Er "Warp Drive" fra Star Trek muligt?

En af de vigtigste plot-enheder i næsten alle "Star Trek"Afsnit og film er stjerneskibets evne til at rejse med lyshastighed og videre. Dette sker takket være et fremdrivningssystem kendt som varp drev. Det lyder "science-fictiony", og det er - varpdrev eksisterer faktisk ikke. I teorien kunne en eller anden version af dette fremdrivningssystem imidlertid oprettes ud fra ideen - givet nok tid, penge og materialer.

Måske synes hovedårsagen til, at varpdrevet er muligt, at det ikke er blevet modbevist endnu. Så der kan være håb om en fremtid med FTL (hurtigere end lyset) rejse, men ikke snart.

I science fiction er warp drive det, der giver skibe mulighed for at komme over rummet ved at bevæge sig hurtigere end lysets hastighed. Dette er en vigtig detalje, da lyshastighed er den kosmiske hastighedsgrænse - universets ultimative trafiklov og barriere.

Så vidt vi ved, kan intet bevæge sig hurtigere end lys. Ifølge Einsteins teorier om relativitet, det tager en uendelig mængde energi at accelerere et objekt med masse op til

Der er dog to smuthuller. Den ene er, at der ikke ser ud til at være et forbud mod at rejse så tæt på lyshastighed som muligt. Det andet er, at når vi taler om umuligheden ved at nå lysets hastighed, taler vi typisk om fremdrift af genstande. Imidlertid er konceptet med fordrejning ikke nødvendigvis udelukkende baseret på skibe eller genstande, der selv flyver med lysets hastighed, som yderligere forklaret nedenfor.

Ormehuller er ofte en del af samtalen omkring rumfart over hele universet. Men rejser via ormehuller ville være markant anderledes end at bruge warp drive. Mens varpdrev involverer bevægelse med en bestemt hastighed, er ormehuller teoretiske strukturer, der tillader rumskibe at rejse fra et punkt til et andet ved at tunnelere gennem hyperspace. Effektivt ville de lade skibe tage en genvej, da de teknisk set forbliver bundet til normal rumtid.

Et positivt biprodukt heraf er, at stjerneskibet kan undgå uønskede effekter såsom tidsudvidelse og reaktioner på massiv acceleration på den menneskelige krop.

Vores nuværende forståelse af fysik og hvordan lys bevæger sig udelukker genstande fra at nå en hastighed større end lyshastighed, men det udelukker ikke muligheden for selve rummet rejser med eller ud over denne hastighed. Faktisk hævder nogle mennesker, der har undersøgt problemet, at rumtid ekspanderede i superluminal hastighed i det tidlige univers, om endda med et meget kort interval.

Hvis disse hypoteser er bevist sande, kan et kædetræk drage fordel af dette smuthul og efterlade spørgsmålet om fremdrift af genstande og i stedet for at give forskere spørgsmålet om, hvordan man genererer den enorme energi, der er nødvendig for at bevæge sig rumtid.

Hvis forskere tager denne tilgang, kan man tænke på varpdrev på denne måde: Et varpdrev er det, der skaber den enorme mængde energi der sammentrækker tidsrummet foran stjerneskibet, samtidig med at det udvides rumtid bagpå og i sidste ende skaber et varp boble. Dette ville medføre, at rumtid kaskader ved boblen - skibet forbliver stationært i dets lokale område, når kæden fortsætter til en ny destination ved superluminal progression.

I slutningen af ​​det 20. århundrede beviste den mexicanske videnskabsmand Miguel Alcubierre, at varpdrevet faktisk var i overensstemmelse med love, der styrer universet. Motiveret af hans fascination af Gene Roddenberrys revolutionære plot driver, Alcubierres stjerneskib design - kendt som Alcubierre-drevet - kører en "bølge" af rum-tid, ligesom en surfer kører en bølge på ocean.

På trods af Alcubierres bevis og det faktum, at der ikke er noget i vores nuværende forståelse af teoretisk fysik, der forbyder et varpdrev i at blive udviklet, er ideen som helhed stadig i verden spekulation. Vores nuværende teknologi er ikke helt der endnu, og selvom folk arbejder på måder at opnå denne enorme rækkevidde med rumrejse, er der mange problemer, der endnu ikke er løst.

Oprettelsen og bevægelsen af ​​en varpboble nødvendiggør, at pladsen foran den udslettes, mens pladsen bagpå skal hurtigt vokse. Dette udslettede rum er det, der omtales som negativ masse eller negativ energi, en meget teoretisk type stof, der ikke er ”fundet” endnu.

Med det sagt er tre teorier flyttet os tættere på realiteten med negativ masse. For eksempel fastlægger Casimir-effekten en opsætning, hvor to parallelle spejle er placeret i et vakuum. Når de bevæges ekstremt tæt på hinanden, ser det ud til, at energien mellem dem er lavere end energien omkring dem, hvilket skaber negativ energi, selvom kun i mindre mængder.

I 2016 viste videnskabsmænd ved LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), at rumtid kan "fordreje" og bøje i nærværelse af enorme gravitationsfelter.

Og fra 2018 brugte forskere fra University of Rochester lasere til at demonstrere en anden mulighed for oprettelse af negativ masse.

Selvom disse opdagelser er tættere på menneskeheden tættere på et fungerende varpdrev, er disse små mængder negativ masse langt fra størrelsen af ​​negativ energitæthed, der ville være nødvendigt for at køre 200 gange FTL (hastigheden, der kræves for at komme til den nærmeste stjerne i en rimelig mængde af tid).

Med Alcubierres design i 1994 såvel som andre så det ud til, at den store mængde energi, der kræves for at skabe den nødvendige udvidelse og sammentrækning af rumtid ville overstige solens produktion i løbet af dens 10 milliarder år levetid. Imidlertid var yderligere forskning i stand til at sænke den mængde negativ energi, der er nødvendig for en gasgigantplanet, som, selvom en forbedring, stadig er en udfordring at komme med.

En teori til at løse denne hindring er at udtrække den enorme mængde energi, der er skabt fra stof-antistof udslettelser - eksplosioner af de samme partikler med modsatte ladninger - og bruge dem i skibets "kæde".

Selv hvis videnskabsmænd lykkes med at bøje rumtiden omkring et givet rumskib, ville det kun føre til flere spørgsmål vedrørende rumrejse.

Forskere teoretiserer, at sammen med interstellar rejser, ville en varpboble potentielt samle et stort antal partikler, hvilket kan forårsage store eksplosioner ved ankomsten. Andre mulige problemer, der er forbundet med dette, er spørgsmålet om, hvordan man navigerer i hele kæden, og spørgsmålet om, hvordan rejsende vil kommunikere med Jorden.

Teknisk set er vi stadig langt væk fra warp drive og interstellar rejser, men med teknologiens fremskridt og skub i retning af innovation er svarene tættere end nogensinde før. Mennesker som Elon Musk og Jeff Bezos, der stræber efter at gøre os til en rumfarende civilisation er de stimuli, der er nødvendigt for at knække koden for fordrejningskraft. For første gang i årtier er der en rock-and-roll-lignende spænding omkring rumflugt, og denne form for entusiasme er et andet vigtigt stykke i søgen efter at udforske universet.