[/ Caption]

Alcubierre-drevet er et af de bedre kendte varpdrev på papirmodeller - hvor en mulig metode til varpdrev ser ud til at fungere matematisk, så længe du ikke bliver for hængt op i fysikken i den virkelige verden og nogle irriterende grænsespørgsmål.

For nylig er Alcubierre-drevkonceptet testet inden for matematisk modelleret metamateriale - hvilket kan give en grov analogi af rum-tid. Interessant nok viser det sig, at Alcubierre-drevet under disse forhold ikke er i stand til at bryde lysbarrieren - men helt i stand til at udføre 25% af lyshastigheden, hvilket ikke er det, du vil kalde langsomt.

OK, så to konceptuelle problemer at kæmpe med her. Hvad pokker er et Alcubierre drev - og hvad pokker er metamateriale?

Alcubierre-drevet er et slags matematisk tankeeksperiment, hvor du forestiller dig, at dit rumfartøj har en drevmekanisme, der er i stand til at sno sig en boble af rumtid, således at den boblekomponent, der ligger foran dig, samler punkter foran dig nærmere - mens boblen bag du udvider, flytter det, der ligger bag dig længere væk.

Denne skæve geometri bevæger rumfartøjet fremad, som en surfer på en bølge af rum-tid. At opretholde denne varp dynamisk og kontinuerligt, når skibet bevæger sig fremad, kan resultere i hurtigere end lyshastigheder set fra en observatørs synspunkt uden for boblen - mens skibet næppe bevæger sig i forhold til den lokale rumtid inden boblen. Faktisk under hele rejsen oplever besætningen frie faldforhold og er ikke urolige af G-styrker.

Nogle begrænsninger i Alcubierre-drevmodellen er, at selvom matematikken kan antyde, at skibets fremadgående bevægelse teoretisk er mulig, er det ikke klart, hvordan det kan starte og derefter stoppe ved dets destination. Mekanismen bag den generering af boblen skal også forklares. For at fordreje rum-tid skal du omfordele masse eller energitæthed på en eller anden måde. Hvis dette indebærer at skubbe partikler ud til bobleens kanter risikerer dette en situation, hvor partikler ved boblens grænse vil bevæge sig hurtigere end lys inden for referencerammen for rumtid uden for boblen - hvilket ville være i strid med et grundlæggende princip af generel relativitet.

Der er foreslået forskellige løsningsløsninger, der involverer negativ energi, eksotisk stof og tachyoner - selvom du er godt nede i kaninhullet på dette trin. Ikke desto mindre, hvis du kan tro på seks umulige ting før morgenmaden, så hvorfor ikke et Alcubierre-drev også.

Nu er metamaterialer matrixlignende strukturer med geometriske egenskaber, der kan styre og forme elektromagnetiske bølger (såvel som akustiske eller seismiske bølger). Indtil i dag er sådanne materialer ikke kun blevet teoretiseret, men bygget - i det mindste med kapacitet til at manipulere lang bølgelængdestråling. Men teoretisk set kan meget fint præcise metamaterialer være i stand til at manipulere optiske og kortere bølgelængder - hvilket skaber potentialet for usynlighedskapper og rumfartøjsinddækningsenheder… i det mindste teoretisk.

Under alle omstændigheder kan metamaterialer, der er i stand til at manipulere det meste af det elektromagnetiske spektrum, matematisk modelleres - selvom de ikke kan bygges med aktuelle teknologier. Denne modellering er blevet brugt til at skabe virtuelle sorte huller og undersøge sandsynligheden for Hawking-stråling - så hvorfor ikke bruge den samme fremgangsmåde til at teste et Alcubierre-varpdrev?

Det viser sig, at de materielle parametre for selv såkaldt 'perfekt' metamateriale ikke tillader Alcubierre-drevet at bryde lyshastigheden, men tillader det at opnå 25% lyshastighed - idet det er omkring 75.000 kilometer i sekundet. Dette bringer dig til Alpha Centauri-systemet om cirka sytten år, hvis man antager, at acceleration og deceleration kun er små komponenter i rejsen.

Hvorvidt begrænsningerne, der er pålagt af metamateriale i denne test, er en indikation af, at det ikke i tilstrækkelig grad kan efterligne krumningen af ​​rumtid - hvilket Alcubierre-drevet har brug for for at bryde lyshastigheden - eller om Alcubierre-drevet bare ikke kan gøre det, forbliver et åbent spørgsmål . Hvad der er overraskende og opmuntrende er, at drevet faktisk kunne fungere ... lidt.

Yderligere læsning: Smolyaninov, I. Metamaterialebaseret model af Alcubierre-varpdrevet.