Ar įmanoma „Warp Drive“ iš „Star Trek“?

Vienas iš pagrindinių siužetinių įrenginių beveik kiekviename "Žvaigždžių kelias"Epizodas ir filmas yra žvaigždžių laivų galimybė keliauti greičiais ir už jo ribų. Tai atsitinka dėl varomosios sistemos, vadinamos metmenų pavara. Tai skamba „išgalvotai“ ir yra - metmenų pavara iš tikrųjų neegzistuoja. Tačiau teoriškai kai kurią šios varomosios sistemos versiją būtų galima sukurti iš idėjos - turint pakankamai laiko, pinigų ir medžiagų.

Galbūt pagrindinė priežastis, kodėl atrodo metmeninis diskas, yra ta, kad ji dar nebuvo paneigta. Taigi, gali būti vilčių dėl FTL ateities (greičiau nei šviesa) keliauti, bet ne greitai.

Mokslinėje fantastikoje metmenys yra tai, kas leidžia laivams patekti į kosmosą judant greičiau nei šviesos greičiu. Tai yra svarbi detalė, nes žaibiškas greitis yra kosminio greičio apribojimas - didžiausias Visatos eismo įstatymas ir kliūtis.

Kiek mes žinome, niekas negali judėti greičiau nei šviesa. Anot Einšteino reliatyvumo teorijos, norint pagreitinti objektą, kurio masė yra iki., reikia begalybės energijos

Vis dėlto yra dvi spragos. Viena yra tai, kad neatrodo, jog būtų draudžiama važiuoti kuo arčiau šviesos greičio. Antra, kai mes kalbame apie neįmanoma pasiekti šviesos greitį, paprastai kalbame apie objektų varymą. Tačiau metmenų pavaros sąvoka nebūtinai grindžiama išimtinai laivais ar objektais, plaukiančiais šviesos greičiu, kaip paaiškinta toliau.

Kirminai dažnai būna pokalbio, apimančio kosmines keliones per Visatą, dalis. Tačiau keliaukite per kirminų skylės išskirtinai skirtųsi nuo metmenų pavaros naudojimo. Nors metmeninis važiavimas susijęs su judėjimu tam tikru greičiu, sliekų skylės yra teorinės struktūros, leidžiančios erdvėlaiviams judėti iš vieno taško į kitą tuneliu per hiperkosmosą. Tai iš tikrųjų leistų laivams trumpai pasirinkti, nes jie techniškai išlieka įprasti įprastu erdvės laiku.

Teigiamas šalutinis produktas yra tas, kad žvaigždėlaivis gali išvengti nepageidaujamo poveikio, pavyzdžiui, laiko išsiplėtimo ir reakcijų į didžiulį pagreitį žmogaus kūnui.

Dabartinis fizikos ir šviesos judėjimo supratimas neleidžia objektams pasiekti didesnio greičio nei šviesos greitis, tačiau tai neatmeta galimybės pati erdvė važiuodami tokiu greičiu ar už jo ribų. Tiesą sakant, kai kurie problemą ištyrę žmonės tvirtina, kad ankstyvojoje visatoje erdvės laikas plėtėsi superluminaliu greičiu, jei tik labai trumpam.

Jei šios hipotezės pasitvirtins, metmeninis diskas galėtų pasinaudoti šia spraga, palikdamas už akių objektų varymą ir užuot uždavus mokslininkams klausimą, kaip sugeneruoti didžiulę energiją, reikalingą judėti kosmoso laikas.

Jei mokslininkai laikosi šio požiūrio, metmenų pavarą galima galvoti tokiu būdu: metmenų pavara sukuria nepaprastai daug energijos kad susitraukia laiko ir erdvės priešais žvaigždžių laivą, tuo pačiu tolygiai plečiant erdvės laiką gale, galiausiai sukurdamas metmenis burbulas. Dėl to erdvės laikas galėtų susiklijuoti iki burbulo - laivas išlieka nejudantis prie savo vietinės srities, kai metmenys eina į naują paskirties vietą, esant progresijai superluminaliai.

XX amžiaus pabaigoje meksikiečių mokslininkas Miguelis Alcubierre'as įrodė, kad metmenų pavara iš tikrųjų atitinka visatą reglamentuojančius įstatymus. Motyvuota dėl jo susižavėjimo Gene revoliucionieriaus, Alcubierre'o žvaigždžių pilvo vairuotojo Gene Roddenberry dizainas, žinomas kaip „Alcubierre drive“, važiuoja „erdvės“ laiko banga, panašiai kaip banglentininkas važiuoja vandenynas.

Nepaisant Alcubierre'o įrodymų ir to, kad mūsų dabartiniame teorijos supratime nieko nėra fizika, draudžianti plėtoti metmenis, visa idėja vis dar tebėra šios srities sritis spekuliacija. Dabartinės mūsų technologijos dar nėra, ir nors žmonės ieško būdų, kaip pasiekti šį didžiulį kosminių kelionių pobūdį, dar reikia išspręsti daugybę problemų.

Norint sukurti ir perkelti metmenų burbulą, priešais jį esanti erdvė sunaikinama, o gale esanti erdvė turi greitai augti. Ši sunaikinta erdvė yra vadinama neigiama mase arba neigiama energija, labai teorine materijos rūšimi, kuri dar nebuvo „rasta“.

Tai pasakius, trys teorijos priartino mus prie neigiamos masės realybės. Pvz., Kazimiro efektas nustato sąranką, kai du lygiagrečiai veidrodžiai yra vakuume. Kai jie juda ypač arti vienas kito, atrodo, kad energija tarp jų yra mažesnė už aplink juos esančią energiją, taigi sukuriama neigiama energija, net jei ir nedidelės apimties.

2016 m. LIGO (Lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorija) mokslininkai įrodė, kad erdvės laikas gali „deformuotis“ ir sulenkti esant didžiuliams gravitaciniams laukams.

O nuo 2018 m. Ročesterio universiteto mokslininkai naudojo lazerius, kad parodytų dar vieną galimybę sukurti neigiamą masę.

Nors šie atradimai pritraukia žmoniją arčiau veikiančio metmenų pavaros, šie nedideli neigiamos masės kiekiai yra toli nuo neigiamos energijos tankio dydis, kurio prireiktų nuvažiavus 200 kartų FTL (greitis, reikalingas norint pasiekti artimiausią žvaigždę pagrįstu kiekiu laikas).

Su „Alcubierre“ dizainu, kaip ir 1994 m., Atrodė, kad vien tik energijos reikia reikalingas erdvės laiko išsiplėtimas ir susitraukimas viršytų saulės spinduliuotę per 10 milijardų metų gyvenimo trukmė. Tačiau tolesni tyrimai sugebėjo sumažinti neigiamos energijos kiekį, reikalingą dujų milžiniškos planetos energijai, kuri, nors ir patobulinta, vis dar yra iššūkis, su kuriuo reikia susidurti.

Viena teorija išspręsti šią kliūtį yra išgauti didžiulį energijos kiekį, kurį sukuria materija-antimaterija sunaikinimą - tų pačių dalelių sprogimą su priešingais užtaisais - ir panaudokite jį laivo „metmenų šerdyje“.

Net jei mokslininkams pavyktų sulenkti erdvės laiką aplink tam tikrą erdvėlaivį, tai tik sukeltų daugiau klausimų dėl kosminių kelionių.

Mokslininkai teoretuoja, kad kartu su tarpžvaigždinėmis kelionėmis metmenų burbulas potencialiai surenka daugybę dalelių, o atvykęs gali sukelti didžiulius sprogimus. Kitos galimos su tuo susijusios problemos yra tai, kaip naršyti po visą metmenų burbulą, ir klausimas, kaip keliautojai bendrautų su Žeme.

Techniniu požiūriu mes dar labai toli nuo metmenų pavaros ir tarpžvaigždinių kelionių, tačiau tobulėjant technologijoms ir postūmio link naujovių, atsakymai yra artimesni nei bet kada anksčiau. Tokie žmonės kaip Elonas Muskas ir Jeffas Bezosas, kurie siekia padaryti mus kosmose skleidžiančią civilizaciją, yra stimulai, reikalingi nulaužti metmenų pavaros kodą. Pirmą kartą per kelis dešimtmečius skrydis į kosmosą jaudina kaip rokenrolas, o toks entuziazmas yra dar vienas būtinas dalykas ieškant visatos.