرك الاعوجاج) هي تقنية افتراضية ، وفقًا للفرضية ، ستسمح لسفينة مجهزة بمثل هذا المحرك بالتغلب على المسافات بين النجوم بسرعات تتجاوز سرعة الضوء. هذا ممكن ، كما يتوقع بعض الفيزيائيين ، بسبب توليد حقل انفتال خاص - حقل انفتال - والذي يحيط بالسفينة ، يشوه استمرارية الزمكان ويحركها. لن يقوم محرك الالتواء بتسريع جسم مادي أسرع من سرعة الضوء في الفضاء العادي ، ولكنه يستخدم خصائص الزمكان للتحرك أسرع من الموجة الكهرومغناطيسية المستوية (الضوء) في الفراغ.

بشكل عام ، تعمل محركات الاعوجاج عن طريق تشويه الفضاء أمام المركبة الفضائية وخلفها ، مما يسمح لها بالسفر أسرع من سرعة الضوء. المساحة "تتقلص" أمام السفينة و "تتضخم" خلفها. في الوقت نفسه ، تكون السفينة نفسها في نوع من "الفقاعة" ، وتبقى محمية من التشوهات. السفينة نفسها داخل مجال التشويه تظل في الواقع بلا حراك: الفضاء المشوه نفسه ، حيث توجد ، يتحرك. على سبيل المثال ، محرك الالتواء الخيالي في Star Trek يعمل تمامًا مثل هذا.

"السيد سولو ، حدد المسار ، السرعة الثانية" - ربما تكون هذه الكلمات معروفة لكل محبي الخيال العلمي. إنهم ينتمون إلى جيمس كيرك ، كابتن يو إس إس إنتربرايز من المسلسل التلفزيوني الأسطوري. "ستار تريك". وفقًا للمخطط ، يتحرك الأبطال حول المجرة أسرع بمئات المرات من الضوء بفضل محرك الاعوجاجمما يشوه الفضاء المحيط.

في الستينيات البعيدة ، عندما تم إصدار المسلسل ، كان يُنظر إليه على أنه خيال مستحيل. لكن اليوم ، يتحدث العديد من العلماء والمهندسين بجدية عن إمكانية إنشاء مثل هذا المحرك ، علاوة على ذلك ، هناك بالفعل مقترحات محددة.

حدود سرعة الكون

يقع نظامنا الشمسي في جزء ضئيل من مجرة ​​درب التبانة ، مع كثافة منخفضة من مجموعات النجوم. أقرب نظام نجمي إلينا ، Alpha Centauri ، يبعد 4.36 سنة ضوئية عن الشمس. في الصواريخ الحديثة ، التي تتطور بسرعة 10-15 كيلومترًا في الثانية ، سيتعين على رواد الفضاء الطيران إليها لأكثر من 70 ألف عام!

وهذا على الرغم من حقيقة أن القطر الإجمالي لمجرتنا يبلغ 100000 سنة ضوئية. إذا لم نتمكن من التغلب حتى على مثل هذه المسافة الضئيلة وفقًا لمعايير الكون ، فلا ينبغي لنا حتى أن نتعثر في استعمار الفضاء الخارجي واستكشافه.

هناك عقبة أخرى أكثر خطورة في طريقك إلى النجوم. ينعكس ذلك في نظرية النسبية لأينشتاين. حتى ظهور النظرية في عام 1905 ، كانت ميكانيكا نيوتن السماوية هي الأسمى في الفيزياء. وفقًا لذلك ، تعتمد سرعة الضوء على سرعة الراصد. بمعنى ، إذا تمكنت من اللحاق بالضوء والتحرك به ، فسيتوقف ببساطة من أجلك. أعطى ماكسويل هذه النظرية فيما بعد تبريرًا رياضيًا.

حتى عندما كان طالبًا ، لم يستطع ألبرت أينشتاين قبول هذه الفرضية - فقد شعر أن هناك خطأ في مكان ما. في النهاية وجد إجابة السؤال الذي عذبته. لقد أثبت أن سرعة الضوء ثابتة ولا تعتمد بأي حال من الأحوال على مراقب خارجي.

اتضح أنه كان من المستحيل اللحاق بالضوء. بغض النظر عن السرعة التي تتحرك بها ، سيظل الضوء في المقدمة. صيغة آينشتاين الشهيرة E = مللي ثانية² ، حيث تكون طاقة الجسم مساوية لكتلته مضروبة في مربع سرعة الضوء ، تقول حرفياً ما يلي: من أجل تسريع جسم ما إلى سرعة الضوء ، يلزم توفر كمية غير محدودة من الطاقة ، والتي يعني أن الكائن يجب أن يكون له كتلة لا نهائية. في الحقيقة ، إن الصاروخ الذي يريد أن يتسارع إلى سرعة الضوء سوف يزن نفس وزن الكون كله!

بالطبع ، في الحياة الواقعية ، من المستحيل تمامًا القيام بذلك ، فإن سرعة الضوء هي نوع من مفتش شرطة المرور العالمي ، الذي وضع حدًا للسرعة بشكل نهائي.

يبدو أن هذا يضع حدًا لحلم البشرية في الطيران إلى النجوم البعيدة. ومع ذلك ، بعد عشر سنوات من نشر النظرية النسبية الخاصة ، ظهرت النظرية العامة للنسبية ، حيث تم تقديم المزيد من التعليقات والإضافات الموسعة.

في النظرية العامة للنسبية ، وحد أينشتاين المكان والزمان. قبل ذلك ، كانوا يعتبرون مفاهيم فيزيائية مختلفة. للحصول على توضيح أفضل ، قارن الزمكان بلوحة. في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تتحرك هذه اللوحة بشكل أسرع من الضوء. ومع ذلك ، فإن هذا لم يعط إجابة على السؤال الرئيسي: كيف ، بعد كل شيء ، تجاوز الضوء؟

منذ ما يقرب من 70 عامًا ، كان العديد من الباحثين في حيرة من هذا اللغز. وفي أحد الأيام الجميلة ، شغّل عالم شاب التلفاز ، وقام بتبديل القنوات ، وشاهد مسلسلًا رائعًا. أثناء المشاهدة ، اتضح له فجأة ، وفهم كيف يمكن تطوير سرعة فائقة دون انتهاك قوانين الفيزياء. اسم هذا العالم هو ميغيل ألكوبيير.

محرك الاعوجاج

ثم ، في عام 1994 ، درس ألكوبيير نظرية النسبية في جامعة كارديف (ويلز ، المملكة المتحدة). شاهد ستار تريك على شاشة التلفزيون. لفت العالم الانتباه إلى حقيقة أنه للتحرك في الفضاء ، يستخدم الأبطال محرك اعوجاج الفضاء ، أو محرك الاعوجاج.

تمامًا كما ألهمته التفاحة التي سقطت على رأس نيوتن ذات مرة لابتكار ميكانيكا سماوية ، ألهم البرنامج التلفزيوني ميغيل لتوليد نظرية ، ربما ، ستضع حدًا "للتمييز" السريع للكون مرة واحدة وإلى الأبد .

بدأ Alcubierre العمل على الحسابات وسرعان ما نشر النتائج. لقد أخذ كأساس النظرية العامة للنسبية ، والتي تنص على أنه إذا قمت بتطبيق كمية معينة من الطاقة أو الكتلة ، يمكنك جعل الفضاء يتحرك بشكل أسرع من الضوء.

للقيام بذلك ، تحتاج إلى إنشاء فقاعة خاصة حول السفينة ، أو مجال تشوه. سيضغط حقل الالتواء هذا على المساحة أمام السفينة ويتوسع خلفها. اتضح أن السفينة لا تتحرك في الواقع في أي مكان ، والفضاء نفسه منحني ويدفع السفينة في اتجاه معين.

داخل الفقاعة ، لا يخضع الزمان والمكان للتشوه والانحناء. لذلك ، لا يواجه طاقم السفينة أي حمولة إضافية ، وقد يبدو كما لو أن شيئًا لم يتغير. في هذه الحالة ، لن يتمكن رواد الفضاء الذين خضعوا لاختيار وتدريب طبي خاص فحسب ، بل أيضًا الأشخاص العاديون من السفر إلى الفضاء.

إذا كنت على جسر سفينة أثناء تحركها في FTL ونظرت إلى الفضاء من حولك ، فإن النجوم ستتحول إلى ضربات طويلة. لكن إذا نظرت إلى الوراء ، فلن ترى سوى ظلام لا يمكن اختراقه ، لأن النور لا يستطيع اللحاق بك.

حسب ألكوبيير أن محرك الالتواء سيسمح بسرعات تصل إلى 10 أضعاف سرعة الضوء ، ومع ذلك ، في رأيه ، لا شيء يمنع المحرك من زيادة الطاقة والتسارع إلى معدلات أعلى.

ومع ذلك ، عند التعرف على نظرية ألكوبيير ، كشف سيرجي كراسنيكوف من المرصد الفلكي الرئيسي في بولكوفو عن ميزة واحدة. الحقيقة هي أن الطيار لن يكون قادرًا على تغيير مسار السفينة بشكل تعسفي. أي ، إذا كنت ، على سبيل المثال ، تطير من الأرض إلى سيريوس وتذكرت فجأة أنك لم تقم بإيقاف تشغيل المكواة في المنزل ، فلن تتمكن من العودة. سيتعين عليك السفر إلى وجهتك أولاً ، ثم العودة مرة أخرى.

علاوة على ذلك ، لن تتمكن أيضًا من الاتصال بأي شخص ، نظرًا لأن مجال الالتواء يعزل السفينة تمامًا عن العالم الخارجي ويمنع أي إشارات. لذلك ، قارن كراسنيكوف الرحلة على متن هذه السفينة برحلة في مترو الأنفاق. أطلق عليه اسم "مترو فائق الإضاءة".

لكن هذه ليست المشكلة الرئيسية. يجب أن يكون لمجال التشوه نفسه شحنة سالبة. لإنشائه ، أنت بحاجة إلى طاقة سلبية ، كان وجودها محل نقاش لسنوات عديدة.

ما لا يمكن أن يكون

إذا كانت الجاذبية هي طاقة الجذب ، فيجب أن يكون للطاقة السالبة خصائص معاكسة وأن تطرد الأجسام الغريبة من نفسها. لكن كيف تحصل على هذا النوع من الطاقة؟

في عام 1933 ، اقترح الفيزيائي الهولندي هندريك كازيمير أنه إذا أخذت لوحتين معدنيتين متطابقتين ووضعتهما متوازيتين تمامًا مع بعضهما البعض على أقل مسافة ممكنة ، فسوف تبدأ في الانجذاب. كما لو أن قوة غير مرئية تدفعهم تجاه بعضهم البعض.

وفقًا لميكانيكا الكم ، فإن الفراغ ليس مكانًا فارغًا تمامًا ؛ حيث تظهر أزواج من جسيمات المادة والمادة المضادة باستمرار ، والتي تصطدم على الفور وتفني. تستغرق هذه العملية حرفيا جزء من المليار من الثانية. عندما تصطدم ، يتم إطلاق كمية مجهرية من الطاقة ، مما يخلق ضغطًا إجماليًا غير صفري في فراغ "فارغ".

من المهم تقريب الألواح من بعضها البعض قدر الإمكان ، فإن حجم الجسيمات في الخارج سيتجاوز بكثير عددها في الفجوة بين الألواح. نتيجة لذلك ، سيضغط الضغط الخارجي على الصفائح ، وستصبح طاقتها بدورها أقل من الصفر ، أي سالبة. في عام 1948 ، خلال التجربة ، كان من الممكن قياس الطاقة السلبية. وقد سُجل هذا في التاريخ على أنه تأثير كازيمير.

في عام 1996 ، بعد 15 عامًا من الخبرة والبحث ، تمكن ستيف لامورو من مختبر لوس ألاموس الوطني ، جنبًا إلى جنب مع عمر محي الدين وأنوشري روي من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد ، من قياس تأثير كازيمير بدقة. كانت تساوي شحنة كرات الدم الحمراء - خلية دم حمراء.

للأسف ، هذا ببساطة صغير للغاية لإنشاء مجال تشوه ، فأنت بحاجة إلى مليارات المرات أكثر. إلى أن يصبح من الممكن توليد طاقة سالبة على نطاق صناعي ، سيظل محرك الالتواء على الورق.

من خلال المشقة إلى النجوم

على الرغم من كل الصعوبات في الإنشاء ، فإن محرك الالتواء هو المرشح الأكثر ترجيحًا لتنفيذ أول رحلة بين النجوم. يمكن أن تصل التصميمات البديلة ، مثل الشراع الشمسي أو محرك الاندماج ، إلى سرعات سفلية فقط ، في حين أن الثقوب الدودية أو بوابات النجوم معقدة للغاية ، ويستغرق تنفيذها آلاف السنين.

اليوم ، تعمل ناسا بنشاط أكبر على تطوير نموذج أولي لمحرك الاعوجاج ، والذي يتأكد خبراؤه من أن هذه مشكلة تقنية أكثر من كونها مشكلة نظرية. ويقوم فريق من المهندسين بهذا بالفعل في مركز جونسون للفضاء ، حيث قاموا ذات مرة بإعداد أول رحلة مأهولة إلى القمر.
وفقًا للعديد من الخبراء ، على الأرجح لن تظهر العينات الأولى من تكنولوجيا تشوه الفضاء قبل 100 عام ، رهنا بتوافر التمويل المستمر.

قل خيال؟ ولكن قد يكون من الجدير بالذكر أنه قبل بضع سنوات من انطلاق الأخوين رايت بطائرتهم في الهواء ، قال الفيزيائي الإنجليزي البارز ويليام طومسون أنه لا يوجد شيء أثقل من الهواء يمكن أن يطير. وبعد 60 عامًا ، ابتسم أول رائد فضاء على الأرض وقال: "لنذهب! .."

أديليت أورايموف