Star Trek не бреше: фізик довів ефективність культового маневру Пікара

Бразильський фізик Ніколас де Агіар Алвес довів ефективність культового маневру Пікара з серіалу “Star Trek: Наступне покоління”.

Ніколас де Агіар Алвес не тільки науково обґрунтував цю тактику ведення бою у серіалі, й довів, що в реальності вона була б ще ефективнішою. У рамках власного дослідження він вивчав так званий “маневр Пікара”.

За сюжетом серіалу, цю тактику розробив капітан Зоряного флоту Жан-Люк Пікар під час командування кораблем USS Stargazer у битві при Максії. Тактика передбачає, що зореліт розганяється до надсвітлової швидкості й наблизившись до супротивника, раптово зупиняється, а потім відкриває вогонь до надходження світлових та сенсорних сигналів з попереднього місцеперебування.

Цей ефект створює ілюзію двох кораблів й противник не розуміє, який з них атакувати. Розрахунки бразильського фізика демонструють, що в реальності подібна стратегія призвела б до появи трьох видимих зображень космічного корабля, а не двох, як це було показано у серіалі.

Маневр Пікара вперше показали в одному з епізодів під назвою “Битва” у 1987 році. У цій серії Пікар згадує битву часів командування кораблем USS Stargazer. Після нападу на корабель й втрати щитів капітану порекомендували знайти спосіб наблизитись до ворожого корабля, однак не потрапити під обстріл.

Пікар розігнав Stargazer до надсвітлової швидкості й різко зупинився поблизу ворога до того як відкрити вогонь. Оскільки корабель рухався швидше світла, ворог на мить побачив 2 кораблі й ризикував відкрити вогонь по хибній цілі. Ніколас де Агіар Алвес виявив, що з урахуванням зміни швидкості космічного апарату ситуація буде складнішою.

Фізик пояснює, що корабель не просто рухається з постійною надсвітловою швидкістю. Спочатку він розганяється до швидкості, що перевищує світлову, а потім сповільнюється й зупиняється поряд з супротивником. Зміни швидкості призведуть до того, що супротивник бачитиме 3 зображення корабля.

Де Агіар Алвес звернув на це увагу, коли працював над іншим питанням фізики елементарних частинок, пов’язаним з середовищем, у якому світло рухається повільніше. Аналізуючи ситуації, фізик зрозумів, що це нагадує маневр Пікара зі Star Trek.

Надсвітлова швидкість залишається суто науковою фантастикою, оскільки об’єкти з масою не можуть перевищити швидкість світла. Однак аналогічні математичні розрахунки стають актуальними, коли фотони рухаються у середовищі, що сповільнює їхню швидкість порівняно з рухом у вакуумі.

Заряджена частинка може рухатись у воді швидше за світло. У цьому випадку вона генерує черенківське випромінювання — характерне блакитне свічення, пов’язане з ядерними реакторами. Бразильський фізик вивчав явище під назвою “ефект пам’яті”, коли хвиля, що проходить, може залишати незворотні зміни у русі частинки. Теорія передбачає, що цей ефект може бути сильнішим у середовищах, де світло рухається повільніше.

Він високо оцінив ключову ідею в серіалі. Дослідження під назвою “Неочікувана ефективність маневру Пікара: отримання трьох зображень з одного й того самого надсвітлового космічного корабля” було опубліковано на сервері препринтів arXiv. Очікується публікація у науковому журналі American Journal of Physicians. 

Джерело: Interesting Engineering