Az új kutatás „bátran” odamegy, ahol a fizikusok még soha nem jártak, és azt sugallják, hogy mi lesz az űrrel egy meghibásodott vetemedés körül.
A sci-fi rajongók jól ismerik a „warp drive” fogalmát, egy olyan eszközt, amely lehetővé teszi, hogy az űrhajók a fénynél gyorsabb vagy úgynevezett „hiperoptikai” sebességgel haladjanak. Ezeket az eszközöket általában úgy írják le, hogy képesek manipulálni az idő és a tér, vagy a téridő szövetét. Azonban még a lelkes sci-fi rajongók is meglepődhetnek, amikor megtudják, hogy a valódi tudományban is van néhány elméleti töprengés a vetemedésről. Ennek leghíresebb példája a „torziós hajtás”, amelyet Miguel Alcubierre mexikói fizikus talált fel.
Ezenkívül a londoni Queen Mary Egyetem, a Cardiffi Egyetem, a Potsdami Egyetem és a Max Planck Gravitációs Fizikai Intézet csapata felfedezte, hogy ha az űrhajók valóban fénynél gyorsabb deformációs hajtóműveket használnak, akkor kis apróságon keresztül is észlelhetjük őket. „Gravitációs hullámoknak” nevezett hullámok a téridőben, amelyek akkor keletkeznének, ha ezek a hajtóművek összeomlanak.
„Bár a torziós motorok tisztán elméletiek, Einstein általános relativitáselméletében jól definiált leírásuk van, így a numerikus szimulációk lehetővé teszik számunkra, hogy megvizsgáljuk, milyen hatást gyakorolhatnak” – mondta Katie Clow, a londoni Queen Mary Egyetem kutatója. a téridőről gravitációs hullámok formájában.
Kapcsolódó: Egy új tanulmány szerint egy napon lehetségessé válhat a „hajlítás”.
Sci-fi kontra tudományos tény
A sci-fi és a reáltudomány hajlítómotorjainak gyökerei általában Albert Einstein gravitációs elméletében, az általános relativitáselméletben gyökereznek. Az 1915-ben bevezetett általános relativitáselmélet azt sugallja, hogy a tömeges tárgyak a téridő négydimenziós szövetét görbítik. Az általunk tapasztalt gravitációs hatások ebből a görbületből származnak.
Minél nagyobb egy objektum tömege, annál nagyobb térgörbületet generál, és így annál nagyobb a gravitációs hatása. A fény és más tömegű tárgyak kénytelenek a tér összetett görbülete körül utazni.
Az általános relativitáselmélet azt is sugallja, hogy amikor az objektumok felgyorsulnak, akkor a téridőt „rezonálják” a gravitációs hullámokkal. A bolygóméretű objektumok, például a gyorsuló autók tömege azonban túl kicsi ahhoz, hogy nagy gravitációs hullámokat hozzanak létre. Azonban a masszív objektumok, mint a fekete lyukak és a neutroncsillagok, amelyek kettős alakban keringenek egymás körül, és végül összeütköznek, gravitációs hullámokat hoznak létre, amelyek itt a Földön észlelhetők.
Klug és kollégái rámutatnak, hogy a vetemítő hajtóművek gravitációs hullámokat is bocsáthatnak ki, különösen, ha meghibásodnak.
Továbbá Einstein az általános relativitáselméletet az 1905-ös speciális relativitáselméletére alapozta; A speciális relativitáselmélet alapja, hogy a tömeggel semmi sem tud gyorsabban mozogni a fénysebességnél.
Ez azt jelenti, hogy a tudományos-fantasztikus íróknak olyan körülményeket kell bevezetniük, amelyek lehetővé teszik ennek a szabálynak a megsértését, vagy legalábbis kissé megcsavarását, hogy mérlegeljék a fénynél gyorsabb utazást. A DC képregényekben például a téridőn kívül van egy széles körben elterjedt mező, az úgynevezett Speed Force, amely megadja Wally Westnek vagy Flashnek azt az energiát, amely ahhoz szükséges, hogy lehagyja a Fényt (és Supermant, ha engem kérdezel).
A Star Trek-ben a negatív tömegű egzotikus anyagok lehetővé teszik a USS Enterprise számára, hogy a fénynél nagyobb sebességgel vagy „vetemedési sebességgel” utazzon azáltal, hogy a hajó körül láncbuborékot hoz létre, amelyben a téridő görbül és összenyomódik a hajó előtt, és mögötte feszült. Ez azt jelenti, hogy a USS Enterprise magát a téridőt hajlítja és torzítja, és így nem szegi meg Einstein speciális relativitáselmélet szabályait, ellentétben a Flash-el és a Speed Force-jával.
Ez a csapat azt vizsgálta, hogy mi történne, ha a Star Trekben használthoz hasonló láncbuborék összeomlana, vagy ha ez a hipotetikus koncepció nem képes visszatartani. Ennek érdekében a téridő digitális szimulációjával kezdték.
A kutatók azt találták, hogy egy ilyen esemény gravitációs hullámok robbanását generálná, amelynek frekvenciája nagyobb, mint a kettős fekete lyukak vagy neutroncsillagok ütközésekor és egyesülésekor keletkező tér-idő hullámzások „csiripelése”.
Ahogy bizonyos fények túl magas frekvenciájúak ahhoz, hogy szemünk láthassa, a gravitációs hullámok e nagyfrekvenciás kitörései meghaladnák az interferométerek, például a Lézer Interferométer Gravitációs Hullám Obszervatórium (LIGO) észlelési képességét.
A jövőbeni gravitációs hullámdetektorok azonban képesek lehetnek észlelni őket.
„Tanulmányunkban a téridő kezdeti alakja az Alcubierre által leírt görbületi buborék volt” – mondta Sebastian Khan, a Cardiffi Egyetem munkatársa. ez „a munka spekulatív jellege miatt nem elég a jövőbeli hardverfejlesztés előmozdításához.”
A csapat azt is megállapította, hogy a lánchajtás összeomlása váltakozó „negatív energiájú anyag” hullámokat bocsát ki, majd pozitív energiahullámokat. Ha ezek a hullámok kölcsönhatásba lépnek a közönséges, nem egzotikus anyagokkal, akkor a tudósok újabb módot adnának a meghibásodott vetemítőmotorok felkutatására.
A csapat most azt kívánja megvizsgálni, hogyan változik a gravitációs hullám jele a hajlítómotorok más modelljeinél, és milyen következményekkel jár a fénysebességnél gyorsabb utazás során bekövetkező összeomlás.
Természetesen mindez csak spekuláció, igaz, indokolt és matematikailag szilárd, mivel nincs valódi bizonyíték arra, hogy létezhetnek warp meghajtók. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ezeknek az eredményeknek nincs alkalmazása.
„Számomra a tanulmány legfontosabb aspektusa a negatív energia tér-idő dinamika precíz modellezésének újszerűsége, valamint a technikák fizikai helyzetekre való kiterjesztésének lehetősége, amelyek segíthetnek jobban megérteni univerzumunk evolúcióját és eredetét.” Tim Dietrich, a Max Planck Gravitációs Fizikai Intézet munkatársa a közleményben.
A csapat kutatását ben tették közzé Nyissa meg a Journal of Astrophysics.
More Stories
A SpaceX Polaris Dawn űrszondájának legénysége a valaha volt legveszélyesebb űrsétára készül
Egy őskori tengeri tehenet evett meg egy krokodil és egy cápa a kövületek szerint
Egyforma dinoszaurusz-lábnyomokat fedeztek fel két kontinensen