Žana Lika Pikāra izdomātais manevrs izrādījies vēl iespaidīgāks, nekā bija iecerējuši seriāla autori. Brazīlijas ABC Federālās universitātes fiziķis Níckolas de Aguiar Alves izpētīja ātrāka par gaismu pārvietošanās scenāriju no “Star Trek: The Next Generation” un secināja, ka tā pamatā izmantota reāla, kaut arī maz zināma relativitātes teorijas īpatnība.
De Aguiar Alves seriālu pirmoreiz noskatījās, būdams maģistrantūras students. Epizode “The Battle” viņam atgādināja relativitātes kursā apgūto, tāpēc vēlāk, jau strādājot pie cita fizikas uzdevuma, viņš atgriezās pie Pikāra manevra.
Kā Pikārs izmantoja gaismas aizkavi
Epizodē Ferengi vadonis Pikāram atgādina par kauju, kurā viņš savulaik komandēja kuģi “Stargazer”. Kuģim uzbrūk noslēpumains pretinieks, un tā vairogi ir atslēgti. Lai pietuvotos, nesaņemot triecienu, Pikārs pavēl “Stargazer” lielā ātrumā doties pretinieka virzienā, pēc tam strauji apstāties un atklāt uguni.
Seriāla loģika balstās uz pieņēmumu, ka, pārvietojoties ātrāk par gaismu, kuģis pretiniekam būtu redzams divās vietās — tur, kur tas sasniedzis deformācijas ātrumu, un tur, kur tas apstājies. Ja pretinieks izšautu uz nepareizo attēlu, šāviens aizietu garām. Vēlāk Viljams Rajkers piemin, ka šis paņēmiens Zvaigžņu flotē iemūžināts mācību grāmatās ar nosaukumu “Pikāra manevrs”.
Kaut arī deformācijas ātrums ir zinātniskā fantastika, līdzīgs princips parādās arī fizikā. Ja hipotētisks objekts pārvietotos ātrāk par gaismu, kas līdz novērotājam nes informāciju, novērotājs patiešām varētu saņemt gaismu no dažādiem objekta kustības brīžiem un redzēt vairākus tā attēlus.
Divu attēlu vietā — trīs
De Aguiar Alves sākotnēji uzskatīja, ka epizodes risinājumā kaut kas nav kārtībā. Pēc vairākiem gadiem, risinot praktiskāku uzdevumu par daļiņām vidē, kur gaisma pārvietojas lēnāk, viņš sāka situāciju zīmēt diagrammās.
“Pēc vienas vai divām diagrammām es sāku pamanīt: šķiet, es par kaut ko līdzīgu jau esmu domājis,” fiziķis sacīja. Viņa aprēķini parādīja, ka būtiska ir ne tikai kustība ātrāk par gaismu, bet arī paātrinājums. Ja kuģis visu laiku pārvietotos ar nemainīgu ātrumu, pretinieks redzētu divus attēlus. Taču Pikāra scenārijā “Stargazer” vispirms paātrinās un pēc tam atkal maina kustību, apstājoties pie pretinieka.
Šo izmaiņu dēļ pretinieks redzētu trīs “Stargazer” attēlus, nevis divus. Tātad konkrētās epizodes detaļa nav precīza, tomēr tās pamatā esošā fizikas ideja ir attēlota pārsteidzoši labi. “Galveno lietu viņi parādīja pilnīgi pareizi, un, manuprāt, tas ir lielisks piemērs,” norādīja de Aguiar Alves.
No “Star Trek” līdz Čerenkova starojumam
Fiziķi neuzskata, ka pārvietošanās ātrāk par gaismu kosmosā kādreiz būs iespējama. Tomēr līdzīga matemātika ir noderīga, jo tādos materiālos kā ūdens gaisma pārvietojas lēnāk. Ja daļiņa ūdenī pārvietojas ātrāk par gaismu šajā vidē, rodas triecienvilnis ar raksturīgu zilu spīdumu — Čerenkova starojums, kas redzams arī kodolreaktoros.
De Aguiar Alves šo darbu galvenokārt rosināja tā dēvētais atmiņas efekts. Tas pirmoreiz teorētiski tika aplūkots gravitācijas viļņu kontekstā: vilnim šķērsojot daļiņu, tas var atstāt ilgstošas izmaiņas tās kustībā. Teorētiķi pieļauj, ka līdzīgs efekts iespējams arī elektromagnētiskajiem viļņiem, lai gan to ir ļoti grūti konstatēt. Diagrammas, kas palīdzēja iztēloties šo parādību, vienlaikus ļāva fiziķim no jauna ieraudzīt “Star Trek” manevra darbības principu.
“Ar vienkāršu skicēšanu ļoti ātri un gandrīz par velti var iegūt lielu intuīciju,” sacīja de Aguiar Alves.
Tehnoloģijas
Tehnoloģijas
Tehnoloģijas
Tehnoloģijas