Οι φυσικοί ανέλυσαν θεωρητικά τη δυνατότητα δημιουργίας ενός κινητήρα στημόνι (warp drive) - ένα υποθετικό αντικείμενο που σας επιτρέπει να ταξιδεύετε με κοντινές και υπερηχητικές ταχύτητες (από την οπτική γωνία ενός εξωτερικού παρατηρητή) λόγω της παραμόρφωσης του χωροχρόνου γύρω από το ταξιδιώτης. Αποδείχθηκε ότι, σε αντίθεση με τις υπερφωτιστικές πτήσεις, το κέλυφος μιας τέτοιας συσκευής μπορεί να κατασκευαστεί από συνηθισμένη ύλη για να ταξιδεύει με ταχύτητες υπό φως. Ταυτόχρονα, οι μηχανισμοί πρόωσης του πλοίου και η μεγάλη μάζα που απαιτεί το κέλυφος παραμένουν ακόμη προβληματικά ζητήματα. Αρθρο δημοσίευσε στο περιοδικό Κλασική και κβαντική βαρύτητα.
Στα τέλη του περασμένου αιώνα, ο φυσικός Miguel Alcubierre από το Πανεπιστήμιο της Ουαλίας, εμπνευσμένος από την πλοκή της τηλεοπτικής σειράς "Star Trek", περιέγραψε ένα θεωρητικό μοντέλο ταξιδιού με υπερηχητική ταχύτητα, το οποίο δεν απαιτεί τη χρήση σκουληκότρυπων. Η ιδέα του επιστήμονα ήταν να δημιουργήσει ένα είδος φυσαλίδας που περιβάλλει το διαστημόπλοιο, συμπιέζοντας τον χωροχρόνο μπροστά από το πλοίο και τεντώνοντάς τον πίσω. Από την οπτική γωνία ενός εξωτερικού παρατηρητή, τέτοιοι χειρισμοί μπορεί να φαίνονται σαν υπερφωτεινή πτήση - ακριβώς όπως στο πληθωριστικό μοντέλο του σύμπαντος, οι πρώτες στιγμές της ζωής του συνοδεύτηκαν από μια ταχεία διαστολή του διαστήματος και η απόσταση μεταξύ των σημείων αυξήθηκε όσο αν πετούσαν με υπερφωτεινή ταχύτητα, αν και οι φυσικές ταχύτητες των σωμάτων ήταν μικρότερης ταχύτητας φωτός.
Θεωρία κινητήρων στημονιού
Στη γενική θεωρία της σχετικότητας, η πηγή των χωροχρονικών παραμορφώσεων είναι η ύλη - δηλαδή η κατανομή της στο χώρο καθορίζει το πώς θα παραμορφωθεί η γεωμετρία. Αυτή η σχέση μπορεί να χρησιμοποιηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση - για να προσδιοριστεί ο τύπος της χωροχρονικής παραμόρφωσης, από ποια κατανομή ύλης μπορεί να προκληθεί και ποιες ιδιότητες έχει η πηγή πηγής.
Για τον κινητήρα στημονιού Alcubierre, τέτοιες εκτιμήσεις οδηγούν στο γεγονός ότι η συσκευή πρέπει απαραίτητα να περιέχει περιοχές με αρνητική ενεργειακή πυκνότητα - ενώ για γνωστές ποικιλίες ύλης αυτή η τιμή είναι θετική. Έτσι, μέχρι πρόσφατα, πίστευαν ότι για ταξίδια, μεταξύ άλλων, θα ήταν απαραίτητο να βρεθεί πρώτα ένας τρόπος να δημιουργηθεί πυκνότητα αρνητικής ενέργειας.
Έρευνα για κινητήρες στημονιού
Ο Alexey Bobrick και ο Gianni Martire από το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής της Προηγμένης Προώθησης της Νέας Υόρκης έχουν γενικεύσει την ιδέα της μηχανής στημονιού του Alcubierre σε μια ευρύτερη κατηγορία χωροχρονικών παραμορφώσεων από ό,τι πρότεινε αρχικά ο επιστήμονας. Στο εκτεταμένο μοντέλο, οι συγγραφείς χώρισαν τον χώρο σε τρεις περιοχές - μια ασυμπτωτικά επίπεδη εξωτερική περιοχή (δηλαδή, πρακτικά χωρίς παραμόρφωση σε μεγάλη απόσταση από το πλοίο), μια καμπύλη - το κέλυφος της συσκευής και, πάλι, μια επίπεδη εσωτερική περιοχή - ο χώρος για το ίδιο το πλοίο και τους επιβάτες. Ταυτόχρονα, οι φυσικοί περιορίστηκαν στην εξέταση κελυφών που είναι συμμετρικά ως προς τον άξονα κίνησης της συσκευής και είναι ακίνητα από τη σκοπιά του παρατηρητή στην εσωτερική περιοχή, δηλαδή απαιτούσαν την ύπαρξη ενός παγκόσμιου πλαισίου αναφοράς του υπόλοιπου κελύφους.
Οι ερευνητές εστίασαν σε μια υποκατηγορία κινητήρων στημονιού στην οποία το κέλυφος κινείται με υποφωτεινές ορατές ταχύτητες (στις οποίες είναι καταρχήν δυνατό να επιταχυνθεί η συνηθισμένη ύλη) και η οποία επιτρέπει την ύπαρξη στατικών φυσικών παρατηρητών (δηλαδή, υλικών σωμάτων, όχι μόνο τυπικά στάσιμα σημεία) στην εσωτερική περιοχή. Για τις σφαιρικά συμμετρικές παραμορφώσεις του χωροχρόνου, οι επιστήμονες υπολόγισαν την απαιτούμενη ενεργειακή πυκνότητα με βάση τις παραμέτρους της παραμόρφωσης.
Αποδείχθηκε ότι οι κινητήρες υπό ελαφρύ στημόνι επιτρέπουν όχι μόνο αρνητική, αλλά και θετική πυκνότητα ενέργειας - πράγμα που σημαίνει, κατ 'αρχήν, μπορούν να κατασκευαστούν από την ύλη που έχουμε συνηθίσει. Σε αυτήν την περίπτωση, για τον παρατηρητή, ο χρόνος μέσα στο πλοίο θα κυλά πιο αργά από ότι στο πλαίσιο αναφοράς, το οποίο κινείται έξω από το κέλυφος με την ίδια ταχύτητα, αλλά για ένα κέλυφος με μάζα της τάξης της μάζας της Γης και σε ακτίνα 10 μέτρων, η επιβράδυνση θα είναι μόνο τα εκατοστά του τοις εκατό - δηλαδή, σε ένα χρόνο, ο εσωτερικός και ο εξωτερικός χρόνος θα αποκλίνουν μόνο κατά λίγες ώρες.
Επιπλέον, οι συγγραφείς βρήκαν έναν τρόπο να μειώσουν τη συνολική ενέργεια του πλοίου για ένα μοντέλο με αξονική συμμετρία με σταθερή ταχύτητα - για αυτό, πρότειναν να γίνει το κέλυφος πεπλατυσμένο προς την κατεύθυνση της κίνησης. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η μείωση του διαμήκους μεγέθους του πλοίου θα οδηγήσει σε ευθέως ανάλογη (ισάριθμες φορές) μεταβολή της συνολικής ενέργειάς του. Αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει τη δημιουργία κινητήρων στημονιού που βασίζονται σε ύλη με πυκνότητα αρνητικής ενέργειας - ένα πεπλατυσμένο πλοίο θα χρειαζόταν λιγότερο εξωτικό υλικό.
Warp κινητήρες και πραγματικότητα
Οι επιστήμονες σημειώνουν ότι, παρά την πιθανότητα κίνησης ενός πλοίου στον υπερκόσμο, στην πράξη δεν διαφέρει σχεδόν από την κίνηση του υπερκόσμου οποιουδήποτε άλλου φυσικού σώματος, καθώς δεν υπάρχουν επί του παρόντος γνωστοί τρόποι επιτάχυνσης φυσικών αντικειμένων σε ταχύτητες υπερκόσμου. Είναι δυνατόν να υποθέσουμε ότι κάποιο υποθετικό σωματίδιο κινείται ήδη πιο γρήγορα από το φως - και να διερευνήσουμε μια τέτοια εργασία, αλλά δεν είναι δυνατό να επιταχυνθεί αυτό το σωματίδιο από τη συνήθη ταχύτητα του υποφωτισμού στην απαραίτητη υπερφωτεινή ταχύτητα. Το κέλυφος μιας μηχανής στημονιού είναι επίσης ένα υλικό αντικείμενο και γι 'αυτό, όπως και για κάθε άλλο σώμα, ισχύουν οι ίδιες σκέψεις - και δεν θα είναι δυνατό να επιταχυνθούν οι εξωγήινοι κινητήρες στημονιού με μεθόδους γνωστές στους φυσικούς.
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι θεωρητικοί δοκιμάζουν πρόσφατα εξωτικά ταξίδια για πρακτικότητα. Στην πραγματικότητα, τέτοια ταξίδια είναι πολύ μακριά - για παράδειγμα, τον Μάιο του 2015, η NASA διέψευσε τις φήμες για την ανάπτυξη ενός κινητήρα στημόνι.
Διαβάστε επίσης:
Μια πολύ κακή μετάφραση στα ουκρανικά, γιατί να μην μεταφραστεί από τα αγγλικά και όχι από το Katsapyacha;