Варп -двигатель или двигатель, обеспечивающий варп пространства, — вымышленная сверхсветовая (быстрее скорости света) двигательная система космического корабля во многих научно-фантастических произведениях, в частности в «Звёздном пути » [1] , и предмет продолжающихся физических исследований. Общее понятие «варп-двигатель» было введено Джоном У. Кэмпбеллом в его романе 1957 года «Острова космоса » и было популяризировано серией «Звёздный путь» . Его ближайший реальный эквивалент — двигатель Алькубьерре , теоретическое решение полевых уравнений общей теории относительности [2] .
Варп-двигатель, или двигатель, обеспечивающий варп пространства, является одним из нескольких способов перемещения по пространству, встречающихся в научной фантастике . [3] Он часто обсуждался как концептуально схожий с гиперпространством . [3] [4] : 238–239 Варп-двигатель — это устройство, которое искажает форму пространственно-временного континуума . [5] : 142 Космический корабль, оснащенный варп-двигателем, может перемещаться со скоростью, превышающей скорость света на много порядков. В отличие от некоторых других вымышленных технологий, превышающих скорость света, таких как прыжковый двигатель , варп-двигатель не допускает мгновенного перемещения и перехода между двумя точками, а скорее предполагает измеримый ход времени, который имеет отношение к концепции. В отличие от гиперпространства, космический корабль на варп-скорости будет продолжать взаимодействовать с объектами в «обычном пространстве». [6] [7]
Общая концепция варп-двигателя была введена Джоном У. Кэмпбеллом в его романе 1957 года «Острова космоса ». [8] [9] : 77 [10] Brave New Words приводит самый ранний пример термина «космический варп-двигатель» в произведении Фредрика Брауна « Врата во тьму» (1949), а также цитирует неназванный рассказ из «Космических историй» (май 1941), в котором слово «варп» используется в контексте космических путешествий, хотя использование этого термина как «изгиба или кривизны» в пространстве, облегчающего путешествия, можно проследить в нескольких работах еще середины 1930-х годов, например, в произведении Джека Уильямсона « Кометчики» (1936). [5] : 212, 268
Специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что перемещение со скоростью света невозможно для материальных объектов, которые, в отличие от фотонов , имеют ненулевую массу покоя. Проблема материального объекта, превышающего скорость света, заключается в том, что для перемещения точно со скоростью света потребуется бесконечное количество кинетической энергии. Варп-двигатели являются одним из научно-фантастических приемов, которые служат для обхода этого ограничения в художественной литературе, чтобы облегчить повествование в галактических масштабах. [11] Однако концепция пространственной деформации была подвергнута критике как «нелогичная» и была связана с несколькими другими идеями резиновой науки , которые не вписываются в наше текущее понимание физики, такими как антигравитация или отрицательная масса . [3]
Некоторые утверждают, что эти эффекты означают, что, хотя невозможно двигаться быстрее скорости света, и пространство, и время «искривляются», позволяя преодолеть расстояние в один световой год менее чем за год. Хотя невозможно двигаться быстрее скорости света, эффективная скорость быстрее скорости света. Это искривление пространства и времени математически точно определяется фактором Лоренца , который зависит от скорости. Хотя эффект был только теоретическим, когда он был опубликован более 100 лет назад, с тех пор он был измерен и подтвержден много раз. В пределе, при скорости света время полностью останавливается (относительно определенной системы отсчета), и можно преодолевать бесконечные расстояния в пространстве без течения времени. [12] [13] [14] [15]
Хотя концепция варп-двигателя возникла в фантастике, она получила некоторое научное рассмотрение, наиболее заметное из которых связано с концепцией двигателя Алькубьерре в 1990-х годах . [8] Алькубьерре заявил в электронном письме Уильяму Шетнеру , что его теория была напрямую вдохновлена термином, используемым в сериале «Звездный путь» [16], и ссылается на «варп-двигатель» из научной фантастики» в своей статье 1994 года. [2]
В 2021 году финансируемый DARPA исследователь Гарольд Уайт из Института безграничного космоса заявил, что ему удалось создать настоящий варп-пузырь, заявив: «Наш подробный численный анализ наших индивидуальных полостей Казимира помог нам идентифицировать реальную и технологичную нано/микроструктуру, которая, как прогнозируется, будет генерировать отрицательную плотность энергии вакуума, так что она будет создавать настоящий наномасштабный варп-пузырь, не аналог, а реальную вещь». [17]
Варп-двигатель — одна из фундаментальных особенностей франшизы «Звездный путь» и один из самых известных примеров варпа пространства (варп-двигателя) в художественной литературе. [3] В первом пилотном эпизоде « Звездного пути: Оригинальный сериал» , « Клетка », он упоминается как «гипердвигатель», а капитан Пайк называет скорость, необходимую для достижения планеты Талос IV, «временной варп, фактор 7». Варп-двигатель в «Звездном пути» — одна из самых подробных вымышленных технологий. [18] По сравнению с гиперпространственными двигателями других вымышленных вселенных, он отличается тем, что космический корабль не покидает обычный пространственно-временной континуум, а вместо этого само пространство-время искажается, как это стало возможным в общей теории относительности . [7]
Основной принцип действия варп-двигателя в Star Trek одинаков для всех космических кораблей. Мощный источник энергии, обычно так называемое варп-ядро или иногда называемая камерой смешивания , генерирует высокоэнергетическую плазму . Эта плазма транспортируется к так называемым генераторам варп-поля по линиям, напоминающим трубы. Эти генераторы в основном представляют собой катушки в варп-гондолах, выступающих из космического корабля. Они генерируют подпространственное поле, так называемое варп-поле или варп-пузырь , которое искажает пространство-время и толкает пузырь и космический корабль в пузыре вперед. [19]
Варп-ядро может быть спроектировано в различных формах. Люди и большинство других вымышленных рас используют сдержанную реакцию антидейтерия и дейтерия . Вырабатываемая энергия проходит через матрицу, которая сделана из вымышленного химического элемента, называемого дилитием . Однако показано, что другие виды используют другие методы для движения со скоростью, превышающей скорость света. Например, ромуланцы используют искусственные микрочерные дыры , называемые квантовыми сингулярностями . [20]
Скорости даны в варп-факторах и следуют геометрической прогрессии . Первая шкала, разработанная Францем Иосифом, была просто кубической прогрессией без предела. [21] Это приводит к использованию постоянно растущих варп-факторов в оригинальном сериале и мультсериале . Например, варп 14,1 в эпизоде TOS « That Which Survives » или варп 36 в эпизоде TAS « The Counter-Clock Incident ». Чтобы больше сосредоточиться на истории и отойти от техноболтовни, Джин Родденберри поручил Майклу Окуде придумать пересмотренную шкалу варпа. Варп 10 должен быть абсолютным пределом и обозначать бесконечную скорость. В знак уважения к Джину Родденберри этот предел также назывался «Пределом Юджина». Окуда объясняет это в комментарии автора в своем техническом руководстве для USS Enterprise -D. [22] Между Warp 1 ( скорость света ) и Warp 9 рост все еще был примерно геометрическим, но показатель степени был скорректирован таким образом, чтобы скорости были выше по сравнению со старой шкалой. Например, Warp 9 более чем в 1500 раз быстрее Warp 1 по сравнению с 729 разами (девять в степени 3), рассчитанными с использованием оригинальной кубической формулы. В том же комментарии автора Окуда объясняет, что мотивацией было оправдать ожидания фанатов, что новый Enterprise намного быстрее оригинала, но без изменения чисел варп-фактора. [22] Между Warp 9 и Warp 10 новый масштаб растет экспоненциально . [22] Только в одном эпизоде Star Trek Voyager было дано конкретное численное значение скорости для варп-фактора. В эпизоде « The 37's » Том Пэрис говорит Амелии Эрхарт, что Warp 9.9 составляет около 4 миллиардов миль в секунду (используя обычные единицы для удобства персонажа). [23] Это более чем в 14 раз превышает значение Warp 9 и примерно в 21 400 раз превышает скорость света. Однако это утверждение противоречит техническим руководствам и энциклопедиям, написанным Риком Стернбахом и Майклом Окудой, где была установлена скорость в 3053 раза больше скорости света для коэффициента варпа 9,9 и скорость в 7912 раз больше скорости света для коэффициента варпа 9,99. Оба численных значения значительно ниже значения, данного Томом Пэрисом. [24]
В эпизоде « Vis à Vis » упоминается коаксиальный варп-двигатель . Принцип работы более подробно описан в энциклопедии «Звёздный путь» . Этот вариант варп-двигателя использует пространственную складчатость вместо варп-поля и позволяет мгновенно перемещаться с почти бесконечной скоростью. [25]
В Star Trek также была введена так называемая концепция Transwarp , но без фиксированного определения. [24] Это фактически всеобъемлющая фраза для любых технологий и природных явлений, которые позволяют развивать скорость выше Warp 9.99. [26]
Рик Стернбах описал основную идею в Техническом руководстве:
«Наконец, нам пришлось предоставить некоторую лазейку для различных могущественных инопланетян, таких как Q, которые умеют бросать 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 большим местом, и соответствовать другим критериям». [22]
{{cite magazine}}: Cite журнал требует |magazine=( помощь )