Создать варп-двигатели, движущиеся быстрее света, теоретически возможно, и если инопланетяне их действительно используют, то, возможно, нам удастся обнаружить гравитационные волны, возникающие при выходе из строя одного из них.
Нет никаких доказательств того, что инопланетяне перемещаются по Вселенной на звездолетах, оснащенных более быстрым, чем свет, варп-двигателями. Но если бы это было так, мы могли бы обнаружить поломку такого корабля с помощью наших существующих "земных технологий", утверждают исследователи. Такое открытие могло бы послужить доказательством существования инопланетной жизни, хотя - как это ни прискорбно - при такой аварии любой экипаж корабля был бы просто разорван на части силами, сравнимыми с мощью черной дыры.
И хотя о технологии варп-двигателей нам в основном известно из сериала "Звездный путь", физики-теоретики пришли к выводу, что теоретически возможно создать пузырь пространства-времени, способный перемещать находящийся в нем корабль с огромной скоростью - даже быстрее скорости света, сжимая пространство перед собой и расширяя пространство позади себя.
Работа таких теоретических варп-двигателей основана на использовании экзотических материалов, о существовании которых нам неизвестно, например, материалов с отрицательной плотностью энергии - но это совершенно не означает, что они не могут существовать.
Находясь под впечатлением от множества авариийных ситуаций с варп-двигателем, показанных в фильме "Звездный путь", Кэти Клаф из Лондонского университета королевы Марии и ее коллеги решили проверить, может ли подобный инцидент в реальной вселенной вызвать пульсации в пространстве-времени, называемые гравитационными волнами, и если да, сможем ли мы их обнаружить.
С помощью моделирования ученые выяснили, что как только звездолет с варп-силовой установкой наберет определенную скорость, он станет необнаруживаемым. Но если это условие будет нарушено, например, при неисправности двигателя, произойдет коллапс варп-пузыря, что в свою очередь приведет к возникновению гравитационных волн, похожих на те, что образуются при столкновении двух черных дыр.
Более того, говорит Клаф, у нас уже есть технология для обнаружения этих гравитационных волн. Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO (англ. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), построенная для раскрытия секретов галактики и черных дыр, обладает достаточной чувствительностью для решения этой задачи. Но к сожалению, она сканирует совершенно иной диапазон частот гравитационных волн.
По словам Клаф, разработка детектора способного регистрировать сигнатуры варп-двигателя на соответствующих частотах - это "вопрос финансирования", а не инженерной или научной мысли.
"Если бы нам удалось обнаружить признаки поломки варп-двигателя, это свидетельствовало бы о том, что инопланетяне уже работают над этой технологией. И в процессе этой работы у них могли возникнуть проблемы, приведшие к аварии. Но одно могу сказать наверняка: это была бы плохая новость для всех, кто в то время находился рядом с этим устройством", - говорит она."Все эти искривления пространства-времени, присущие врап-пузырю, схлопываются внутрь, прежде чем снова выйти наружу. А это означает, что на вас будут действовать очень мощные приливные силы. Это примерно то же самое, как если бы вы попали в черную дыру, где вас просто разорвет на атомы", - говорит Клаф. "Я думаю, это будет крайне неприятное место".
В свою очередь, Ретт Аллейн из Университета Юго-Восточной Луизианы утверждает, что существующие сегодня на Земле детекторы гравитационных волн подвержены влиянию проезжающих мимо крупных транспортных средств и океанских приливов. Из-за этого они нуждаются в огромном количестве вспомогательной инфраструктуры, которая помогает компенсировать эти помехи, о чем нам, возможно, стоит задуматься, если мы решим начать искать доказательства существования варп-двигателей.
"Если у вас есть средства и возможности построить любой тип детектора гравитационных волн, я бы разместил их в космосе", - говорит Аллейн. "Тогда вам не придется беспокоиться обо всех тех сооружениях и инфраструктуре, которые пришлось бы построить вокруг него на Земле. Вам просто нужно установить эти устройства в определенной точке космического пространства, где они будут находиться в одном и том же положении".
Несмотря на то, что идея варп-двигателя, способного перемещать звездолет путем деформации пространственно-временной "ткани" возникла в научной фантастике, они имеют вполне конкретное описание в общей теории относительности: Еще в 1994 году мексиканский физик-теоретик Алькубьер предложил использовать пространственно-временную метрику для сверхсветовых путешествий.
И хотя существуют множество различных препятствий для их реализации в реальной жизни, включая использование отрицательной энергии, с вычислительной точки зрения такие системы можно моделировать во времени, имея уравнение состояния, описывающее материю. В этой работе авторы исследовали сигнатуры, возникающие при "разрушении" варп-двигателя, исходя из жесткого уравнения состояния жидкости.
Ученые рассчитали излучаемый гравитационно-волновой сигнал и проследили потоки энергии в жидкости. Помимо довольно спекулятивного применения для поиска внеземной жизни в данных детектора гравитационных волн, эта работа интересна как исследование динамической эволюции и стабильности пространств, нарушающих условие нулевой энергии.