Valoa nopeampi matka: onko poimuajo todella mahdollista?

Universumin Star Trek, ihmiskunta ventures ulos Galaxy 5. huhtikuuta 2063 kanssa ensimmäinen matka laivalla pystyy nopeammin kuin valo matkustaa. Vasta keksitty poimuajo ei ainoastaan anna ihmisten tutkia kosmosta, vaan herättää Vulkanuslaisten huomion ja saa aikaan ensimmäisen kosketuksemme vieraslajiin.,

– Se on ollut 54 vuotta, kun me otettiin ensimmäisen kerran käyttöön yrityksessä, ja monet Star Trek on futuristinen teknologioita on sittemmin keksitty, kannettavat kommunikaattorit universal kääntäjiä. Poimuajo on seuraava ilmeinen valinta: minkä tahansa avaruusaluksen kauimpana maasta kulkenut Voyager 1 kesti lähes 35 vuotta poistua aurinkokunnasta. Ei kovin kätevä tähtienväliseen matkustamiseen.

ihmiskunnan onneksi sitä ovat työstäneet teoreettiset fyysikot., Toukokuussa 2020, NASA tiedemies Harold ”Sonny” Valkoinen julkaissut sisäisen toteutettavuus selvitys siitä, teknologian näkökulmasta ’alussa tehtävän suunnittelu’.,

Lue lisää tieteen Star Trek:

• ’Star Trek requested’ käyttää valoa luoda 3D-objekteja minuuttia
• Star Trek-vaikutteita lentokoneen powered by ’ionic tuuli vie lennon
• Viisi asiaa, Star Trekistä tuli totta

ensimmäinen tieteellinen teoria warp drive tuli noin vuonna 1994, kun teoreettinen fyysikko Miguel Alcubierre käyttää Einsteinin Yleinen Suhteellisuusteoria kehittää puitteet, jotka mahdollistavat nopeammin kuin valo matkustaa rajoissa fysiikan lakeja., Avain, joka mahdollistaa on, että teknisesti, alus itse ei kulje valoa nopeammin.

”Mitä warp drive tekee on pohjimmiltaan sanomalla, että ei ole fysiikan laki, joka sanoo, aika-avaruutta itseään ei voi mennä nopeammin kuin valon nopeus”, sanoo Tohtori Erin Macdonald, astrofyysikko ja tieteen konsultti Star Trek.

”Ja niin käsite loimi-asema on sanoa, no niin, otetaanpa meidän laiva rakennetaan kupla, aika-avaruus sen ympärillä, ja sitten meillä on, jotka työntävät meitä nopeammin kuin valon nopeus”, hän sanoo., Se muistuttaa ajatusta junassa ajavasta kilpa-autosta: joku raiteiden vieressä seisova näkisi auton kulkevan paljon huippunopeuttaan nopeammin.

Mukaan Yleinen Suhteellisuusteoria, Maailmankaikkeus on tasainen aika-avaruus, joka on vääntynyt tahansa esineen massa. ”Ajattelemme trampoliinin keilapalloa ja sitä, että keilapallo dippaa trampoliinin alas”, Macdonald sanoo.”Tämä aika-avaruuden vääristymä on se, mitä koemme gravitaationa.,

• Tilaa Tieteen Keskittyä Podcast nämä palvelut: Acast, iTunes, Stitcher, RSS, Pilvinen

Alcubierre-asema käyttää samaa käsitettä. Alusta ympäröivä ”kupla” on avaruusajan alue, joka tiivistyy laivan eteen ja laajenee sen taakse. Kuten painovoima, voit luoda tämän vääristymän käyttämällä suurta massaa. Vaihtoehtoisesti, kiitos Einsteinin E = mc2 (energia on yhtä kuin massa kertaa valon nopeus toiseen potenssiin), voi yhtä lailla käyttää valtavan määrän energiaa.,

kuplassa aika-avaruus on täysin tasaista, eli avaruusmatkailijat eivät huomaisi mitään outoja, relativistisia vaikutuksia. Tuloksena on, että kupla avaruus-aika on heitetty ympäri Universumia, jossa matkustajat istuvat mukavasti sisällä niiden aluksen, nopeusmittari vielä luet sama määrä.

valitettavasti poimuajon luominen on jopa vaikeampaa kuin miltä se kuulostaa. ”Sinun täytyy olla hyvin, hyvin suuri määrä energiaa”, sanoo José Natário, dosentti matematiikan at Instituto Superior Técnico, University of Lisbon.,

”on muodonmuutos, että tarvitset tällaista työtä, tarvitset paljon, paljon enemmän energiaa kuin Aurinko tai Galaxy”, hän sanoo. ”Mutta se on myös negatiivista energiaa.”

Lue lisää Erin Macdonald:

• Star Trek Picard ensi-ilta: ratkaista juoni reikiä, supernovat ja Sun kohtalo
• tiede Picard Tohtori Erin Macdonald

Negatiivinen energia ei ole jotain, että emme voi tällä hetkellä luoda – ainakaan tarvittavia määriä virtaa loimi-asema. Miten energia voisi olla lainkaan negatiivista?,

yksi tapa ajatella sitä on tarkastella hiukkasta, jolla on negatiivinen massa. Nämä hiukkaset reagoivat gravitaatioon täysin päinvastaisella tavalla kuin positiivisen massan hiukkaset. Sen sijaan, että heidät vedettäisiin kohti planeettaa tai tähteä, heidät heitettäisiin pois.

”Jos meillä olisi tuollainen komponentti, jossa olisi negatiivinen massa, se mikä pitää tuota massaa yhdessä, olisi se negatiivinen energia”, Macdonald sanoo.

Tämä ei ole ongelma, että menee pois puhdistettavaksi idea, joko: Natário todisti matemaattisesti, että kaikenlainen loimi-asema edellyttää negatiivista energiaa.,

Joseph Agnew on jatko-opiskelija University of Alabama Huntsville, joiden perustutkintoa työtä warp drive julkaistiin AIAA lehdessä. Hän arvelee, että fysiikan perusteiden tutkiminen lisää poimuajoa.

”Edelleen kokeellinen tutkimus luonnossa esiintyvä gravitaatioaaltoja ja ehkä tutkimus yrittää luoda keinotekoinen painovoima-aallot olisivat todella edistää ymmärrystä painovoima, ja siksi aika-avaruus ja kaikki kytketty tiede,” Agnew sanoo.,

Natário uskoo, on vielä suurempi ongelma käsite Alcubierre-asema. Kuvittele ääntä nopeampi Lentokone. Et kuule ilma-aluksen ennen kuin se on jo mennyt ohi, koska ääniaallot eivät voi pysyä. Poimuajo kokee saman vaikutuksen valoaaltojen kanssa, eli eteesi ei voi lähettää viestiä.,

”kutsun sitä” tarvitset yhden tekemään yhden ”- ongelmaksi”, Natário sanoo. Miten luodaan Kieroutunut avaruusajan geometria aluksenne ympärille? Ensin sinun pitäisi lähettää signaali edessäsi ”kertoa” aika-avaruus poimuun, Natário sanoo. ”Jotta se menisi nopeammin kuin valo, tarvitset jotain, joka menisi nopeammin kuin valo aluksi, jotta voit kommunikoida horisontin ulkopuolella.”

Nämä kaksi ongelmaa – yhdistettynä pieni kysymys, että kohteessa olisi pommitetaan uskomattoman korkean energian säteily – ovat tuhoon loimi-asema, Nátario uskoo., ”Pohja on mielestäni täysin mahdoton”, hän sanoo.

Lue lisää Reality Check:

• Miksi niin monet ihmiset pelaavat Animal Crossing?
• rauhanomaiset mielenosoitukset: ovatko väkivallattomat mielenosoitukset tehokas keino muutoksen aikaansaamiseksi?

Agnew on optimistisempi. ”Monet näistä teoreettinen tilaa kuljetus käsitteitä luottaa laajasti perusteellinen käsitys gravity ja spacetime, joka vain ei ole tällä hetkellä”, hän sanoo.

”en vielä näe mitään tapaa voimme sanoa ehdottomalla varmuudella, että se on ’ei koskaan tapahdu miljoonaa vuotta., Kun epäilys, historia sanelee on parempi erehtyä puolella varovainen, tieteellinen optimismi.”

Macdonald on myös toiveikas. ”Olen ikuinen optimisti tämän kanssa, koska haluan liittyä Tähtilaivastoon”, hän sanoo. ”Minusta tuntuu, ettemme koskaan tiedä, mitä tapahtuu oudoilla, eksoottisilla, hauskoilla ajatuskokeilla.

”olen samaa mieltä tässä vaiheessa, juuri nyt, se on hauska ajatuskoe. Mutta se ei estä massiivista löytöä, jota emme voi ennustaa.,”