Новый способ поиска инопланетян: обнаружение неисправных варп-двигателей

Новое исследование описывает метод обнаружения внеземных цивилизаций путем улавливания гравитационных волн, возникающих в результате коллапса или отказа их варп-двигателей. Звучит дико, но эта концепция основана на принципах общей теории относительности Эйнштейна.

Варп-двигатели были впервые математически смоделированы физиком Мигелем Алькубьерре в 1994 году. Варп-двигатель не ускоряет космический корабль локально до скорости, превышающей скорость света; вместо этого он манипулирует пространством-временем вокруг корабля. Такой космический корабль мог бы путешествовать на огромные расстояния за короткий период времени, «искажая» пространство-время, обходя предел скорости света способом, который согласуется с общей теорией относительности.

Проблема в том, что эта модель требует отрицательной энергии, формы энергии, в которой энергии меньше, чем в пустом пространстве, что в настоящее время не очень понятно и недостижимо с помощью сегодняшних технологий. Из-за этого пробела в нашем понимании фактическая конструкция варп-двигателя, изображенная в «Звездном пути» , прочно остается в сфере научной фантастики.

В исследовании, загруженном на сервер препринтов arXiv, астрофизики и математики исследуют возможность гипотетического коллапса варп-двигателя, при котором появляются заметные гравитационные волны.

Ученые не претендуют на то, чтобы знать, как построить варп-двигатель, а вместо этого используют математическое моделирование для изучения его потенциального теоретического поведения. В частности, они сосредоточились на том, что может произойти, если варп-двигатель испытает, по их словам, «нарушение условий сдерживания». Такой сбой может привести к коллапсу, который испустит заметные гравитационные волны.

«Хотя существует множество практических препятствий для их реализации в реальной жизни, включая требование отрицательной энергии, с помощью вычислений можно смоделировать их эволюцию во времени, учитывая уравнение состояния, описывающее материю», — пишут ученые в своей статье.

Благодаря LIGO (Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория), которая наблюдает рябь в пространстве-времени, вызванную космическими событиями, известно, что можно обнаружить гравитационные волны. LIGO уже доказала свою способность наблюдать подобные явления из таких источников, как слияние черных дыр и нейтронных звезд.

Пульсация в пространстве-времени

Коллапс варп-двигателя, по мнению исследователей, вызовет мощные гравитационные волны, поскольку он включает в себя внезапное и мощное изменение пространства-времени. Быстрое перераспределение энергии и материи, используемое для искажения пространства-времени в варп-двигателе, создаст значительные возмущения, подобно тому, как внезапные движения создают волны в воде.

Это интенсивное событие высвободит достаточно энергии для генерации гравитационных волн, подобных тем, которые возникают в результате слияния черных дыр или столкновений нейтронных звезд.

Результирующий сигнал будет «очень сильным». Это связано с огромным искажением пространства-времени, необходимым для продвижения корабля вперед со значительной долей скорости света (от 10% до 30% скорости света, как отмечается в статье). Коллапс высвобождает значительную часть энергии, содержащейся в кривизне пространства-времени, что делает сигнал потенциально обнаруживаемым.

Моделируя сигналы гравитационных волн, которые могут испускаться при схлопывании варп-пузыря, исследователи предлагают метод потенциального обнаружения таких событий, если они существуют.

Проанализировав, как энергия и гравитационные волны будут излучаться от такого события, исследователи предположили, какие сигналы могут однажды зафиксировать современные детекторы. Сила и частота сигнала зависят от размера пузыря искривления. В статье приводится пример пузыря искривления размером 1 километр, движущегося со скоростью 10 % от скорости света.

По их расчетам, он должен генерировать сигнал частотой 300 кГц, который может быть обнаружен на расстоянии до 3,26 миллиона световых лет, если сигнал достаточно сильный. По мнению ученых, обнаружить этот сигнал мог бы детектор, подобный LIGO, но рассчитанный на более высокие частоты. «Предложения по созданию таких детекторов существуют и вполне осуществимы, но в настоящее время ни одно из них не финансируется».

Идея использования гравитационных волн для обнаружения инопланетных технологий, без сомнения, странная. Нам еще далеко до возможности использовать детекторы, такие как LIGO, для обнаружения такого типа техносигнатур инопланетян.

Более того, на самом деле неизвестно, следуют ли инопланетяне нашим научно-фантастическим концепциям, поэтому это добавляет еще один уровень предположений. Хотя эта область исследований звучит многообещающе, она все еще глубоко укоренена в теории.

Тем не менее, значение этого исследования выходит за рамки поиска внеземной жизни. Понимание признаков коллапса варп-двигателя также может улучшить понимание динамики пространства-времени в сценариях, которые нарушают известные энергетические условия. Такие исследования расширяют границы нашего понимания физики, проверяя пределы общей теории относительности и потенциально приводя к новым теоретическим открытиям.

«Выход за рамки стандартной астрофизики, как мы сделали в этом исследовании, действительно поставил перед нами задачу адаптировать и довести методы до предела, и эти знания и опыт, безусловно, помогут нам при изучении более сложных режимов в астрофизических приложениях в будущем», — говорят исследователи.