Самые впечатляющие научно-фантастические истории ставят науку выше зрелищности. Франшиза «Звёздный путь» подарила немало таких примеров с тех пор, как в сентябре 1966 года стартовал оригинальный сериал, — ровно 60 лет назад, в сентябре 2026 года. Однако один из самых известных её эпизодов оказался ещё интереснее, чем подозревали поклонники. Физик Николас де Агиар Алвес из Федерального университета ABC в Бразилии показал, что ранний эпизод сериала «Звёздный путь: Следующее поколение» иллюстрирует один из эффектов теории относительности даже точнее, чем, вероятно, рассчитывали его создатели.
С точки зрения физики «манёвр Пикара» породил бы больше двух изображений звездолёта «Энтерпрайз». Источник изображения — popsci.com
Что такое «манёвр Пикара»
Девятый эпизод первого сезона, «Битва», вышедший в 1987 году, приоткрывает прошлое Жан-Люка Пикара и его блестящей карьеры в Звёздном флоте Федерации. За много лет до того, как стать капитаном «Энтерпрайза», Пикар командовал кораблём «Старгейзер», который однажды подвергся атаке неизвестного противника. Позже выяснилось, что нападавшими были ференги. Чтобы ответить на удар, Пикару нужно было подойти к врагу ближе, но защитные поля его корабля уже не действовали.
Тогда капитан на ходу придумал приём, который позже назовут «манёвром Пикара». Он приказал экипажу рвануть к противнику на варп-скорости, то есть быстрее света, резко остановиться и открыть огонь. По логике сюжета, раз корабль обогнал видимый свет, противник должен был увидеть сразу два «Старгейзера»: один там, где корабль находился перед прыжком, и второй в точке остановки. Манёвр был рискованным, но давал экипажу шанс пятьдесят на пятьдесят, что враг продолжит стрелять по призрачному изображению.
Как физик пришёл к «Звёздному пути»
Путешествия быстрее света большинство учёных считают невозможными: согласно специальной теории относительности, тело с ненулевой массой не может разогнаться даже до скорости света. Тем не менее принципы, на которых построен манёвр Пикара, выдерживают проверку специалиста. Более того, в сериале эффект показан менее точно, чем мог бы: по словам де Агиара Алвеса, шансы Пикара в такой ситуации были бы даже выше.
При этом физик, хоть и является поклонником сериала, вовсе не собирался специально проверять логику эпизода. Он работал над настоящей задачей из физики частиц, в которой фигурировала пониженная скорость распространения света, и в какой-то момент начал рисовать схему происходящего, чтобы перепроверить свои выкладки.
«Нарисовав одну-две диаграммы, я начал замечать: „Эй, кажется, я уже когда-то размышлял о чём-то подобном“», — рассказал де Агиар Алвес в интервью изданию Ars Technica.
Результаты он изложил в четырёхстраничной работе «Неожиданная эффективность манёвра Пикара: три изображения одного и того же сверхсветового корабля», которую опубликовал на сервере препринтов arXiv 22 августа 2026 года.
Почему кораблей три, а не два
Чтобы понять суть эффекта, стоит вспомнить: наблюдатель всегда видит объект не там, где он находится сейчас, а там, где он был в момент, когда от него ушёл свет. В случае далёких звёзд эта задержка измеряется годами, в космическом бою — долями секунды, но принцип один и тот же. Момент испускания света, который наблюдатель регистрирует прямо сейчас, физики называют запаздывающим временем.
Если корабль летит к противнику быстрее света, он обгоняет собственный свет, испущенный ранее. Свет из точки остановки добирается до наблюдателя раньше, чем свет с середины траектории и из стартовой точки. В результате какое-то время противник одновременно получает свет от разных участков пути и видит сразу несколько копий одного и того же корабля.
На самом деле манёвр Пикара дал бы не два «Старгейзера», а три. Дело в том, что экипаж не двигался с постоянной скоростью: корабль сначала разогнался, а затем остановился рядом с противником. Иными словами, скорость «Старгейзера» менялась не один раз, а дважды, и это меняет всё. Из-за двух фаз ускорения уравнение для запаздывающего времени может иметь до трёх решений, поэтому противник способен увидеть одновременно до трёх изображений звездолёта.
Для исхода боя это важно. Если противник выбирает цель наугад, то при трёх изображениях вероятность попасть в настоящий корабль снижается с половины до трети, а значит, у Пикара было больше шансов на успех, чем показано в сериале.
Физик не ставит сценаристам в вину неточность. Напротив, по его мнению, сама идея эпизода — отличный сценарий для размышлений тем, кто изучает теоретическую физику.
«Главное они уловили идеально, и, на мой взгляд, это прекрасная иллюстрация», — отметил де Агиар Алвес.
