Onko "Warp Drive" Star Trekistä mahdollinen?

Yksi avainpiirroslaitteista melkein jokaisessa "Star Trek"jakso ja elokuva on tähtilaivojen kyky matkustaa valonopeudella ja sen ulkopuolella. Tämä tapahtuu moottorin, joka tunnetaan nimellä poimuajo. Se kuulostaa "tieteelliseltä", ja se on - loimilaitetta ei oikeastaan ​​ole. Teoriassa kuitenkin jokin versio tästä käyttövoimajärjestelmästä voitaisiin luoda ideasta - sillä olisi riittävästi aikaa, rahaa ja materiaaleja.

Ehkä tärkein syy loimilaitteeseen näyttää olevan mahdollista, että sitä ei ole vielä hylätty. Joten FTL: llä voi olla toivoa tulevaisuudesta (nopeampi valo) matkustaa, mutta ei milloin tahansa pian.

Tieteiskirjallisuudessa loimilaite on se, joka antaa aluksille pääsyn avaruuteen siirtymällä valon nopeutta nopeammin. Tämä on tärkeä yksityiskohta, koska valonopeus on kosmisen nopeuden rajoitus - maailmankaikkeuden perimmäinen liikennelaki ja este.

Sikäli kuin tiedämme, mikään ei voi liikkua valoa nopeammin. Einsteinin mukaan suhteellisuusteoriat, kuluu ääretön määrä energiaa esineen kiihdyttämiseen, jonka massa on

Silti on kaksi porsaanreikiä. Yksi on se, että ei tunnu olevan kieltoa matkustaa mahdollisimman lähellä valonopeutta. Toinen asia on, että kun puhumme valonopeuden saavuttamisen mahdottomuudesta, puhumme tyypillisesti esineiden työntämisestä. Loimilaitteen käsite ei kuitenkaan välttämättä perustu yksinomaan aluksiin tai itse esineisiin, jotka lentävät valon nopeudella, kuten jäljempänä selitetään tarkemmin.

Matoreiät ovat usein osa keskustelua ympäröivästä keskustelusta maailmankaikkeuden ympäri. Kuitenkin matkustaa kautta madonreikiä olisi selvästi erilainen kuin loimilaitteen käyttö. Vaikka loimi ajaa liikkumista tietyllä nopeudella, madonreiät ovat teoreettisia rakenteita, jotka sallivat avaruusalusten kulkea pisteestä toiseen tunneloimalla hyperavaruuden läpi. Tosiasiassa ne antaisi alusten ottaa pikakuvakkeen, koska ne pysyvät teknisesti sitoutuneina normaaliin avaruusaikaan.

Tämän positiivinen sivutuote on, että tähtilaivalla voidaan välttää haitalliset vaikutukset, kuten ajan dilaatio ja reaktiot ihmiskehon massiiviseen kiihtyvyyteen.

Nykyinen käsitys fysiikasta ja siitä, kuinka valonkulku estää esineitä saavuttamasta valonopeutta suurempaa nopeutta, mutta ei sulje pois mahdollisuutta tila itse matkustaa tällä nopeudella tai sen yli. Itse asiassa jotkut ongelmaa tutkineet ihmiset väittävät, että varhaisessa maailmankaikkeudessa avaruus-aika laajeni superluminal nopeudella, joskin vain hyvin lyhyeksi ajaksi.

Jos nämä oletukset todistetaan totta, loimilaite voisi hyödyntää tätä porsaanreunaa jättäen taaksepäin aiheen esineiden kuljettaminen ja sen sijaan tehtävä tutkijoille kysymys siitä, miten saada aikaan valtava energia, jota tarvitaan liikkumiseen tila-aika.

Jos tutkijat suhtautuvat tähän lähestymistapaan, loimilaitteeseen voidaan ajatella tällä tavalla: loimilaite on se, joka luo valtavan määrän energiaa joka supistaa aika-tilan tähtialuksen edessä ja samalla laajentaa tilaa-aikaa takana, luomalla lopulta loimen kupla. Tämä aiheuttaisi avaruus-ajan kaskadin kuplan kautta - alus pysyy paikallaan paikallisella alueellaan loimen eteneessä uuteen määränpäähän superluminalin etenemisellä.

1900-luvun lopulla meksikolainen tutkija Miguel Alcubierre osoitti, että loimilaite oli itse asiassa universumin hallintaa koskevien lakien mukainen. Motivoi hänen kiehtonsa Gene Roddenberryn vallankumouksellisesta tonttikuljettajasta, Alcubierren tähtilaivasta Suunnittelu - joka tunnetaan nimellä Alcubierre-asema - kulkee avaruus-ajan "aaltoa", aivan kuten surffaaja ajaa aaltoa valtameri.

Huolimatta Alcubierren todisteista ja tosiasiasta, että nykyisessä teoreettisessa käsityksessämme ei ole mitään fysiikka, joka estää loimilaitteen kehittämisen, idea kokonaisuutena on edelleen valtakunnassa spekulointia. Nykyinen tekniikkamme ei ole vielä aivan siellä, ja vaikka ihmiset pyrkivätkin saavuttamaan tämän valtavan avaruusmatkan saavutuksen, monia ongelmia on vielä ratkaisematta.

Loimukuplan luominen ja liikuttaminen edellyttävät sen edessä olevaa tilaa tuhoamaan, kun taas takana olevan tilan täytyy kasvaa nopeasti. Tätä tuhottua tilaa kutsutaan negatiiviseksi massaksi tai negatiiviseksi energiaksi, erittäin teoreettiseksi aineen tyypiksi, jota ei vielä ole "löydetty".

Näin ollen kolme teoriaa ovat siirtäneet meidät lähemmäksi negatiivisen massan todellisuutta. Esimerkiksi Casimir-ilmiö asettaa asetukset, joissa kaksi rinnakkaista peiliä sijoitetaan tyhjiöön. Kun niitä liikutetaan erittäin lähellä toisiaan, näyttää siltä, ​​että niiden välinen energia on pienempi kuin ympärillä oleva energia, jolloin syntyy negatiivista energiaa, vaikka vain pieninä määrinä.

Vuonna 2016 LIGO: n (Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorion) tutkijat osoittivat, että avaruus-aika voi "vääntyä" ja taipua valtavien gravitaatiokenttien läsnä ollessa.

Ja vuodesta 2018 alkaen Rochesterin yliopiston tutkijat käyttivät lasereita osoittamaan uuden mahdollisuuden negatiivisen massan luomiseen.

Vaikka nämä löytöt saavat ihmiskunnan lähemmäksi toimivaa loimilaitetta, nämä pienet negatiivisen massan määrät ovat kaukana etäisyydestä negatiivisen energian tiheyden suuruus, jota tarvittaisiin 200-kertaisen FTL: n matkustamiseen (nopeus, joka tarvitaan päästäkseen lähimpään tähtiin kohtuullisessa määrin aika).

Alcubierren suunnittelussa vuonna 1994 samoin kuin muissa, näytti siltä, ​​että pelkkä energiamäärä tarvitaan tarpeellinen avaruus-ajan laajeneminen ja supistuminen ylittäisi auringon tuotannon 10 miljardin vuoden aikana elinikä. Jatkotutkimukset pystyivät kuitenkin vähentämään tarvittavan negatiivisen energian määrää kaasu jättiläinen planeetta, joka on parannus, mutta on edelleen haaste.

Yksi teoria tämän esteen ratkaisemiseksi on erottaa siitä syntyvä valtava määrä energiaa asia-antimateria tuhoaminen - samojen hiukkasten räjähdykset vastakkaisilla panoksilla - ja käyttää sitä laivan "loimisydämessä".

Vaikka tutkijat onnistuisivat taivuttamaan avaruus-aikaa tietyn avaruusaluksen ympärillä, se johtaisi vain lisää kysymyksiä avaruusmatkoihin.

Tutkijat teorioivat, että tähteiden välisen matkan mukana loimukupla kerää potentiaalisesti suuren määrän hiukkasia, mikä voi aiheuttaa massiivisia räjähdyksiä saapuessaan. Muita tähän liittyviä aiheita ovat kysymys siitä, kuinka navigoida koko loimukuplissa, ja kysymys siitä, kuinka matkustajat kommunikoivat maan kanssa.

Teknisesti olemme vielä kaukana etäisyydestä loimilaitteisiin ja tähtienväliseen matkustamiseen, mutta tekniikan kehittyessä ja innovaatioita kohti vastaukset ovat lähempänä kuin koskaan ennen. Elon Muskin ja Jeff Bezosin kaltaiset ihmiset, jotka haluavat tehdä meistä avaruuteen ulottuvan sivilisaation, ovat ärsykkeitä, joita tarvitaan loimilaitteen koodin murtamiseen. Ensimmäistä kertaa vuosikymmenien aikana avaruuslennosta löytyy rock and roll-like jännitystä, ja tällainen innostus on toinen tärkeä pala maailmankaikkeuden tutkimiselle.