Physiker analysierten theoretisch die Möglichkeit, einen Warp-Motor (Warp-Antrieb) zu schaffen - ein hypothetisches Objekt, das es Ihnen ermöglicht, sich aufgrund der Verzerrung der Raumzeit um die Umgebung mit Nah- und Überschallgeschwindigkeit (aus Sicht eines externen Beobachters) fortzubewegen Reisender. Es stellte sich heraus, dass die Hülle eines solchen Apparats im Gegensatz zu superluminalen Flügen aus gewöhnlicher Materie für Reisen mit Unterlichtgeschwindigkeit hergestellt werden kann. Gleichzeitig bleiben die Antriebsmechanismen des Schiffes und die große Masse, die für die Hülle erforderlich ist, immer noch problematische Punkte. Artikel veröffentlicht im Magazin Klassische und Quantengravitation.
Ende des letzten Jahrhunderts beschrieb der Physiker Miguel Alcubierre von der University of Wales, inspiriert von der Handlung der TV-Serie „Star Trek“, ein theoretisches Modell des Reisens mit Überschallgeschwindigkeit, das ohne den Einsatz von Wurmlöchern auskommt. Die Idee des Wissenschaftlers war es, eine Art Blase zu schaffen, die das Raumschiff umgibt und die Raumzeit vor dem Schiff komprimiert und dahinter dehnt. Aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters mögen solche Manipulationen wie ein Überlichtflug erscheinen – so wie im inflationären Modell des Universums die ersten Momente seines Lebens von einer schnellen Ausdehnung des Raums begleitet wurden und die Entfernung zwischen den Punkten zunahm wenn sie mit Überlichtgeschwindigkeit flogen, obwohl die physikalische Geschwindigkeit von Körpern geringer als die Lichtgeschwindigkeit war.
Theorie der Warpmotoren
In der allgemeinen Relativitätstheorie ist die Quelle von Raum-Zeit-Verzerrungen Materie – das heißt, ihre Verteilung im Raum bestimmt, wie die Geometrie verzerrt wird. Dieser Zusammenhang lässt sich in umgekehrter Richtung nutzen – um zu bestimmen, welche Art von Raum-Zeit-Verzerrung vorliegt, durch welche Materieverteilung sie verursacht werden kann und welche Eigenschaften der Ausgangsstoff hat.
Für den Warp-Motor von Alcubierre führen solche Überlegungen dazu, dass das Gerät zwangsläufig Bereiche mit negativer Energiedichte enthalten muss – während dieser Wert für bekannte Materiearten positiv ist. So glaubte man bis vor kurzem, dass man unter anderem für Reisen zunächst einen Weg finden müsste, negative Energiedichte zu erzeugen.
Forschung zu Warp-Antrieben
Alexey Bobrick und Gianni Martire vom New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion haben die Idee von Alcubierres Warp-Engine auf eine breitere Klasse von Raum-Zeit-Verzerrungen verallgemeinert, als der Wissenschaftler ursprünglich vorgeschlagen hatte. Im erweiterten Modell teilten die Autoren den Raum in drei Regionen ein – eine asymptotisch ebene äußere Region (das heißt, in großer Entfernung vom Schiff praktisch unverzerrt), eine gekrümmte – die Hülle des Apparats – und wiederum eine Ebene innere Region - der Raum für das Schiff selbst und die Passagiere. Gleichzeitig beschränkten sich die Physiker auf die Betrachtung von Schalen, die symmetrisch um die Bewegungsachse des Apparats liegen und aus Sicht des Beobachters im inneren Bereich stationär sind, d.h. sie setzten die Existenz eines globalen Bezugsrahmens voraus Rest der Schale.
Die Forscher konzentrierten sich auf eine Unterklasse von Warp-Antrieben, bei denen sich die Hülle mit subluminal sichtbarer Geschwindigkeit bewegt (auf die es im Prinzip möglich ist, gewöhnliche Materie zu beschleunigen) und die die Existenz stationärer physikalischer Beobachter (d.h. materieller Körper, nicht nur formal) zulässt stationäre Punkte) im inneren Bereich. Für kugelsymmetrische Raum-Zeit-Verzerrungen berechneten die Wissenschaftler die erforderliche Energiedichte anhand der Verzerrungsparameter.
Es stellte sich heraus, dass Sublight Warp Engines nicht nur negative, sondern auch positive Energiedichten zulassen - was bedeutet, dass sie im Prinzip aus der Materie hergestellt werden können, an die wir gewöhnt sind. In diesem Fall wird für den Beobachter die Zeit innerhalb des Schiffs langsamer fließen als im Bezugssystem, das sich außerhalb der Hülle mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, jedoch für eine Hülle mit einer Masse in der Größenordnung der Masse der Erde und einem Radius von 10 Metern beträgt die Verzögerung nur Hundertstel Prozent - das heißt, in einem Jahr weichen innere und äußere Zeit nur um wenige Stunden voneinander ab.
Darüber hinaus fanden die Autoren einen Weg, die Gesamtenergie des Schiffs für ein Modell mit Achsensymmetrie bei fester Geschwindigkeit zu reduzieren - dafür schlugen sie vor, die Hülle in Bewegungsrichtung abgeflacht zu machen. Berechnungen zufolge führt eine Verringerung der Längsgröße des Schiffes zu einer direkt proportionalen (um die gleiche Anzahl von Malen) Änderung seiner Gesamtenergie. Dies könnte es einfacher machen, Warp-Antriebe basierend auf Materie mit negativer Energiedichte herzustellen – ein abgeflachtes Schiff würde weniger exotisches Material benötigen.
Warp-Engines und Realität
Wissenschaftler stellen fest, dass sich trotz der Möglichkeit der Überweltbewegung eines Schiffes in der Praxis fast nichts von der Überweltbewegung eines anderen physischen Körpers unterscheidet, da derzeit keine Möglichkeiten bekannt sind, physische Objekte auf Überweltgeschwindigkeiten zu beschleunigen. Es ist möglich anzunehmen, dass sich irgendein hypothetisches Teilchen bereits schneller als Licht bewegt – und eine solche Aufgabe zu untersuchen, aber es ist nicht möglich, dieses Teilchen von der üblichen Unterlichtgeschwindigkeit auf die notwendige Überlichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Die Hülle eines Warp-Triebwerks ist ebenfalls ein materielles Objekt, und für sie gelten wie für jeden anderen Körper die gleichen Überlegungen - und es wird nicht möglich sein, die außerirdischen Warp-Triebwerke mit Methoden zu beschleunigen, die den Physikern bekannt sind.
Es ist nicht das erste Mal, dass Theoretiker kürzlich exotische Reisen auf Praktikabilität getestet haben. In Wirklichkeit sind solche Reisen weit entfernt - zum Beispiel dementierte die NASA im Mai 2015 Gerüchte über die Entwicklung eines Warp-Triebwerks.
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Eine sehr schlechte Übersetzung ins Ukrainische, warum nicht aus dem Englischen und nicht aus Katsapyacha übersetzen?