Alena Tensor Warp Bubble Simulation

Численная симуляция сферически-симметричного пузыря нормального пространства-времени в искривлённой геометрии на основе модели тензора Алены.

Дисклеймер

Проект носит исключительно исследовательский и образовательный характер.
Автор не гарантирует достоверность. В сумме было создано порядка 800 различных версий и каждые 3 версии код проходил рефакторинг нейросетями для читаемости. Индекс v15 который вы можете встретить это не порядковый номер версии, а локальный номер среди 22 лучших версий.

О проекте

Этот проект представляет собой Python-симуляцию, исследующую возможность подавления кривизны пространства-времени внутри локальной области за счёт электромагнитного вклада в рамках модели, основанной на тензоре Алены.

В качестве фоновой геометрии используется решение Шварцшильда в изотропных координатах. Вблизи стенки пузыря задаётся локализованное электромагнитное поле, после чего самосогласованно вычисляются метрические функции, геометрические инварианты и ряд проверочных физических величин.

Проект включает:

• численное решение для метрических функций A(r) и B(r);
• аналитическое вычисление кривизны;
• тест Шварцшильда;
• вычисление ADM-массы;
• проверку асимптотической плоскости;
• проверку модифицированных уравнений Эйнштейна;
• анализ энергетических условий;
• анализ устойчивости;
• трассировку нулевых геодезических;
• автоматическую генерацию HTML-отчёта.

Теоретическая база

Работа опирается на статью:

Ogonowski, P., & Skindzier, P. (2025). Alena Tensor in unification applications. Physica Scripta, 100, 015018.
DOI: https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad98ca

Основная идея

Используется статическая сферически-симметричная метрика в изотропных координатах:

$$ds^2 = -A(r)^2 c^2 dt^2 + B(r)^2 (dr^2 + r^2 d\Omega^2)$$

Внутри выбранной области задаётся профиль пузыря, а на его стенке — локализованное электромагнитное поле. Через величину Λρ, связанную с инвариантом тензора поля, модель модифицирует эффективную геометрию пространства-времени.

Цель симуляции — проверить, можно ли в рамках выбранной схемы получить область, где скаляр Кречмана оказывается существенно меньше, чем в фоне Шварцшильда.

Ключевые результаты

По итоговому автоматически сгенерированному отчёту:

• Пройдено тестов: 8 / 8
• Средняя относительная ошибка скаляра Кречмана в тесте Шварцшильда: 6.0717e-08
• ADM-масса: 0.497620 при ожидаемом значении 0.500000
• Внутри пузыря:
  • A ≈ 0.786322
  • B ≈ 1.253547
  • K_eff ≈ 9.6140e-22
• Компенсация фоновой кривизны внутри: 87.8%

Эти результаты означают, что в рамках выбранной модели удалось получить область с почти исчезающей внутренней кривизной по сравнению с исходной фоновой геометрией.

Реализованные возможности

Геометрия и инварианты

• аналитический тензор Римана
• 4 независимые ONB-компоненты
• полный скаляр Кречмана
• скаляр Риччи
• тензор Эйнштейна

Численные методы

• конечно-разностные производные 4-го порядка
• solve_ivp (DOP853)
• self-consistent shooting ODE
• исследование сходимости
• параметрические и вспомогательные расчёты

Проверки

• тест Шварцшильда
• ADM-масса
• асимптотическая плоскость
• EFE residuals
• энергетические условия
• анализ устойчивости

Визуализация

• GUI на Tkinter
• графики Matplotlib
• HTML-отчёт с встроенными изображениями
• 2D-поля и траектории световых лучей

Файлы репозитория

.
├── ts-main.py
├── README.md
├── requirements.txt
├── LICENSE
├── .gitignore
├── CITATION.cff
├── docs/
│   ├── school_project.docx
│   └── simulation_report.html (and pdf)
└── images/
    └── some preview png

Установка

Клонирование

git clone https://github.com/RUD9/teleport-sim.git
cd teleport-sim

Виртуальное окружение

Windows

python -m venv venv
venv\Scripts\activate

Linux / macOS

python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

Установка зависимостей

pip install -r requirements.txt

Запуск

python ts-main.py

После запуска откроется графическое приложение, в котором можно:

• изменять параметры модели;
• запускать полный расчёт;
• просматривать графики;
• читать текстовый отчёт;
• экспортировать HTML-отчёт.

Параметры по умолчанию

Безразмерные параметры

• r_s = 3.0
• M̃ = 0.5
• R̃_bub = 2.667
• σ̃ = 6.0
• Ẽ0 = 10.0

Численные параметры

• Nr = 2000
• r̃ ∈ [0.15, 14.0]
• ODE method: DOP853
• rtol = 1e-12
• atol = 1e-14
• self-consistent iterations: 5

Ограничения

Проект является исследовательской и учебной численной работой, он не гарантирует практической реализуемости варп-двигателя, телепортации или сверхсветового перемещения.

Основные ограничения:

• используются в основном безразмерные величины;
• модель статическая и сферически-симметричная;
• теоретическая база относится к новой и не общепринятой физической схеме;
• закон сохранения ∇μT^{μν}=0 в области стенки требует дальнейшей доработки;
• результаты следует трактовать как исследование внутри конкретной модели.

Возможные направления развития

• перевод расчётов в физические единицы;
• динамическая эволюция во времени;
• разбиение кода на модули;
• расширенный параметрический анализ;
• более широкий класс полевых конфигураций;
• улучшение закона сохранения тензора энергии-импульса;
• экспорт отдельных графиков в файл.

Автор

Горбенко Рудольф Павлович
Ученик 10 «И» класса, МОБУ лицей №22, Сочи
2026

Репозиторий

GitHub:
https://github.com/RUD9/teleport-sim

Цитирование

Если вы используете этот проект, пожалуйста, укажите автора симуляции и репозиторий.

Пример:

Gorbenko R. P., Alena Tensor Warp Bubble Simulation. GitHub repository:
https://github.com/RUD9/teleport-sim