Юный техник, 2013 № 01

Журнал «Юный техник»

Правда, когда теоретики подсчитали, при каких условиях образуется пузырь Алькубьерре, оказалось, что для его создания и перемещения по Галактике потребуется больше массы, чем во всей Вселенной.

Другая проблема состоит в необходимости создания для такого двигателя областей пространства с отрицательной плотностью энергии, заполненных некой «экзотической материей». Но что это за материя? Теоретики над этим вопросом все еще размышляют.

В общем, хлопот с пузырем Алькубьерре получается весьма много. Поэтому в 1995 году наш соотечественник Сергей Красников предложил иной гипотетический механизм для сверхсветового движения.

Он полагает, что двигаться надо в специально созданных туннелях.

Получающаяся структура аналогична «кротовым норам» или «червоточинам», но не требует изменения топологии пространства. Суть «червоточины» можно понять на таком наглядном примере. Червяк может попасть на противоположную сторону яблока двумя путями: либо проползти по поверхности, либо прогрызть ход напрямую через сердцевину яблока. Напрямую, понятно, путь короче…

Причем туннель-«червоточина», по мнению некоторых теоретиков, может пролегать и через иные, пока неведомые измерения.

Как проложить в нашем мире некие туннели, в которых будут созданы условия для сверхсветового движения, можно понять опять-таки при помощи аналогии. Поезда в обычных туннелях метро движутся со скоростями порядка 100 км/ч. А вот если откачать из туннеля воздух, то сверхскоростной поезд с помощью магнитной левитации сможет развить скорость и порядка 1000 км/ч!

Пока, правда, непонятно, как создавать туннели-трубы Красникова. Ну и особые условия внутри них. Но, если соответствующая технология будет разработана, то с ее помощью можно будет увеличить скорость движения в космосе до сверхсветовой.

Впрочем, не отвергнут окончательно и вариант с пузырем Алькубьерре. Правда, расчеты показывают: корабль-сфера диаметром около 200 м для образования вокруг себя сферического же пузыря, чтобы двигаться со скоростью, которая десятикратно превышает световую, должен потратить энергию, примерно эквивалентную массе Юпитера. (Массу, как известно, можно в принципе превратить в энергию, согласно формуле Эйнштейна Е=mс²).

Однако сотрудник НАСА Гарольд Уайт, возглавляющий лабораторию исследования продвинутых форм движения, недавно провел вычисления, которые могут заметно упростить практическое применение искривляющего пространство двигателя.

Дело в том, что традиционно наилучшей формой для корабля в пузыре Алькубьерре считалась сфера. Соответственно, то же самое относили и к пузырю. Но вспомните: скорость вытянутого дирижабля намного выше, чем у классического воздушного шара. Да и управлять им легче. Вот Уайт и предположил, что, изменив форму пузыря на сигарообразную и повысив толщину его стенок, можно резко снизить затрачиваемую энергию, сделав ее эквивалентной примерно одной тонне вещества, а для 10-метрового объекта — и вовсе 500 кг.

На рисунке показана схема трубы Красникова.

Заодно, как показали расчеты, такое изменение формы делает менее заметным и воздействие пузыря Алькубьерре на окружающее нормальное пространство-время при торможении; иначе в конце пути гипотетический путешественник просто разрушит все, имевшие несчастье оказаться поблизости планеты и даже звезды.

Свои

расчеты Уайт и его коллеги из НАСА намерены проверить в лабораторных условиях. «Сейчас мы пытаемся понять, сможем ли мы в «настольном» эксперименте искривить пространство-время хотя бы на одну десятимиллионную долю», — говорит Гарольд Уайт.

Для регистрации такого достижения он и его коллеги хотят использовать экспериментальную установку, называемую ими «интерферометром Уайта — Джудэя для искривляющего поля» (White-Juday Warp Field Interferometer). Она представляет собой модифицированный интерферометр Майкельсона — Морли, однажды уже использовавшийся для определения изменения скорости света в зависимости от внешних условий. Предполагаемые эксперименты будут вестись в Космическом центре имени Линдона Джонсона.

Что из этого получится, мы обязательно расскажем в одном из будущих номеров журнала.

С. СЕРЕДИН

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ. Материалы XXI века

Камень, кирпич, древесина, металлы, пластмассы, композиты — вот, пожалуй, основные виды материалов, которыми пользуется человечество. Ныне в этот ряд технологи не прочь добавить еще нанотрубки, «твердый дым» и гидрогели. И вот почему.

Его назвали «аэрографит»…

Сеть пористых углеродистых трубок, которые по всему объему переплетены на нано- и микроуровне, — вот что представляет собой самый легкий материал в мире, пишет журнал Advanced Materials. Кубический сантиметр этого синтетического «войлока» весит всего 0,2 миллиграмма; он в 75 раз легче, чем пенопласт, и очень прочен. Ученые из Университета Киля и Гамбургского Технологического университета назвали свое коллективное творение «аэрографитом».

Этот пластичный материал черного цвета, проводящий электричество, удивляет даже своих создателей, которые продолжают исследовать его свойства. Профессор Лоренц Кинле и доктор Андрей Лотник, аспиранты Меттиас Мекленбург и Арним Шучардт расшифровали атомное строение материала при помощи просвечивающего электронного микроскопа и выяснили, что аэрографит еще очень эластичен. Он также хорошо выдерживает и сжатие, и растяжение. Его можно сжать до 95 %, и он вернется к своей первоначальной форме без каких-либо повреждений.

Команда из Киля, состоящая из Арнима Шучардта, Рейнера Аделанга, Йогнера Мишра и Сорена Капса, использовала оксид цинка в форме порошка. При нагреве до 900 °C он принимает кристаллизованную форму.

Из этого материала ученые сделали своего рода шар. В нем оксид цинка формирует микро- и наноструктуры, так называемые тетраподы. Они переплетаются и образуют устойчивую структуру из частиц, которые формируют пористую сферу.

Следующим шагом является помещение шара в реактор для химического парофазного осаждения, нагрев его до 760 градусов Цельсия. «В движущейся паровой атмосфере, которая обогащена углеродом, окись цинка покрывается слоем графита всего в несколько атомных слоев.