Введение
Обзор технологий, доступных в вымышленной вселенной «Звёздного пути». Вымышленная технология в «Звёздном пути» заимствовала множество идей из научного мира. Эпизоды часто содержат технологии, названные в честь или вдохновлённые реальными научными концепциями, такими как тахионные лучи, барионные сканирования, квантовые двигатели скольжения и фотонные торпеды. Некоторые технологии, созданные для вселенной «Звёздного пути», появились из-за финансовых ограничений. Например, транспортер был создан, поскольку ограниченный бюджет сериала «Звёздный путь: Оригинальный сериал» (TOS) в 1960-х годах не позволял снимать дорогостоящие кадры с космическими кораблями, приземляющимися на планеты. Журнал Discovery Channel Magazine отметил, что устройства невидимости, путешествия быстрее света и дематериализация были лишь мечтами во время создания TOS, но физик Мичио Каку считает, что всё это возможно. Уильям Шатнер, исполнивший роль Джеймса Т. Кирка в TOS, разделяет это мнение и стал соавтором книги «Я работаю над этим», в которой он исследует, как технологии «Звёздного пути» становятся реализуемыми.
The fictional technology in Star Trek has borrowed many ideas from the scientific world. Episodes often contain technologies named after or inspired by real world scientific concepts, such as tachyon beams, baryon sweeps, quantum slipstream drives, and photon torpedoes. Some of the technologies created for the Star Trek universe were done so out of financial necessity. For instance, the transporter was created because the limited budget of Star Trek: The Original Series (TOS) in the 1960s did not allow expensive shots of spaceships landing on planets. Discovery Channel Magazine stated that cloaking devices, faster than light travel, and dematerialized transport were only dreams at the time TOS was made, but physicist Michio Kaku believes all these things are possible. William Shatner, who portrayed James T. Kirk in TOS, believes this as well, and went on to co write the book I'm Working on That, in which he investigates how Star Trek technology is becoming feasible.
Подпространство
В вымышленной вселенной «Звёздного пути» подпространство — это характеристика пространства-времени, обеспечивающая перемещение быстрее скорости света, в форме межзвёздных путешествий или передачи информации. Путешествия с варп-скоростью через подпространство подчиняются иным законам физики. Название «подпространство» также было использовано в других вымышленных вселенных, таких как франшиза «Звёздные врата», серия «Автостопом по галактике», серия «Bobiverse» и «Descent: Freespace». Повествовательно оно играет аналогичную роль гиперпространству, которое встречается в «Звёздных войнах» и других произведениях научной фантастики. В большинстве сериалов «Звёздного пути» подпространственная связь — это способ установления почти мгновенного контакта с людьми, находящимися на расстоянии световых лет. Физика «Звёздного пути» описывает бесконечную скорость (выраженную как «фактор варпа 10») как недостижимую; следовательно, даже подпространственная связь, движущаяся со скоростью выше варпа 9.9, может занимать часы или недели, чтобы достичь определённых пунктов назначения. Одним из исключений из этого правила стал эпизод «Порог» сериала «Звёздный путь: Вояджер», где лейтенант Пэрис преодолел барьер варпа 10. Во вселенной «Звёздного пути» подпространственные сигналы не ослабевают пропорционально квадрату расстояния, как это происходит с другими методами связи, использующими обычные диапазоны электромагнитного спектра (то есть радиоволны), поэтому можно ожидать, что сигналы, отправленные с большого расстояния, достигнут своего назначения в предсказуемое время и с незначительной потерей качества (за исключением случайных помех в подпространстве или пространственных аномалий). Во франшизе «Звёздный путь» дальность подпространственной связи ограничена чуть более чем 20 световыми годами, после чего требуется усиление сигнала, хотя это ограничение игнорировалось в некоторых сюжетных линиях.
Варп-привод
Варп-двигатель – одна из ключевых особенностей франшизы «Звёздный путь»; в первом пилотном эпизоде «Звёздный путь: Оригинальный сериал» «Клетка» он упоминается как «гипердвигатель», а капитан Пайк указывает скорость, необходимую для достижения планеты Талосис IV, как «временная деформация, фактор 7». Когда он начал объяснять время путешествия выжившим после иллюзии (до того, как его прервал вид Вины), член экипажа Хосе Тайлер заявил, что «временной барьер преодолен», что позволило группе межзвездных путешественников вернуться на Землю гораздо быстрее, чем было бы возможно в иных условиях. Позже в пилоте, когда Спок сталкивается с единственным вариантом – бегством, он объявляет экипажу, что у них нет выбора, кроме как уйти, сказав: «Наш фактор временной деформации…» прежде чем системы корабля начнут выходить из строя. Во втором пилотном эпизоде «Оригинального сериала» «Туда, где не ступала нога человека» слово «время» было исключено из обозначения скорости, и Кирк приказал двигаться со скоростью «фактор варпа один вперед», что с тех пор стало привычным.
Принцип работы
Основной принцип работы варп-двигателя в "Звёздном Пути" одинаков для всех космических кораблей. Изначально он был задуман как мощный источник энергии, обычно называемый варп-ядром или иногда интермикс-камерой, генерирующий высокоэнергетическую плазму. Эта плазма транспортируется к генераторам варп-поля по линиям, напоминающим трубы. Эти генераторы, по сути, представляют собой катушки в варп-гондолах, выступающих из космического корабля. Варп-гондолы генерируют подпространственное поле, варп-поле или варп-пузырь, который искажает пространство-время и приводит в движение пузырь и космический корабль внутри него. Это аналогично приводу Алькубьерре, но с некоторыми исключениями, касающимися поддержания до-световой скорости и инерции. Это означает, что космический корабль не останавливается полностью после варп-полёта, а сверхсветовая и до-световая скорости переходят друг в друга напрямую. Также возможно таранировать другой объект на скорости варпа, находящийся вне варп-пузыря. Это требует наличия вымышленных дефлекторных щитов, которые защищают космический корабль от повреждений при столкновениях с межзвёздной пылью и астероидами. В эпизоде "Свет преисподней" из сериала "Звёздный путь: Глубокий космос 9" указывается, что полёты на скорости варпа внутри планетарной системы не рекомендуются. Варп-ядро может быть спроектировано в различных формах. Люди и большинство других вымышленных рас используют управляемую реакцию антидейтерия и дейтерия с дилитиумом. Ромуланцы же используют искусственные микроскопические чёрные дыры, называемые квантовыми сингулярностями.
Модифицированный масштаб варпа (The Next Generation, Deep Space Nine, Voyager и Picard)
Для сериала «Звёздный путь: Следующее поколение» и последующих сериалов художник «Звёздного пути» Майкл Окуда разработал новую шкалу варпа и формулу, основанную на оригинальной, но с важным отличием: в полуоткрытом интервале от 9 до 10 показатель *w* стремится к бесконечности. Таким образом, в шкале Окуды скорости варпа асимптотически приближаются к варпу 10. Согласно «Техническому руководству к «Звёздному пути: Следующему поколению»», точной формулы для этого интервала не существует, поскольку указанные скорости основаны на кривой, нарисованной от руки; можно лишь сказать, что при скоростях, превышающих варп 9, форма функции варпа изменяется из-за увеличения показателя варп-фактора *w*. В результате увеличения производной даже незначительные изменения варп-фактора в конечном итоге приводят к более чем экспоненциальному изменению скорости. Варп-фактор 10 был установлен как недостижимый предел теоретической бесконечной скорости, при которой объект одновременно будет занимать все точки Вселенной (согласно новой шкале, для достижения или превышения варпа 10 требуется бесконечное количество энергии). Это описано в технических руководствах «Звёздного пути» как «предел Юджина», в честь создателя и продюсера Джина Родденберри. Как указано в сборнике «Файлы о «Звёздном пути»», ни один корабль, включая высокоразвитые корабли, такие как куб Боргов, не может превысить варп-фактор 9,99 при использовании обычного варп-двигателя. Для достижения более высоких скоростей требуется использование технологии трансварпа.
Скорости варпа
В книге «Энциклопедия Звёздного пути» и в сборнике «Факты о Звёздном пути» некоторые скорости варпа указаны напрямую. Для сравнения в следующей таблице приведены эти значения, а также вычисленные скорости оригинальной шкалы варпа, вычисленные скорости упрощённой шкалы Окуды и некоторые канонические эталонные значения скоростей варпа из источников на экране. Warpfactor Шкала варпа из Энциклопедии (прямые значения) (Michael Okuda) Кубическая варп-шкала (Franz Joseph) Пересмотренная варп-шкала (Michael Okuda) Эталонные значения на экране (Canon) (кратность скорости света) 1 1× 1× 1× 2 10× 8× 10× В эпизоде «Мёртвая остановка» сериала «Звёздный путь: Энтерпрайз» говорится, что «Энтерпрайзу» потребуется около десяти лет (10 лет) для преодоления 130 световых лет на варпе 2. Таким образом, варп 2 соответствует примерно 13 скоростям света. 3 39× 27× 39× В сериале «Звёздный путь: Следующее поколение» (S3:E22, в 35:38) экипаж «Энтерпрайза D» обнаруживает, что андроида Дата могли украсть, находясь на борту другого корабля «Джовис». К этому моменту «Джовис», имеющий максимальный варп-фактор 3, имеет 23-часовой отрыв, который, по расчётам энсина Крашера, помещает его в радиус 0,102 световых лет от его последнего известного местоположения. Таким образом, варп 3 в 38,875 раз превышает скорость света. 4 102× 64× 102× В эпизоде «Резолюции» сериала «Звёздный путь: Вояджер» говорится, что шаттлу «Вояджер» потребуется около 700 лет полёта для путешествия в 70 000 световых лет обратно на Землю. Следовательно, варп 4, максимальная скорость шаттла, примерно в 100 раз превышает скорость света. В фильме «Звёздный путь: Бесконечность» говорится, что USS Franklin (NX 326) был первым земным кораблём, способным к варпу 4. Монтгомери Скотт (Саймон Пегг): «Это USS Franklin, сэр, вы можете в это поверить? Первый земной корабль, способный к варпу 4». Неизвестно, когда был впервые запущен «Франклин», но предполагается, что это было между 2145 и 2151 годами. 4.5 150× 91× 150× В пилотном эпизоде «Сломанная дуга» командир Такер заявляет «варп 4.5 в следующий четверг», на что капитан Арчер отвечает «Нептун и обратно за шесть минут». Расстояние от Земли до Нептуна постоянно меняется, поскольку обе планеты вращаются вокруг Солнца, однако среднее расстояние между ними составляет около 30,63 а.е. (4,58 млрд км) и 29,76 а.е. (4,45 млрд км), в среднем 4,52 млрд км. Таким образом, круговое путешествие в 9,04 млрд км за шесть минут подразумевает, что варп 4.5 примерно в 84 раза превышает скорость света. 5 213× 125× 213× В эпизоде «The Expanse» сериала «Звёздный путь: Энтерпрайз» капитан Арчер говорит, что полёт к Дельфийской области эквивалентен трёхмесячному путешествию. По прибытии «Энтерпрайза» расстояние до Земли составляет 50 световых лет. Таким образом, варп 5, максимальная скорость «Энтерпрайза», соответствует примерно 200 скоростям света. 6 392× 216× 392× 7 656× 343× 656× В эпизоде «E²» сериала «Звёздный путь: Энтерпрайз» «Энтерпрайз» пролетает через подпространственный коридор длиной в 11,6 световых лет для встречи с Дегрой. Однако «Энтерпрайз» был отброшен на 117 лет в прошлое. Когда старший «Энтерпрайз» сталкивается со своим молодым аналогом (чтобы предупредить его), капитан Лориан предлагает модифицировать варп-привод, чтобы молодой «Энтерпрайз» мог на короткое время достичь варп-фактора 6.9 и преодолеть это расстояние примерно за два дня, не используя коридор. Таким образом, варп 6.9 соответствует примерно 2117 скоростям света. В эпизоде «Новый Эдем» (S2:E2) сериала «Звёздный путь: Дискавери» командир Майкл Бёрнхэм говорит, что сигнал «находится в Бета-квадранте, в 51 450 световых годах от нас», на что капитан Кристофер Пайк отвечает: «на максимальной скорости это займёт у нас 150 лет, чтобы добраться так далеко», указывая на то, что максимальная скорость «Дискавери» в 343 раза превышает скорость света (51 450 световых лет / 150 лет). Это соответствует варп 7 оригинальной шкалы варпа. 8 1024× 512× 1024× 9 1516× 729× 1516× В эпизоде «Кровавые линии» сериала «Звёздный путь: Следующее поколение» Райкер утверждает, что «Энтерпрайзу» потребуется около 20 минут для полёта в 300 миллиардов километров на варпе 9. Таким образом, варп 9 соответствует скорости 900 миллиардов километров в час (= 250 миллионов километров в секунду) или примерно в 830 раз больше скорости света. 9.9 21,400× 970× 2083× В эпизоде «The 37's» сериала «Звёздный путь: Вояджер» варп 9.9 прямо упоминается в диалоге как четыре миллиарда миль в секунду (6,4 миллиарда километров в секунду), что примерно в 21 400 раз быстрее скорости света. 10 Бесконечная скорость 1000× 2154× В эпизоде «Предел» Том Пэрис преодолевает порог варпа 10, но дальнейшие путешествия за этим порогом позже признаются неприемлемо опасными для живых организмов. В эпизоде «Туда, где никто не бывал прежде» модификации, внесённые Путешественником в систему движения «Энтерпрайза D», позволили кораблю преодолеть 2,7 миллиона световых лет от Галактики Млечный Путь до M 33, фактически пролетев мимо нескольких меньших галактик, за несколько минут, что, по словам Ла Форжа, было за пределами известных масштабов, превышая варп 10. Согласно Техническому руководству, авторы оценили скорость этого эпизода как варп-фактор 9.9999999996. После дальнейших модификаций «Энтерпрайз D» был отброшен более чем на миллиард световых лет в неизведанное место во вселенной за считанные секунды с варп-фактором, который, по словам Дата, не превышал 1.5. 11 За пределами шкалы 1331× 2960× В эпизоде «Перевертыш» «Энтерпрайз» ненадолго достиг варп-фактора 11 в результате «исправления неэффективности» в системе управления антиматерией, произведённого Номадом. В эпизоде «Под другим именем» келваняне модифицировали двигатели «Энтерпрайза» для большей устойчивой скорости варпа 11, чтобы путешествовать от Галактики Млечный Путь до Галактики Андромеды. 12 1728× 3956× 13 2197× 5166× В альтернативном будущем, изображённом в «Всё хорошее», финальной серии «Следующего поколения», «будущий» «Энтерпрайз D» путешествует на варпе 13, возможно, в результате очередной переконфигурации шкалы варпа. 14 2744× 6613× В какой-то момент в «Того, что выживает» «Энтерпрайз» путешествовал с варп-фактором 14.1. 15 3375× 8323× 18.56 6395× 16928× Согласно первоначальному концептуальному сценарию Джина Родденберри «Звёздный путь», оригинальный «Энтерпрайз» имел максимальную скорость 0,73 световых года в час, что примерно в 6395 раз превышает скорость света. Это соответствует варп-фактору 18.56 кубической шкалы.