Вымышленная технология в Star Trek заимствовала множество идей из научного мира. Эпизоды часто содержат технологии, названные в честь или вдохновленные реальными научными концепциями, такими как тахионные лучи, барионные развертки, квантовые двигатели скольжения и фотонные торпеды . Некоторые из технологий, созданных для вселенной Star Trek, были сделаны из финансовой необходимости. Например, транспортер был создан, потому что ограниченный бюджет Star Trek: The Original Series ( TOS ) в 1960-х годах не позволял дорогостоящие кадры посадки космических кораблей на планеты. [1] [ нужна страница ]
Журнал Discovery Channel Magazine заявил, что маскировочные устройства , сверхсветовые путешествия и дематериализованный транспорт были лишь мечтами на моментсоздания TOS , но физик Мичио Каку верит, что все это возможно. [2] Уильям Шетнер , сыгравший Джеймса Т. Кирка в TOS , также верит в это и стал соавтором книги « Я работаю над этим» , [3] в которой он исследует, как технологии Star Trek становятся осуществимыми.
В вымышленной вселенной Star Trek подпространство — это особенность пространства-времени , которая облегчает сверхсветовой транзит в форме межзвездных путешествий или передачи информации. [4] Путешествие на сверхсветовом варп-двигателе через подпространство подчиняется другим законам физики. Название «подпространство» также было принято и использовалось в других вымышленных сеттингах, таких как франшиза «Звездные врата» , серия «Автостопом по Галактике» , серия «Bobiverse» и «Descent: Freespace» . С точки зрения повествования оно играет ту же роль, что и гиперпространство , которое появляется в «Звездных войнах» и других произведениях научной фантастики.
В большинстве серий Star Trek подпространственная связь является средством установления практически мгновенного контакта с людьми, которые находятся на расстоянии световых лет . Физика Star Trek описывает бесконечную скорость (выраженную как «варп-фактор 10») как невозможную; таким образом, даже подпространственная связь, которая движется со скоростью более варпа 9,9, может занять часы или недели, чтобы достичь определенных пунктов назначения. Одним из исключений из этой невозможности был эпизод « Порог » сериала Star Trek: Voyager , где лейтенант Пэрис преодолевает барьер варпа 10. Во вселенной Star Trek подпространственные сигналы не ухудшаются пропорционально квадрату расстояния, как это делают другие методы связи, использующие обычные диапазоны электромагнитного спектра (то есть радиоволны), поэтому можно ожидать, что сигналы, отправленные с большого расстояния, достигнут пункта назначения в предсказуемое время и с небольшим относительным ухудшением (исключая любые случайные подпространственные помехи или пространственные аномалии). [ необходима цитата ]
В франшизе «Звездный путь» подпространственные коммуникации имеют ограничение в чуть более 20 световых лет , после чего их необходимо усилить, хотя это ограничение игнорируется в нескольких сюжетных линиях. [ необходима цитата ]
Варп-двигатель является одной из фундаментальных особенностей франшизы Star Trek ; в первом пилотном эпизоде Star Trek: The Original Series , « The Cage », он упоминается как «гипердвигатель», а капитан Пайк называет скорость достижения планеты Талос IV «временной деформацией, фактор 7». Когда член экипажа Хосе Тайлер начал объяснять время путешествия выжившим в иллюзии (до того, как его прервал вид Вины), он заявил, что «временной барьер был сломан», что позволило группе межзвездных путешественников вернуться на Землю гораздо раньше, чем это было бы возможно в противном случае. Позже в пилоте, когда Спок сталкивается с единственным действием — побегом, он объявляет экипажу, что у них нет выбора, кроме как уйти, заявив «Наш фактор временной деформации ...», прежде чем системы корабля начинают выходить из строя. Во втором пилотном эпизоде «Оригинального сериала» , « Куда не ступала нога человека », время было исключено из настройки скорости, и Кирк заказывал скорости в простом формате «вперед, фактор варпа один», который с тех пор стал привычным.
Основной принцип действия варп-двигателя в Star Trek одинаков для всех космических кораблей. Первоначально он был задуман как мощный источник энергии, обычно называемый варп-ядром или иногда камерой смешивания , генерирующий высокоэнергетическую плазму . Эта плазма транспортируется к генераторам варп-поля по линиям, напоминающим трубы. Эти генераторы фактически представляют собой катушки в варп-гондолах, выступающих из космического корабля. Варп-гондолы генерируют подпространственное поле, варп-поле или варп-пузырь , которые искажают пространство-время и толкают пузырь и космический корабль в пузыре вперед. Это похоже на двигатель Алькубьерре , но с некоторыми исключениями, такими как поддержание досветовой скорости и инерции. Это означает, что космический корабль не останавливается полностью после варп-полета, но что сверхсветовые и досветовые скорости перетекают друг в друга напрямую. Также возможно таранить другой объект на варп-скорости, который находится за пределами варп-пузыря. Это требует существования вымышленных дефлекторных щитов, которые защищают космический корабль от повреждений при столкновениях с межзвездными пылевыми частицами и астероидами. В эпизоде сериала «Звездный путь: Глубокий космос 9» « By Inferno's Light » указано, что полеты на сверхсветовой скорости внутри планетарной системы не рекомендуются.
Варп-ядро может быть спроектировано в различных формах. Люди и большинство других вымышленных рас используют сдержанную реакцию антидейтерия и дейтерия с дилитием . Ромуланцы, однако, используют искусственные микрочерные дыры, называемые квантовыми сингулярностями .
Эпизод « Метаморфоза » из «Оригинального сериала » устанавливает предысторию изобретения варп-двигателя на Земле, в котором Зефрам Кокрейн открыл «космическую деформацию». Впоследствии Кокрейн неоднократно упоминается, но точные подробности первых испытаний варпа не были показаны до второго фильма «Звездный путь: Следующее поколение », «Звездный путь: Первый контакт» . Фильм изображает Кокрейн как первого, кто применил варп-двигатель на Земле в 2063 году. Это успешное первое испытание привело непосредственно к первому контакту с вулканцами .
Было также установлено, что многие другие цивилизации имели варп-двигатель до людей; соавтор «Первого контакта» Рональд Д. Мур предположил, что двигатель Кокрейна в некотором роде превосходил формы, существовавшие ранее, и был постепенно принят всей галактикой. [5]
В следующей таблице показана постепенная эволюция варп-двигателя и варп-скорости человечества, а позднее и Объединенной Федерации Планет. Для лучшего сравнения варп-факторы шкалы TNG, основанные на значениях, приведенных в книге Star Trek Encyclopedia , были преобразованы в кубические варп-факторы из TOS.
Скорость варп-двигателя в Star Trek обычно выражается в единицах «варп-фактора», который — согласно Star Trek Star Fleet Technical Manual — соответствует величине варп-поля. Достижение варп-фактора 1 равно преодолению светового барьера, в то время как фактическая скорость, соответствующая более высоким факторам, определяется с помощью неоднозначной формулы. Согласно руководству для сценаристов эпизодов Star Trek для The Original Series , варп-факторы преобразуются в кратные скорости света путем умножения на кубическую функцию самого варп-фактора. Соответственно, «варп 1» эквивалентен скорости света, «варп 2» в восемь раз превышает скорость света, «варп 3» в 27 раз превышает скорость света и т. д. Несколько эпизодов The Original Series поставили Enterprise в опасность, заставив его путешествовать с высокими варп-факторами. Однако скорость (в современных размерных единицах) любого заданного варп-фактора редко является предметом явного выражения, и время путешествия для определенных межзвездных расстояний не является согласованным в различных сериях. В техническом руководстве Star Trek: The Next Generation было написано, что реальная скорость варпа зависит от внешних факторов, таких как плотность частиц или электромагнитные поля, и лишь приблизительно соответствует расчетной скорости текущего варп-фактора. Справочная работа Star Trek Maps установила теорию подпространственных (или варп-) магистралей. В определенных регионах космический корабль может лететь со скоростью, кратной скорости, соответствующей текущему варп-фактору.
В The Original Series варп-фактор 6 был установлен как обычная скорость USS Enterprise NCC-1701. В некоторых случаях звездолет путешествовал на варп-факторе 7 или выше, но с риском повреждения корабля или двигателей. Варп-фактор 8 в The Original Series был «никогда не превышаемой» скоростью для корпусов и двигателей звездолетов класса Constitution . Варп-фактор 6 был максимальной безопасной крейсерской скоростью для этого класса судов. [20]
Позже, в приквеле под названием Star Trek: Enterprise технология варп-двигателя описывается как «Гравиметрический полевой коллектор смещения» ( тур коммандера Такера , « Холодный фронт ») и описывается, что устройство работает на реакции материи/антиматерии, которая питает две отдельные гондолы (по одной с каждой стороны корабля) для создания поля смещения. Enterprise , действие которого происходит в 2151 году и позже, следует за путешествиями первого человеческого корабля, способного путешествовать с варп-фактором 5,2, что согласно старой формуле таблицы варпа (куб варп-фактора, умноженный на скорость света), примерно в 140 раз превышает скорость света (т. е. 5,2 в кубе). В пилотном эпизоде сериала « Сломанный лук » капитан Арчер приравнивает варп 4,5 к « Нептуну и обратно [от Земли] за шесть минут» (что соответствует расстоянию в 547 световых минут или 66 а.е. , что согласуется с расстоянием Нептуна от Земли как минимум в 29 а.е.).
Для Star Trek: The Next Generation и последующих серий художник Star Trek Майкл Окуда составил новую шкалу варпа и разработал формулу, основанную на оригинальной, но с важным отличием: в полуоткрытом интервале от 9 до 10 показатель степени w увеличивается к бесконечности. Таким образом, в шкале Окуды скорости варпа приближаются к варпу 10 асимптотически . Согласно техническому руководству Star Trek: The Next Generation, точной формулы для этого интервала не существует, поскольку указанные скорости основаны на нарисованной от руки кривой; можно сказать, что при скоростях, превышающих варп 9, форма функции варпа изменяется из-за увеличения показателя степени фактора варпа w . Из-за результирующего увеличения производной даже незначительные изменения фактора варпа в конечном итоге соответствуют большему, чем экспоненциальное, изменению скорости. Варп-фактор 10 был установлен как недостижимый максимум теоретической бесконечной скорости, при которой объект занимал бы все точки во вселенной одновременно (согласно новой шкале, достижение или превышение варпа 10 требовало бы бесконечного количества энергии). Это описано в Star Trek Technical Manuals как «предел Юджина», в честь создателя/продюсера Джина Родденберри .
Как указано в сборнике Star Trek Fact Files , ни один корабль, включая высокоразвитые корабли, такие как куб Борга, не может превышать варп-фактор 9,99 с их обычным варп-двигателем. Для достижения более высоких скоростей требуется использование трансварп- технологии.
В книге Star Trek Encyclopedia и сборнике Star Trek Fact Files некоторые скорости варпа даны напрямую. Для сравнения в следующей таблице показаны эти значения, а также расчетные скорости оригинальной шкалы варпа, расчетные скорости упрощенной шкалы Окуды и некоторые справочные значения для скоростей варпа из экранных источников.
Трансварп обычно относится к скоростям и технологиям, которые выходят за рамки обычных варп-двигателей. Варп-двигатель имеет естественный физический или экономический предел, за которым более высокие скорости уже невозможны. Справочная работа Star Trek Fact Files указывает этот предел на варп-факторе 9,99. Это самая высокая обычная варп-скорость, упомянутая для космического корабля (куба Борга). Также в эпизоде Threshold ( Star Trek Voyager ) варп-фактор 9,99 предлагается в качестве предела. Это последний варп-фактор, упомянутый перед тем, как прыжок происходит в трансварп-состоянии.
В книге «Звездный путь: Техническое руководство следующего поколения» авторы описывают идею трансварпа:
Наконец, нам пришлось предусмотреть лазейку для различных могущественных инопланетян, таких как Q, которые умеют забрасывать корабль на миллионы световых лет во время рекламной паузы... Это позволяет Q и его друзьям развлекаться в диапазоне 9,9999+, но также позволяет нашему кораблю двигаться достаточно медленно, чтобы галактика оставалась большой, и соответствовать другим критериям.
Сама концепция трансварпа не привязана к какой-либо конкретной технологии или ограничению скорости. Варианты трансварпа:
Технология играет важную роль в передовой медицине, показанной в Star Trek . Она часто основана на выборочных текущих или даже устаревших концепциях, спроецированных в будущее. [24] Вот примеры:
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )