Преглед на кода на Двигател на Алкубиер (хипотетичен)

[[Файл:Alcubierre.png|alt=|мини|360px|Двуизмерно представяне на мехура на Алкубиер със зоните на локално свиване и разширяване на пространство-времето.]]
'''Двигателят на Алкубиер''' е хипотетичен [[двигател на космически кораб]], който на теория би се движил със [[скорост]], привидно по-голяма от [[скоростта на светлината]].

Концепцията за този свръхсветлинен двигател е на мексиканския физик теоретик Мигел Алкубиер, който извежда математически възможността даден обект (напр. [[космически кораб]]) да бъде поместен в т.нар. ''мехур'' (форма на локална [[пространство-време|пространствено-времева]] [[деформация]]), който го отделя от околното [[пространство]]. Пространството пред мехура подлежи на локално свиване, а това зад него на локално разширяване, което „отблъсква“ обекта в мехура от началната му позиция и го приближава до желаната дестинация без обектът да се движи вътре в мехура, т.е. [[кинетична енергия|кинетичната енергия]] на космическия кораб би била равна на нула. Светлината извън мехура и вътре в него продължава да има възможно най-високата скорост, а обектът достига крайната дестинация поради изкривяването на пространството.<ref name="Mileva">{{cite web|url=https://nauka.offnews.bg/fizika/poleti-sas-svrahsvetlinna-skorost-dvigateliat-na-alkubier-8361.html|title=Полети със свръхсветлинна скорост. Двигателят на Алкубиер.|last=Милева|first=Ваня|publisher="Офф Медия" АД|quote=|date=april 14, 2015|website=OffNews|access-date=October 19. 2023}}</ref>

Теорията на Алкубиер не противоречи на [[Специална теория на относителността|Специалната теория за относителността]], но практическата реализация на двигателя изисква да се развият редица нови аспекти на физиката: [[екзотична материя]] с отрицателна [[енергийна плътност]] или методи за манипулация на [[Тъмна енергия|тъмната енергия]]. Без тях двигателят на Алкубиер не може да бъде построен.

== История ==
В периода 1988 – 1990 г. Мигел Алкубиер завършва [[теоретична физика]] в [[Национален автономен университет на Мексико|Националния автономен университет на Мексико]], след което през 1994 г. започва [[докторантура]] в Университета в [[Кардиф]], [[Уелс]].<ref name="JQ">{{Цитат уеб|уеб_адрес=https://www.youtube.com/watch?v=8GKtb7F7iPM|заглавие=The Math behind the Warp Drive {{!}} Alcubierre and Faster Than Light Travel|автор=Juan Quiroz|фамилно_име=Quiroz|първо_име=Juan|архив_дата=03-07-2021|достъп_дата=2024-01-04}}</ref>{{неблагонадежден}} В края на същата година Алкубиер описва концепцията си за свръхсветлинен двигател в статия<ref name="iops">{{cite journal | last = Miguel | first = Alcubierre | authorlink = | coauthors = | year = 1994 | month = | title = The warp drive: hyper-fast travel within general relativity | journal = Class. Quantum Grav.| publisher = Institute of Physics | location = Лондон| volume = 11 | issue = 5 | pages = L73 | doi = 10.1088/0264-9381/11/5/001 | id = | url = https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0264-9381/11/5/001 | format = | accessdate = 1 февруари 2024 | lang-hide = | lang = en }}</ref>, в която излага идеята си за решаване на уравненията на Айнщайн. Самият той казва, че идеята му е вдъхновена от научнофантастичната вселена на [[Стар Трек]], който използва концепцията за т.нар. "Warp" двигател ({{lang|en|warp drive}}) – деформиращ пространство-времето двигател.<ref>{{Цитат уеб | заглавие = ЕмДрайв – деформиращ пространство-времето двигател от "Стар Трек". Може би | автор = Ваня Милева | труд = Наука offnews.bg | дата = 29 април 2015 | достъп_дата = 3 февруари 2024 | уеб_адрес = https://nauka.offnews.bg/kosmos/emdrajv-deformirasht-prostranstvo-vremeto-dvigatel-ot-star-trek-9618.html | цитат = }}</ref>

== Математически извод ==
Идеята на Алкубиер произтича от решението на едно от Айнщайновите [[Уравнения на Айнщайн|уравнения на полето]], изразени като [[частни диференциални уравнения]]. Решенията на тези уравнения са във формата на [[Метричен тензор|метрични тензори]]<ref group="notes">В контекста на Общата теория на относителността метричният тензор (често наричан за краткост ''метрика'') е основен обект на изследване. Той обхваща цялата геометрична и причинно-следствена структура на пространство-времето и се използва за дефиниране на понятията време, разстояние, обем, кривина, ъгъл и разграничение между бъдеще и минало</ref>, те се наричат ''метрика на Айнщайн''. Алкубиер предлага стойности за променливите, които дават друг поглед върху уравненията и се наричат ''метрика на Алкубиер''. В следното уравнение:

<math>ds^2= (v_s (t)^2f(r_s(t))^2 -1 ) dt^2 - 2v_s(t)f(r_s(t))dxdt + dx^2 + dy^2 + dz^2</math>

Алкубиер замества компонентата ''dx<sup>2</sup>'' – [[ускорение]]то на обекта в хоризонтална посока – с израз с нови променливи (времето, скоростта и радиус-вектора), като така описва възможността за изкривяване на [[пространство-времето]] около обекта. Пространството пред него претърпява ''обемно свиване'', а зад него – ''обемно разширяване'', което избутва обекта от началната точка А до крайната точка Б. Всъщност пространствено-временният ''мехур'' не се движи – неговата кинетична енергия в началото и в края е една и съща, а преместването става за сметка на изкривяване на пространството.

Според метриката на Алкубиер за създаването на мехура трябва да се генерира огромно количество [[енергия]], чиято плътност от гледнаточка на външния наблюдател би била

:<math>-\frac{c^4}{8 \pi G} \frac{v_s^2 \left(y^2 + z^2\right)}{4 g^2 r_s ^2} \left(\frac{df}{dr_s}\right)^2,</math>

където {{mvar|g}} е [[детерминанта]]та на метричния [[тензор]].

Тя обаче винаги има отрицателни стойности, което означава, че е необходима [[Материя (физика)|материя]] с отрицателна маса или отрицателна енергия (т.нар. [[екзотична материя]]), която да може да изкривява пространството по този начин – разширявайки го и отблъсквайки обикновената материя. В [[класическа физика|класическата физика]] е невъзможно съществуването на материя, притежаваща свойството да генерира отрицателна енергийна плътност. От друга страна, [[квантова физика|квантовата физика]] позволява създаването на такава енергия, което се обяснява чрез [[Ефект на Казимир|ефекта на Казимир]]<ref name="JQ"/>

== Съответствие със съвременната физика ==
Теорията на Алкубиер не противоречи на [[Специална теория на относителността|Специалната теория за относителността]] на [[Алберт Айнщайн]], но реализирането на двигателя на практика изисква да се развият редица нови аспекти на физиката: ''[[екзотична материя]]'' с отрицателна енергийна плътност или методи за манипулация на [[Тъмна енергия|тъмната енергия]]. Без тях двигателят на Алкубиер не може да бъде построен.

В [[Обща теория на относителността|Общата теория на относителността]]. се споменават хипотетични изкривявания на пространството, наречени [[Червейна дупка|червейни дупки]]. Съществуването на екзотична материя не е изключено теоретично, но за да се генерира и поддържа достатъчно количество такава материя, за да се поддържа свръхсветлинна скорост (и да се държи отворена червейната дупка), са необходими огромни количества енергия. Според Робърт Лоу е невъзможно построяване на двигател, деформиращ пространство-времето, в контекста на Общата теория на относителността, без да е налице екзотична материя.<ref>{{Cite journal |last=Low |first=Robert J. |date=1999 |title=Speed Limits in General Relativity |journal=Classical and Quantum Gravity |volume=16 |issue=2 |pages=543–549 |arxiv=gr-qc/9812067 |bibcode=1999CQGra..16..543L |doi=10.1088/0264-9381/16/2/016 |s2cid=6540037}}</ref>

Макар и математически непротиворечив, моделът на Алкубиер не е непременно физически възможен, а и към момента не е реализиран на практика. Едва през 2022 г. ученият от [[НАСА]] Харолд Уайт случайно разработва микроструктура, сходна на мехура в теорията на Алкубиер, създадена чрез [[Ефект на Казимир|ефекта на Казимир]] и генерираща отрицателна енергийна плътност, но в изключително малък (нано) мащаб, в който промените могат да се засекат само с изключително прецизен [[интерферометър]].<ref>{{Цитат уеб|уеб_адрес=https://ntrs.nasa.gov/citations/20140000851|заглавие=NTRS- NASA Technical Reports Service|автор=Harold White|фамилно_име=White|първо_име=Harold|архив_дата=09-15-2013|достъп_дата=12-30-2023}}</ref>

== Бележки ==
<references group="notes"/>

== Източници ==
<references/>

<!-- Моля, не изтривайте реда по-долу, тъй като той включва статията в определена категория. -->
[[Категория:Статии, създадени с Вълшебник|{{PAGENAME}}]]
[[Категория:Обща теория на относителността]]
[[Категория:Космически полети]]