Lige da jeg blev begejstret for muligheden for at rejse til fjerne verdener, har forskere afsløret en dyb mangel ved hurtigere rejse end lys-hastighed. Der ser ud til at være en kvantegrænse for, hvor hurtigt et objekt kan rejse gennem rum-tid, uanset om vi er i stand til at skabe en boble i rum-tid eller ej ...
For det første har vi ingen anelse om, hvordan vi genererer nok energi til at skabe en "boble" i rum-tid. Denne idé blev først sat på en videnskabelig grundlag Michael Alcubierre fra University of Mexico i 1994, men før dette blev det kun populariseret af science fiction-universer som Star Trek. Men for at skabe denne boble har vi brug for en form for eksotisk noget brændstof nogle hypotetiske energi generator til output 1045 Joules (i henhold til beregninger fra Richard K. Obousy og Gerald Cleaver i papiret “Sætte varpen ind i varpdrevet”). Fysikere er ikke bange for store tal, og vi er ikke bange for ord som "hypotetisk" og "eksotisk", men for at sætte denne energi i perspektiv, ville vi være nødt til at omdanne hele Jupiters masse til energi til endda at håbe på at fordreje rum- tid omkring et objekt.
Dette er en masse af energi.
Hvis en tilstrækkelig avanceret menneskelig race kunne generere så meget energi, vil jeg hævde, at vi alligevel ville være mestre i vores univers, som ville have brug for varpdrev, når vi lige så godt kunne skabe ormehuller, stjerneporte eller få adgang til parallelle universer. Ja, varpdrev er science fiction, men det er interessant at undersøge denne mulighed og åbne op for fysiske scenarier, hvor warp-drev muligvis fungerer. Lad os indse det, alt andet end let hastighed rejser er en reel downer for vores potentiale til at rejse til andre stjernesystemer, så vi er nødt til at holde vores muligheder åbne, uanset hvor futuristiske.
Selvom varphastigheden er meget teoretisk, er den i det mindste baseret på en vis reel fysik. Det er en blanding af superstring og flerdimensionel teori, men varphastigheden ser ud til at være mulig under forudsætning af en enorm energiforsyning. Hvis vi "simpelthen" kan klemme de tæt krøllede ekstra dimensioner (større end de "normale" fire vi bor i) foran et futuristisk rumfartøj og udvide dem bagefter, oprettes en boble med stationært rum, så rumfartøjet kan opholde sig i På denne måde kører rumskibet ikke hurtigere end lys inde i boblen, selve boblen glider gennem rumtidens stof og letter hurtigere kørsel end lys-hastighed. Let.
Ikke så hurtigt.
I henhold til ny forskning om emnet har kvantefysik noget at sige om vores drømme om at lynlåse rummet hurtigere end c. Hvad mere er, Hawking-stråling vil sandsynligvis tilberede noget inden for denne teoretiske rum-tid boble alligevel. Universet ønsker ikke, at vi skal rejse hurtigere end lysets hastighed.
“På den ene side ville en observatør, der er placeret i midten af en superluminal fordrejningsboble generisk opleve en termisk flux af Hawking-partikler, ”Siger Stefano Finazzi og medforfattere fra International School for Advanced Studies i Trieste, Italien. ”På den anden side vil sådan en Hawking-flux generisk være ekstremt høj, hvis det eksotiske stof, der understøtter warp-drevet, har sin oprindelse i et kvantefelt, der tilfredsstiller en form for kvanteuligheder..”
Kort sagt, Hawking-stråling (normalt forbundet med stråling af energi og derfor massetab af fordampende sorte huller) genereres, hvilket bestråler beboerne i boblen til ufatteligt høje temperaturer. Hawking-strålingen genereres, når der dannes horisonter foran og bag på boblen. Kan du huske, at fysikere i store numre ikke er bange for? Hawking-stråling forventes at stege alt inden i boblen til en mulig 1030K (the maksimalt muligt temperaturen, Planck-temperaturen, er 1032K).
Selv hvis vi kunne overvinde denne hindring, synes Hawking-stråling at være symptomatisk for et endnu større problem; rumtidsboblen ville være ustabil på et kvantniveau.
“Mest af alt finder vi, at RSET [renormaliseret stress-energi tensor] vil eksponentielt vokse i tid tæt på og på frontvæggen af den superluminal boble. Derfor ledes man til at konkludere, at kegle-drevsgeometrier er ustabile mod semiklassisk tilbageaktion, ”Tilføjer Finazzi.
Hvis du imidlertid ønskede at oprette en rum-tid boble til subluminal (mindre end lyshastighed) rejse, dannes ingen horisonter, og derfor genereres ingen Hawking-stråling. I dette tilfælde slår du måske ikke lysets hastighed, men du har en hurtig og stabil måde at komme rundt på universet på. Desværre har vi stadig brug for "eksotisk" sag for at skabe rum-tid boblen i første omgang ...
Kilder: "Semiklassisk ustabilitet i dynamiske fordrejningsdrev," Stefano Finazzi, Stefano Liberati, Carlos Barceló, 2009, arXiv: 0904.0141v1 [gr-qc], "Undersøgelse af komprimerede dimensioner: Casimir-energier og fænomenologiske aspekter," Richard K. Obousy, 2009, arXiv: 0901.3640v1 [gr-qc]
Via: The Physics arXiv Blog
