Lõimekiirus: hüperruumi hüpe

lõime ajam

Star Treki valgusest kiirem lõimeajam on idee, millest isegi tõsised teadlased ei taha lahti lasta.



Kosmoselaevad, mis liiguvad valgusest kiiremini, on ulmekirjanike põhiosa, kes nimetavad kontseptsiooni paljude nimedega, sealhulgas hüperruum, hüperdrive, lõime kiirus ja alamruum. Üks kuulus näide on 'Star Trek', kus tähelaev Enterprise hüppab tähesüsteemist tähesüsteemi, et külastada teisi planeete.



'Kui kapten Kirk oleks sunnitud liikuma meie kiireimate rakettide kiirusel, kuluks tal järgmise tähesüsteemi jõudmiseks sada tuhat aastat,' ütles SETI maavälise luure instituudi (SETI) astronoom Seth Shostak. Californias Mountain View's 2010. aastal intervjuus demokratija.eu sõsarsaidile LiveScience. 'Nii et ulme on juba ammu postuleerinud viisi, kuidas ületada valguskiiruse kiirus, nii et lugu saaks veidi kiiremini liikuda.'

Kuid uuringute puudumine ja teaduslik arutelu transpordimeetodi üle muudavad selle sagedamini mugavaks kirjanduslikuks vahendiks kui teaduslikuks võimaluseks, ütles Shostak. Tegelikult on hüperruumi mõiste 'palju hüpe', ütles Shostak.



Kosmoselaev Millennium Falcon teeb

Kosmoselaev Millennium Falcon teeb filmis 'Tähesõdade IV episood: uus lootus' hüppe valguse kiirusele.(Pildikrediit: 20. sajandi FOX)

Muud mõõtmed

Füüsika soovitab, et otseteed läbi ruumi on olemas, ütles Shostak. Ruumi kõverjoonelise olemuse pakkus esmakordselt välja Einstein ja see viis kiiresti ussiaugu ideeni: ruumi osa, mis kõverdub iseendasse, ühendades kaks muidu kauget ruumiosa. Kosmoselaev võib teoreetiliselt hüpata kaugele kosmosepiirkonnale, kui see siseneb kahe koha vahele sellisesse ussiauku.



Nagu meie tuttavas universumis, peaksid ussiaugu objektid liikuma aeglasemalt kui valguse kiirus , mis vaakumis on 186 282 miili sekundis (299 792 kilomeetrit sekundis). Kuid võib tunduda, et kosmoselaev on selle piiri ületanud, sõites läbi ussiaugu ja jõudes näiteks mõne tunniga tuhande valgusaasta kaugusel asuva tähesüsteemini.

Meie juurdepääsu nendele ruumidevahelistele kiirteedele piiraks aga portaali suurus.

'Usume, et ussiaugud tehakse kogu aeg mikroskoopilisel tasemel,' ütles Shostak. 'Kuid küsimus on selles, kas me saame neid tegelikult transpordiks kasutada?'



Ussiaugu leidmine või loomine, mis läheb õigesse kohta ja selle läbikukkumine, enne kui see sulgub ja teie kosmoselaeva tükkideks purustab, on kaks lahendamata probleemi, mida füüsikaseadused selgelt ei keela ega luba.

Tehniliselt oleks ussiaugu tekitamiseks võimalik ruumi väänduda, kui nende laeva ette saaks paigutada väga tiheda massi, ütles Shostak. Võib -olla sarnaselt 'Tähesõdade' filmides nähtud 'hüperruumimootoriga' moonutaks objekt selle ümber oleva ruumi kuju, tuues valitud sihtkoha laevale lähemale. Kuid objektil peaks töötamiseks olema musta augu keskosa tihedus.

'Probleem on selles, kust saate musta augu ja kuidas saate selle oma kosmoselaeva ette?' Ütles Shostak. 'See on umbes selline, kuidas luua midagi, mis väärib ruumi ja seejärel asetada see oma kosmoselaeva ette?'

Aga teleportatsioon?

Sellega seotud ulmeidee on teleportatsioon - võimalus koheselt edastada inimene või laev universumi teise ossa. Seda nähtust näeb filmis 'Star Trek', kus niinimetatud vedaja dekonstrueerib oma keha ja rekonstrueerib selle teises, kauges kohas.

Sellel ideel on teatud teaduslik alus - teadlased on näidanud, et aatomaalseid osakesi saab ühest punktist teise liigutada valguse kiirusest kiiremini, ütles 2010. aasta intervjuus Saint Anselmi kolledži füüsik Ian Durham.

Kuid võime puruneda ja kogu inimene uuesti kokku panna tundub võimatu, ütles Durham. Aatomiliste osakeste paigutuse juhuslike aspektide tõttu muutub nende täiuslik ümberpööramine üha raskemaks, kuna neid koguneb rohkem.

Teaduslikult vaadates hüperruumi

Kuigi hüperruum ei ole kosmosereiside praegune vorm, on käimasolevad uuringud, et teha kindlaks, kui elujõuline see on - ja milline oleks kogemus.

2013. aastal parandas rühm füüsikaüliõpilasi vaadet, mis juhtub siis, kui kosmoselaevad lendavad valguse kiirusel. Valgusjoonte tuttav eriefekt (nähtud „Star Trekis”, „Star Warsis” ja teistes seriaalides) poleks tegelikult nii. Selle asemel näeks vaade pigem tsentraliseeritud ereda kuma.

Kiire liikumine põhjustaks Doppleri efekti tõttu valguse nihkumist pikematele lainepikkustele, mis selgitab ka selliseid nähtusi nagu miks autosignaali heli muutub enne vaatleja möödumist ja pärast seda. Kosmoses ei näe inimesed tähevalgust, sest selle lainepikkused venitatakse röntgenikiirgusse. Samuti muutuks universumi kuma - mis helendab mikrolainetes - nähtavaks, kuna selle valgus venitatakse nähtavasse spektrisse.

Viimase paari aasta jooksul on uudiste ringluses olnud a päriselus kasutatav mootor nimega EmDrive . Kontseptsiooni kavandas esmakordselt Briti teadlane Roger Shawyer rohkem kui kümme aastat tagasi, kuid pälvis 2015. aastal laia avalikkuse tähelepanu pärast seda, kui oli kuuldusi, et NASA loob lõimeajami. (NASA ütles kiiresti, et jõupingutused 'ei ole näidanud mingeid käegakatsutavaid tulemusi' ja rõhutasid, et see pole lõimeülekanne.)

EmDrive teeb huvitavaks see, et mootor ei kasuta raketikütust, vaid töötab läbi peegeldavad mikrolaineid kambri sees . TO eelretsenseeritud paber 2016 (juhtis Harold 'Sonny' White NASA Johnsoni kosmosekeskusest) ütles, et vaatamata sellele erinevale disainile tekitab EmDrive'i variant tõukejõu. 2012. aastal (Hiina meeskond) ja 2013. aastal (sama NASA meeskond) teatati veel kahest edukast testist. Vahepeal on mõned teadlased öelnud, et see mootor rikub Newtoni kolmandat füüsikaseadust, mis (lihtsalt öeldes) ütleb, et iga tegevus tekitab võrdse, kuid vastupidise reaktsiooni.

Lõime ajab ulmet

Need on vähesed paljudest näidetest lõimeajamite kohta, mida kasutatakse ulmes, rõhuasetusega teleseriaalidele ja filmidele.

  • Varajane viide lõimeajamile (paljud allikad ütlevad, et see oli esimene mainimine) oli 1931. aasta romaanis „Kosmose saared”, autor John W. Campbell. Süžee puudutas osaliselt valgusest kiirema laeva katsetamist.
  • 'Doctor Who': selles pikaajalises Briti sarjas võib masin nimega TARDIS (mis tähistab aega ja suhtelist dimensiooni ruumis) reisijaid ruumis või ajas transportida, lükates nad universumi täpsetesse kohtadesse. TARDISe pärimus on sama laialivalguv kui 1963. aastal alanud ja tänaseni kestev sari „Doctor Who”. Kuulsalt näeb TARDIS seest välja suurem kui väljast. Mõned TARDISe versioonid näevad välja nagu vana Briti politseikast.
  • 'Düün': selles Frank Herberti romaanisarjas viib Holtzman Drive kolonistid kaugele. See ajam viib laevad ümber universumi ruumi moonutades.
  • 'Star Trek': See on kuulsaim näide lõimeajamitest, mis võeti esmakordselt esile 1967. aasta episoodis 'Metamorfoos'. Põhimõtteliselt töötab seade aine-antiaine reaktsioonide kaudu ja võib hõlpsalt tähtedevahelisi laevu tähesüsteemide vahel liikuda. Uusim spinoff 'Star Trek: Discovery' (mille esilinastus oli 2017. aastal) kasutab teist tõukejõusüsteemi, mida nimetatakse 'eosteajamiks' ja mis võib peaaegu koheselt erinevate kohtade vahel liikuda.
  • 'Tähesõjad': sellel universumil on teatud laevad, mis kasutavad hüperdraivi. Hüpermatteri osakeste kasutamine võimaldab laeval minna valguse kiirusel ja seejärel liikuda tähtede vahel alternatiivses mõõtmes, mida nimetatakse hüperruumiks. Hüperdraivi (ja kuulsat vaadet tähejoontest, mida seda juhtivad inimesed nägid) nähti esmakordselt 1977. aasta filmis „Uus lootus” ja sellest ajast saadik on see olnud sarja põhiline.
  • 'The Hitchhiker's Guide to the Galaxy': Lõpmatu tõenäosusega sõit töötas omamoodi kvantmudeli kallal, kus see transpordiks inimesi ühte kõige vähem tõenäolisest asukohast, mida võiksite oodata. Algselt 1978. aasta BBC raadiokomöödia, laienes lugu kiiresti raamatuteks, televisiooniks ja filmiks.
  • „Farscape”: aastatel 1999–2003 kestnud Syfy võrgusarja „Farscape” universum sisaldab elavaid laevu nimega Leviathans. Mõnel Leviathanil on tähepurske võime, mis võimaldab neil hädaolukorras reisida valgusest kiiremini.
  • Battlestar Galactica Silonid, mehaanilised olendid, kes tõusid üles, et oma inimloojatele kätte maksta. FTL -ajamite puhul oli lahe see, et hüppete vahel oli raske jälgida laeva asukohta, mis hõlbustas laeval silonitest kõrvalehiilimist.

Täiendav aruandlus kaastöötaja Zoe Macintoshi poolt.

Lisaressursid