Warp Speed: Hyperavaruuden hype

poimuajo

Star Trekin valoa nopeampi loimiyksikkö on idea, josta edes vakavat tutkijat eivät halua luopua.

Avaruusalukset, jotka kulkevat valoa nopeammin, ovat tieteiskirjailijoiden katkeruutta, jotka kutsuvat käsitettä monilla nimillä, mukaan lukien hyperavaruus, hyperdrive, loimi nopeus ja aliavaruus. Yksi kuuluisa esimerkki on Star Trek, jossa tähtilaiva Enterprise hyppää tähtijärjestelmästä tähtijärjestelmään vierailemaan muilla planeetoilla.



'Jos kapteeni Kirk joutuisi liikkumaan nopeimpien rakettiemme nopeudella, häneltä kuluu satatuhatta vuotta päästäkseen seuraavaan tähtijärjestelmään', sanoi SETI -instituutin tähtitieteilijä Seth Shostak. Mountain Viewissä, Kaliforniassa, vuonna 2010 haastattelussa demokratija.euin sisarsivuston LiveScience kanssa. 'Joten tieteiskirjallisuus on jo kauan olettanut tavan voittaa valoneston nopeus, jotta tarina voi siirtyä hieman nopeammin.'

Kuitenkin tutkimuksen puute ja tieteellinen keskustelu kuljetusmenetelmästä tekevät siitä useammin kätevän kirjallisen laitteen kuin tieteellisen mahdollisuuden, Shostak sanoi. Todellisuudessa hyperavaruuden käsite on 'paljon hypeä', Shostak sanoi.

Millennium Falcon -avaruusalus tekee

Millennium Falcon -avaruusalus tekee 'hyppyn valon nopeuteen' elokuvassa Star Wars Episode IV: A New Hope.(Kuvaluotto: 20TH CENTURY FOX)

Muut mitat

Fysiikka ehdottaa, että pikakuvakkeita avaruuden kautta on olemassa, Shostak sanoi. Einstein ehdotti ensin avaruuden kaarevaa luonnetta, ja se johti nopeasti ajatukseen madonreiästä: osa avaruudesta, joka kaartuu itseensä ja yhdistää kaksi muuten kaukana olevaa avaruuden osaa. Avaruusalus voisi teoriassa hypätä eteenpäin kaukaiselle avaruusalueelle, jos se tulee tällaiseen madonreikään kahden paikan välillä.

Kuten tutussa universumissamme, madonreiässä olevien esineiden pitäisi kulkea hitaammin kuin valonnopeus , joka tyhjiössä on 186 282 mailia sekunnissa (299 792 kilometriä sekunnissa). Mutta avaruusalus saattoi näyttää ylittäneen tämän rajan matkustaessaan madonreiän läpi ja saavuttaessaan esimerkiksi tuhannen valovuoden päässä olevan tähtijärjestelmän muutamassa tunnissa.

Portaalin koko rajoittaa kuitenkin pääsyämme näihin avaruuden välisiin moottoriteihin.

'Matoreikiä tehdään mielestämme koko ajan mikroskooppisella tasolla', Shostak sanoi. 'Mutta kysymys kuuluu, voimmeko todella käyttää niitä kuljetukseen?'

Matoreiän löytäminen tai luominen, joka menee oikeaan paikkaan, ja selaaminen sen läpi ennen kuin se sulkeutuu ja murskaa avaruusaluksesi palasiksi, ovat kaksi ratkaisematonta ongelmaa, joita fysiikan lait eivät selvästi estä tai salli.

Teknisesti olisi mahdollista vääntää tilaa madonreiän luomiseksi, jos aluksen eteen voitaisiin sijoittaa erittäin tiheä massa, Shostak sanoi. Ehkä samanlainen kuin '' avaruusmoottori '', joka nähtiin '' Tähtien sota '' -elokuvissa, esine vääristäisi sen ympärillä olevan tilan muotoa ja toisi valitun määränpään lähemmäksi alusta. Mutta esineellä on oltava mustan aukon keskipisteen tiheys toimiakseen.

'Ongelma on, mistä saat mustan aukon ja miten saat sen avaruusaluksesi eteen?' Shostak sanoi. 'Se on tavallaan, miten voit luoda jotain, joka vääntää tilaa ja laittaa sen sitten avaruusaluksesi eteen?'

Entä teleportointi?

Siihen liittyvä tieteiskirjallisuusidea on teleportaatio - mahdollisuus siirtää henkilö tai laiva välittömästi maailmankaikkeuden toiseen osaan. Ilmiö nähdään Star Trekissä, jossa niin sanottu kuljettaja purkaa ruumiinsa ja rakentaa sen toiseen, kaukaiseen paikkaan.

Tälle ajatukselle on jonkinlainen tieteellinen perusta - tutkijat ovat osoittaneet, että subatomiset hiukkaset voidaan siirtää yhdestä pisteestä toiseen valon nopeutta nopeammin, sanoi fyysikko Ian Durham Saint Anselm Collegesta vuoden 2010 haastattelussa.

Mutta kyky hajota ja koota koko ihminen näyttää mahdottomalta, Durham sanoi. Subatomisten hiukkasten järjestelyn satunnaistettujen näkökohtien vuoksi niiden kääntäminen täydellisesti on yhä vaikeampaa, kun niitä kertyy enemmän.

Tieteellisesti tarkasteltuna hyperavaruutta

Vaikka hyperavaruus ei ole nykyinen avaruusmatkojen muoto, on käynnissä tutkimuksia sen selvittämiseksi, kuinka elinkelpoinen se on - ja millainen kokemus olisi.

Vuonna 2013 ryhmä fysiikan opiskelijoita korjasi näkemystä siitä, mitä tapahtuu, kun avaruusalukset lentävät valon nopeudella. Valojuovien tuttu erikoistehoste (nähty 'Star Trekissä', 'Star Wars' ja muissa sarjoissa) ei todellakaan olisi totta. Sen sijaan näkymä näyttäisi enemmän keskitetyltä kirkkaalta hehkulta.

Nopea kulku aiheuttaisi valon siirtymisen pidemmille aallonpituuksille Doppler -tehosteen vuoksi, mikä selittää myös ilmiöitä, kuten miksi auton äänitorven ääni muuttuu ennen kuin se ohittaa tarkkailijan ja sen jälkeen. Avaruudessa ihmiset eivät pystyisi näkemään tähtivaloa, koska sen aallonpituudet venytetään röntgensäteilyyn. Myös maailmankaikkeuden hehku - joka hehkuu mikroaalloissa - tulee näkyviin, koska sen valo venytetään näkyvään spektriin.

Viime vuosina uutisraportteja on kiertänyt noin tosielämän moottori nimeltä EmDrive . Konseptin suunnitteli ensimmäisenä brittiläinen tutkija Roger Shawyer yli kymmenen vuotta sitten, mutta se sai suuren yleisön huomion vuonna 2015 sen jälkeen, kun oli huhuja, joiden mukaan NASA loi loimiyksikön. (NASA sanoi nopeasti, että ponnistelut 'eivät ole osoittaneet mitään konkreettisia tuloksia' ja korostivat, että se ei ole loimi.

EmDriven tekee mielenkiintoiseksi se, että moottori ei käytä mitään ponneainetta, vaan toimii läpi heijastavat mikroaaltoja kammion sisällä . TO vertaisarvioitu paperi vuonna 2016 (johtaja Harold 'Sonny' White NASA: n Johnsonin avaruuskeskuksesta) sanoi, että tästä erilaisesta suunnittelusta huolimatta EmDriven muunnelma tuottaa työntövoimaa. Kaksi muuta onnistunutta testiä raportoitiin vuonna 2012 (kiinalainen tiimi) ja vuonna 2013 (sama NASA -tiimi). Samaan aikaan jotkut tutkijat ovat sanoneet, että tämä moottori rikkoo Newtonin kolmatta fysiikan lakia, joka (yksinkertaisesti sanottuna) sanoo, että jokainen toiminta tuottaa samanlaisen mutta päinvastaisen reaktion.

Loimi ajaa tieteiskirjallisuutta

Nämä ovat vain muutamia esimerkkejä tieteiskirjallisuudessa käytetyistä loimiyksiköistä, joissa painotetaan televisiosarjoja ja elokuvia.

  • Varhainen maininta loimiyksiköstä (monien lähteiden mukaan se oli ensimmäinen maininta) oli John W. Campbellin vuoden 1931 romaanissa 'Avaruuden saaret'. Juoni koski osittain valoa nopeamman aluksen testaamista.
  • 'Doctor Who': Tässä pitkäaikaisessa brittiläisessä sarjassa kone nimeltä TARDIS (joka tarkoittaa aikaa ja suhteellista ulottuvuutta avaruudessa) voi kuljettaa matkustajia avaruudessa tai ajassa ja kaataa heidät maailmankaikkeuden tarkkoihin paikkoihin. TARDISin tarina on yhtä laaja kuin Doctor Who -sarja, joka alkoi vuonna 1963 ja jatkuu tähän päivään asti. Tunnetusti TARDIS näyttää sisäpuolelta suuremmalta kuin ulkopuolelta. Jotkut TARDIS -versiot näyttävät vanhalta brittiläiseltä poliisilaatikolta.
  • Dyyni: Tässä Frank Herbertin romaanisarjassa Holtzman Drive vie siirtolaiset kaukaisiin paikkoihin. Tämä asema vie alukset maailmankaikkeuden ympäri vääntämällä tilaa.
  • Star Trek: Tämä on tunnetuin esimerkki loimiyksiköistä, jotka esiteltiin ensimmäisen kerran vuoden 1967 jaksossa Metamorphosis. Pohjimmiltaan laite toimii aine-antiainereaktioiden kautta ja voi helposti siirtää tähtienvälisiä aluksia tähtijärjestelmien välillä. Uusin spinoff, Star Trek: Discovery (joka sai ensi -iltansa vuonna 2017), käyttää toista propulsiojärjestelmää nimeltä 'spore drive', joka voi kulkea lähes välittömästi eri paikkojen välillä.
  • 'Tähtien sota': Tässä maailmankaikkeudessa on tiettyjä aluksia, jotka käyttävät hypervetoa. Hypermatterihiukkasten käytön ansiosta alus voi kulkea valon nopeudella ja siirtyä sitten tähtien väliin vaihtoehtoisessa ulottuvuudessa, jota kutsutaan hyperavaruudeksi. Hypervetolaite (ja kuuluisa näkemys tähtijuovista, jotka sen käyttäneet ihmiset näkivät) nähtiin ensimmäisen kerran vuoden 1977 elokuvassa 'Uusi toivo', ja se on ollut sarjan katkottua siitä lähtien.
  • 'The Hitchhiker's Guide to the Galaxy': Ääretön todennäköisyys -asema kehitti eräänlaista kvanttimallia, jossa se kuljettaisi ihmisiä yhteen vähiten epätodennäköisistä paikoista, joita odotit. Alun perin BBC: n radiokomedia vuonna 1978, tarina laajeni nopeasti kirjoihin, televisioon ja elokuvaan.
  • 'Farscape': Syysyn verkostosarjan '' Farscape '' maailmankaikkeus, joka kulki vuosina 1999-2003, sisältää eläviä aluksia nimeltä Leviathans. Joillakin Leviathanilla on tähtikyvyn kyky, jonka avulla he voivat matkustaa valoa nopeammin hätätilanteessa.
  • 'Battlestar Galactica': Tällä aluksella, joka on peräisin 1978 samannimisestä TV-sarjasta ja käynnistettiin uudelleen vuodesta 2004 vuoteen 2009, oli valoa nopeampi (tai FTL) asema, jolla se yritti pysyä askeleen edellä uhkaavaa Sylonit, mekaaniset olennot, jotka nousivat kostaakseen ihmisten luojailleen. FTL -asemien hieno asia oli se, että aluksen sijaintia oli vaikea seurata hyppyjen välillä, mikä helpotti aluksen kiertämistä Cylonilta.

Avustaja Zoe Macintoshin lisäraportointi.

Lisäresurssit