Содержание
АrXiv: Пространство-время на Земле чувствует движение кораблей инопланетян
Варп-двигатель мнет пространство, и притягивает цель к тебе.
Вы нежитесь в кровати, пульт от телевизора валяется в ногах. В какой-то момент вы решили переключить канал, но тянуться к пульту такая лень. Тогда вы просто подтягиваете к себе одеяло вместе с пультом. Именно так работает фантастический (пока) варп-двигатель. Вместо того, чтобы нести тебя по пространству к цели, варп-двигатель мнет пространство, и притягивает цель к тебе. В новом исследовании утверждается, что мы можем видеть работу таких – инопланетных — двигателей. Да ладно?
ЭТО ВСЕ ЭЙНШТЕЙН ПРИДУМАЛ
Идея варп-двигателя вытекает из теории относительности, и неудивительно, что додумалась до нее просвещенная интеллигенция. Джон Кэмпбелл закончил Массачусетский технологический институт, но ученым не стал, потянуло Джона на славу и легкие литературные лавры. В 1931 году он пишет фантастическую книгу «Острова космоса», в которой описывает концепт варп-двигателя.
Концепт, как и роман, прошел незамеченным, но потрепанная книжка попалась наконец на глаза продюсеру Джину Родденберри, который как раз задумывал экранизировать что-нибудь космическое. «Это свежо», подумал Джин про битую молью брошюру, и в 1966-м родилась мегафраншиза «Звездный путь», в которой варп-двигателем пользуются чуть реже, чем тостером. Поскольку франшиза оказалась культовой (последователей называют «трекерами», потому что по-английски «путь» — это «трек»), то мы имеем несколько поколений людей, уверенных в реальности варп-двигателя.
Вера, как известно, великое дело, и недавно физикам стало понятно, что варп-двигатель действительно возможен. Почему бы и нет, дело-то научное. Вся теория относительности строится на том, что пространство только кажется плоским – на самом деле оно кривое, и искажает его гравитация. Вообразим теперь, что мы сжали пространство перед собой, и раздули за собой в виде пузыря (ведь «лишнее» пространство надо куда-то девать). Корабль при этом оказывается внутри пузыря. Время для него останавливается, и, пока пузырь, как серфер на волне, летит в сторону туманности Андромеды, на корабле проходит нуль времени. Вот мы и приехали, и не заметили даже, чудеса.
Фантасты заставили варп-ракеты летать быстрее света. Кажется, это все-таки невозможно (чтобы сжать пространство, потребуется какое-то время, потом разжать, а это все время в пути), но все равно получается быстро.
В теории. Инопланетяне, наверное, уже сделали такое, раз законам природы не противоречит?
НЕТ ВРЕМЕНИ, НЕТ ПРОСТРАНСТВА
Ага, говорит коллектив теоретиков под чутким руководством Кэти Клоу, и не только говорит, но и пишет (статья, правда, еще не прошла рецензирование).
Представьте, что вы катаетесь на сапборде, или просто плаваете в тихой реке. Вы плохо держитесь на доске, и радуетесь спокойной воде. Но вот прошел катер, и волна подвергает испытанию ваше искусство стоять с веслом в руках. Теперь допустим, что вы не видели катера. Разве волна не говорит нам о том, что катер был?
Варп-корабли перемещаются по пространству-времени, и логично думать, что их движ порождает волны пространства-времени. А что такое волны пространства-времени? Да это же гравитационные волны, которые уже больше десятилетия улавливают наши детекторы. Клоу с коллегами смоделировали такую волну, и оказалось, она ого-го какая должна быть.
Чтобы заметить гравитационную волну, только сильную, детектор не нужен. Скажем, звякнули сами собой чашки на полке – конечно, с большей вероятностью это волна сейсмическая, но может быть и гравитационная. Многие думают, что искажение чувства времени – по той же причине. В Сети активно делятся соображениями, почему некоторые события тянутся-тянутся, а иные пролетают, и логики в этом маловато. Вот и лето прошмыгнуло мимо, согласитесь. Я бы не стал притягивать эти бытовые вещи к гравитационным волнам. Все-таки волны нужны сильные, их бы ученые заметили. Но в принципе – почему бы и нет.
Летит где-то варп-корабль, а на Земле лето быстро кончилось, так получается.
СЛОМАННЫЕ ЗВЕЗДОЛЕТЫ
Кэти Клоу говорит, что в детстве смотрела «Звездный путь», и только его (кто бы сомневался), а, когда выросла и стала астрофизиком (по совместительству еще и доктором философии), горела идеей если не создать варп-двигатель, так посмотреть, не построил ли его кто-то еще.
Работа над статьей заняла семь лет. Результат сначала не радовал. Исправно работающий варп-двигатель, оказалось, почти не возмущает пространство-время. В принципе, даже автомобиль создает гравитационные волны, вы не знали? Да и я, работая пальцами на клавиатуре, тоже их создаю. Вряд ли, однако, эти волны куда-то долетят. Потонут в шумах Вселенной.
И тут бы руки-то сложить, но, изучая особенности варп-двигателей (как мы их себе представляем) Кэти поняла, что они могут (и обязательно будут) ломаться, и в эти моменты они излучают колоссальное количество гравитационных волн. Внутри корабля экипаж испытывает дикие перегрузки (но все останутся целы), а снаружи это выглядит, как будто кто-то бесится в бассейне, и создает беспорядочные брызги и волны.
Так может, те гравитационные волны, которые мы видим в детекторах LIGO и считаем за взрывы сверхновых – оно и есть? Все-таки пока нет, говорит Клоу. Наши детекторы работают немного на другой частоте. Это все равно, если вы неправильно настроите приемник, и удивляетесь, почему он шипит, а не играет музыку.
Но дело-то за малым, сделать гравитационный детектор с другой частотой, да и все.
ПЕРЕМУДРИЛИ С МАССОЙ
Научное сообщество приняло исследование с восторгом.
— Очень дельная и давно ожидаемая статья. Ценна идея, что варп-двигатель может сломаться, мы об этом даже не думали, — говорит, например, физик Люк Селлерс, — Когда-нибудь мы поймаем множество инопланетных гравитационных сигналов.
Но не все столь радужны. Что не так в исследовании? – этим вопросом озадачилась физик Сабина Хоссенфельдер, которая не верит в темную материю (и заодно в варп-двигатели).
Она обратила внимание на то, что параметры двигателя, заложенные Клоу для расчетов… странные.
Размер «пузыря», в котором расположился корабль, принят в расчетах за километр.
— И они простодушно говорят, что корабль из «Звездного пути» легко поместится в этот километр, так что все в порядке, — негодует Сабина.
А верно подмечено. Для трекеров «Звездный путь» стал как бы реальностью, и они ссылаются на «данные» франшизы, как будто там настоящие варп-двигатели.
Но самое прикольное в глубине статьи. В тексте Клоу сказано, что масса такого корабля составляет 0,677М. После М (масса) идет символ, кружок с точкой внутри.
— Вы знаете, что это за символ? Это масса Солнца. Таким образом, нам надо половину массы Солнца засунуть в километр пространства. То есть этот ваш варп-двигатель – по сути искусственная черная дыра. Почему про эту нелепость никто не говорит? – удивляется Сабина.
А не говорят потому, что символ кружка с точкой – чисто астрономический. Астрономы его знают, но они статей физиков-теоретиков не читают. Физики-теоретики, которые читают, посмотрят, ну, какая-то масса.
Сабина считает, что авторы статьи слукавили осознанно. Они выбрали размеры в километр и массу в 0,677 масс Солнца, чтобы чуть-чуть не допустить коллапса своего двигателя до состояния черной дыры. Но прямо об этом говорить не стали. Авось не заметят. Да, собственно, и не заметили.
ТАКОЙ ПРОЕКТ ЗАГУБИЛА
Гравитационный детектор – штука дорогая. Наверное, предполагалось, что некий Инвестор прочитает статью (скорее, ее популярное изложение), даст денег на детектор нового типа, и авторы статьи получат собственный проект. Пока стройка. Пока освоение средств. Потом наладка. Пройдет лет 15. А они все при деле. Все лучше, чем на институтской зарплате сидеть.
Но теперь вряд ли, потому что Сабина еще и научпоп-блогер, и ее видео посмотрело явно больше народу, чем прочитало статью на Arxiv (сервис, где публикуются научные тексты до рецензирования).
Что касается рецензирования, мало сомнений, что статья его пройдет. Расчеты безупречны. Варп-двигатель, если сломается в дороге, в самом деле создаст волну пространства-времени. И ее в самом деле можно уловить с Земли. Вот только, чтобы построить варп-двигатель, надо сжать материю в примерно миллион раз. Спрессовать атомы, вжать их друг в друга. А потом в это сжатое залезть и куда-то лететь.
Нет, конечно, может, инопланетяне и могут. Может, там уже давно новая физика и все такое. ОК, но сомнительно, как говорит современная молодежь.
… А лето, однако же, в самом деле куда-то делось.
КСТАТИ
Детектор LIGO уже ищет инопланетян
Люк Селлерс, который нахваливает статью Кэти Клоу, оказывается, сам два года назад написал похожую (и она все еще не прошла рецензирование). В ней он утверждает, что даже нынешний детектор – LIGO – может уловить сигнал от «быстро ускоряющегося космического корабля» (он решил не употреблять слово «варп», поскольку понимал все риски). Корабль размером с Юпитер, который ускорится на 10% от скорости света, даст заметный сигнал. Поскольку детектор LIGO просто существует (это не телескоп, который надо куда-то направить, он пишет себе сигнал, и все), уже два года его данные анализируют и с этой точки зрения, но пока ничего не нашли. Заметим, что технология обнаружения гравитационных волн настолько тонка и чувствительна к шумам, что постоянно подвергается критике.