Κίνησις Alcubierre
Alcubierre drive, Faster-than-light, Alcubierre
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
Κίνηση Alcubierre
Διαστημικός Περίπλους
Ειδική Σχετικότητα
Γενική Σχετικότητα
Παράδοξο Διδύμων
- Μία υποθετική Κίνηση.
Ετυμολογία[]
Η ονομασία "Κίνηση Alcubierre" σχετίζεται ετυμολογικά με το όνομα "Alcubierre ".
Εισαγωγή[]
Οι μελλοντικοί Άνθρωποι θα μπορούσαν να ταξιδεύουν σε όλο το Σύμπαν ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός, χωρίς να παραβιάζεται κανένας αστροφυσικός Νόμος, απλώς χειριζόμενοι τις Πρόσθετες Διαστάσεις του Χωροχρόνου, σύμφωνα με δύο αμερικανικούς φυσικούς.
Έτσι, μπορεί να γίνει δυνατό να σπάσουμε το φράγμα της ταχύτητας του φωτός 'σερφάροντας' στα πλευρά μιας φυσαλίδας, εξηγούν οι φυσικοί αυτοί.
"Νομίζουμε ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ουσιαστική κίνηση στρέβλωσης, βασισμένη στη Γενική Σχετικότητα και στη Θεωρία Χορδών," λέει ο Gerald Cleaver από το πανεπιστήμιο Baylor στις ΗΠΑ.
Η κίνηση στρέβλωσης είναι βασισμένη σε ένα σχέδιο που προτάθηκε αρχικά το 1994 από τον Michael Alcubierre.
Η κίνηση Alcubierre, όπως είναι γνωστή, περιλαμβάνει την διαστολή του χωρικού ιστού όπισθεν ενός διαστημόπλοιου σε μια φυσαλίδα και τη συρρίκνωση του χωροχρόνου έμπροσθεν από το σκάφος. Το διαστημικό σκάφος θα στηριζόταν μεταξύ του διαστελλόμενου και του συρρικνούμενου χωροχρόνου, ουσιαστικά κάνοντας σερφ στην πλευρά της φυσαλίδας.
Ταξίδιο χωρίς κίνηση[]
Το πιο δυσνόητο τμήμα του εγχειρήματος είναι ότι το σκάφος στην πραγματικότητα δεν θα κινούταν. Ο ίδιος ο Χώρος θα κινούταν κάτω από το στάσιμο διαστημικό σκάφος. Μια ακτίνα του φωτός δίπλα στο σκάφος θα φαινόταν να πηγαίνει ταχύτερα, όπως κάνει πάντα, αλλά μια ακτίνα του φωτός μακριά από το σκάφος θα έμενε πίσω.
Αυτό σημαίνει ότι το σκάφος θα έφθανε στον προορισμό του γρηγορότερα από μια ακτίνα του φωτός, που ταξιδεύει την ίδια απόσταση, αλλά χωρίς καμιά παραβίαση της σχετικότητας του Einstein, που λέει ότι ένα αντικείμενο θα χρειαζόταν άπειρη ενέργεια για να έχει την ταχύτητα του φωτός, δεδομένου ότι το ίδιο το σκάφος δεν θα κινείται στην πραγματικότητα.
Ο χωρικός ιστός είχε κινηθεί γρηγορότερα από το φως στο παρελθόν, λέει ο Cleaver, αμέσως μετά από το Big Bang, όταν το Σύμπαν στη φάση του Πληθωρισμού επεκτάθηκε γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός.
"Αναδημιουργούμε την πληθωριστική περίοδο του Κόσμου πίσω από το σκάφος" εξηγεί ο Cleaver.
Κι ενώ η θεωρία δεν παραβιάζει την Σχετικότητα, η επόμενη ερώτηση είναι με ποιό τρόπο θα γίνει η διαστολή του Διαστήματος όπισθεν του σκάφους και η συστολή του έμπροσθέν του;
Ο Cleaver και ο Richard Obousy, ο έτερος συγγραφέας της ανακοίνωσης, προτείνουν τον χειρισμό της 11η διάστασης, ένα ειδικό θεωρητικό κατασκεύασμα της θεωρίας-Μ (ο απόγονος της θεωρίας χορδών), για να δημιουργηθεί η φυσαλίδα πάνω στην οποία θα έκανε σερφινγκ το σκάφος.
Εάν θα μπορούσε η 11η διάσταση να συρρικνωθεί πίσω από το σκάφος θα δημιουργούσε μια φυσαλίδα σκοτεινής ενέργειας, η ίδια η σκοτεινή ενέργεια που αναγκάζει το σύμπαν να επιταχύνεται όσο παρέρχεται ο Χρόνος.
Η διαστολή της 11ης διάστασης έμπροσθεν από το σκάφος θα το ανάγκαζε τελικά να ελαττωθεί, αν και απαιτούνται δύο χωριστά βήματα.
Άφθονη ενέργεια
Το πώς όμως η 11η διάσταση θα διαστελλόταν και θα συρρικνωνόταν είναι ακόμα άγνωστο.
"Αυτοί οι υπολογισμοί είναι βασισμένοι σε κάποια μη υπάρχουσα πρόοδο στην τεχνολογία σήμερα ή σε κάποια εξωγήινη τεχνολογία για να χειριστείτε την πρόσθετη διάσταση," λέει ο Cleaver.
Αυτό βέβαια που ήταν σε θέση οι επιστήμονες να υπολογίσουν ήταν η απαραίτητη ενέργεια που χρειαζόμαστε, εάν βέβαια ήταν διαθέσιμη η τεχνολογία για να αλλάξουμε αυτές τις διαστάσεις: περίπου 1045 Joules.
"Αυτή η ποσότητα της ενέργειας είναι ίση με την ενέργεια που θα πάρουμε εάν μετατρέψουμε ολόκληρη τη μάζα του Δία σε καθαρή ενέργεια, μέσω της σχέσης E = mc^2," λέει ο Cleaver. Δηλαδή μια ενέργεια αρκετά πέρα από όσο μπορεί να παράγει η ανθρωπότητα αυτήν την περίοδο.
Κι ενώ οι προκλήσεις στη δημιουργία μιας κίνησης στρέβλωσης είναι αρκετά τρομερές, η ιδέα αυτή καθαυτή είναι πολύ ενδιαφέρουσα, λέει ο θεωρητικός φυσικός Lawrence Ford στο πανεπιστήμιο Tufts.
"Εάν υπάρχουν οι πρόσθετες διαστάσεις και μπορούμε να τις χειριστούμε, τότε αυτό θα άνοιγε πολλές δυνατότητες," τονίζει ο Ford.
"Δεν βλέπω αυτές τις πρόσθετες διαστάσεις να οδηγούν αμέσως σε μια κίνηση στρέβλωσης, αλλά θα μπορούσα να τις δω σε άλλες ενδιαφέρουσες δυνατότητες της βασικής επιστημονικής έρευνας," λέει Ford.
Ο Cleaver συμφωνεί και αυτός ότι ότι η δημιουργία μιας πραγματικής κίνησης στρέβλωσης είναι ακόμα μακριά.
"Η κίνηση Στρέβλωσης του Χώρου" φυσικά δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί τώρα, και πιθανώς ούτε, ίσως, για τα επόμενα εκατομμύρια χρόνια" συμπληρώνει ο Cleaver.
Ανάλυση[]
Μια ιδέα για να γίνει πιθανό ένα διαστημικό ταξίδιο με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή που ταξιδεύει το φως, προτάθηκε για πρώτη φορά από το Μεξικανό θεωρητικό φυσικό Miguel Allcubierre το 1994.
Αυτή η ιδέα πηγάζει από την αντίληψη, που υπονοείται στη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Einstein, ότι η ύλη αναγκάζει την επιφάνεια του Χωρόχρονου γύρω της να καμπυλώνεται.
Ο Miguel Alcubierre ενδιαφέρθηκε για το αν θα μπορούσε ποτέ να πραγματοποιηθεί η "κίνηση λόγω στρέβλωσης του χωροχρόνου" (warp drive), όπως παρουσιαζόταν στο έργο επιστημονικής φαντασίας Star Trek. Αυτό τον οδήγησε στην αναζήτηση μιας έγκυρης μαθηματικής περιγραφής του Βαρυτικού Πεδίου, που θα επέτρεπε ένα είδος χωροχρονικής στρέβλωσης ως μέσο υπερφωτεινής προώθησης.
Ο Alcubierre κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μια κίνηση λόγω στρέβλωσης του Χωροχρόνου θα ήταν εφικτή, εάν η ύλη θα μπορούσε να ρυθμισθεί έτσι ώστε
- να διαστέλλεται ο χωροχρόνος όπισθεν από ένα διαστημόπλοιο (και έτσι να απομακρύνει το σημείο αναχώρησης πολλά έτη φωτός πίσω), και
- να συρρικνώνει τον Χωροχρόνο έμπροσθεν (ώστε να "σύρει" το δημείο προορισμός πλησιέστερα).
Με αυτό τον τρόπο θα αφήνει το ίδιο το διαστημόπλοιο σε μια τοπικά επίπεδη περιοχή του Χωροχρόνου που θα ορίζεται από μια "φυσαλλίδα στρέβλωσης", που θα βρίσκεται μεταξύ των δύο στρεβλώσεων του Χωροχρόνου.
Έτσι, η κίνηση του σκάφος θα προσομοίαζε με surfing κατά μήκος της φυσαλλίδας του με μια αυθαίρετα υψηλή ταχύτητα, ωθούμενο προς τα εμπρός λόγω της διαστολής του Χώρου στο πίσω τμήμα του και της συστολής του Χώρου μπροστά του. Θα μπορούσε λοιπόν να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως χωρίς καμιά παράβαση οποιουδήποτε φυσικού νόμου επειδή, ο Χωροχρόνος στην τοπική φυσαλλίδα στρέβλωσης θα ήταν σε ηρεμία.
Επίσης, καθώς το διαστημόπλοιο και το πλήρωμά του θα παρέμενε τοπικά στάσιμο δεν θα επηρεαζόταν από τις τεράστιες επιταχύνσεις και επιβραδύνσεις (που πιβάλλουν την ανάγκη για "διατάξεις απόσβεσης της αδράνειας"), και από τα σχετικιστικά φαινόμενα, όπως η Χρονική Διαστολή (επειδή η ροή του χρόνου μέσα στη φυσαλλίδα στρέβλωσης θα ήταν η ίση με αυτή στο εξωτερικό).
Ο ρόλος της Αρνητικής Ενέργειας[]
Θα μπορούσε άραγε να γίνει πραγματικότητα μια τέτοια κίνηση λόγω στρέβλωσης του Χωροχρόνου;
Όπως επισημαίνει ο Alubierre θα απαιτούσε τον επιδέξιο χειρισμό της ύλης με μια αρνητική ενεργειακή πυκνότητα. Τέτοια ύλη, γνωστή ως Εξωτική Ύλη, είναι το ίδιο είδος της ουσίας που απαιτείται προφανώς για να διατηρήσει ανοικτές τις σκωληκοοπές, ένα άλλο μέσο που έχει προταθεί για το ταξίδιο χωρίς το φραγμό της ταχύτητας του φωτός.
Η Κβαντική Θεωρία επιτρέπει την ύπαρξη περιοχών αρνητικής ενεργειακής πυκνότητας κάτω από ειδικές περιστάσεις, όπως είναι το φαινόμενο Casimir.
Το 1999 ο Chris Van Den Broeck, στο Καθολικό Πανεπιστήμιο Leuven του Βελγίου, ανέλυσε περισσότερο την ιδέα της κίνησης Alubierre λόγω στρέβλωσης.
Έτσι, ίσως πλησίασε η κατασκευή ενός διαστημοπλοίου τύπου Enterprise. Οι υπολογισμοί του Van Den Broeckο έδειξαν ότι δεν χρειάζεται τόση ενέργεια όση υπολόγισε ο Alcubierre στην εργασία του. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι είμαστε στα πρόθυρα της ικανότητας να στρεβλώσουμε τον Χωροχρόνο. Όπως συμπεραίνει ο Van Den Broeck: "Το πρώτο υπερφωτεινό ταξίδιο λόγω στρέβλωσης είναι ακόμα πολύ μακρινή υπόθεση, αλλά ίσως έχει γίνει τώρα ελαφρώς λιγότερο απίθανο."
Φυσική της κίνησης Alubierre[]
Ειδικότερα, ο Alcubierre έχει δείξει ότι ακόμη και όταν επιταχύνει το σκάφος, ταξιδεύει σε μια γεωδαισιακή ελεύθερης πτώσης. Με άλλους λόγους, ένα σκάφος που χρησιμοποιεί τη Στρέβλωση του Χωροχρόνου για να επιταχυνθεί και να επιβραδυνθεί είναι πάντα σε Ελεύθερη Πτώση, και το πλήρωμα του σκάφους δεν θα δοκίμαζε καμία βαρυτική δύναμη επιτάχυνση.
Κάποιες τεράστιες παλιρροιακές δυνάμεις θα παρουσιάζονταν πλησίον των άκρων του επίπεδου διαστημικού σκάφους, λόγω της μεγάλης χωρικής κυρτότητας εκεί, αλλά με την κατάλληλη προδιαγραφή της μετρικής, αυτές θα γίνονταν πολύ μικρές μέσα στον όγκο του σκάφους.
Ο D. Coule έχει υποστηρίξει ότι σχέδια όπως αυτό που προτείνεται από τον Alcubierre δεν είναι εφικτά επειδή η ύλη που τοποθετείται στο δρόμο πρέπει εκ των προτέρων να τοποθετηθεί με ταχύτητα υπερφωτεινή. Κατά συνέπεια, σύμφωνα με τον Coule, απαιτείται μια προϋπάρχουσα κίνηση Alcubierre προκειμένου να δημιουργηθεί μια κίνηση Alcubierre. Για αυτό και είναι αδύνατη η κατασκευή αυτής της κίνησης, ακόμα κι αν η μετρική είναι φυσικά σημαντική.
Σημαντικά προβλήματα με τη μετρική αυτής της μορφής προέρχονται από το γεγονός ότι όλες οι γνωστές κινήσεις λόγω στρεβλώσεων του χωροχρόνου, παραβιάζουν διάφορες ενεργειακές συνθήκες.
Είναι αλήθεια ότι ορισμένα πειραματικά ελεγμένα κβαντικά φαινόμενα, όπως το φαινόμενο Casimir, όταν περιγράφονται στα πλαίσια της κβαντικής θεωρίας πεδίου, παραβιάζουν επίσης τις ενεργειακές συνθήκες.
Έτσι, κάποιος μπορεί να ελπίζει ότι οι κινήσεις τύπου Alcubierre, λόγω στρεβλώσεων του χωροχρόνου, θα μπορούσαν ίσως να πραγματοποιηθούν με μια έξυπνη εφαρμοσμένη μηχανική που θα εκμεταλλεύεται τέτοια κβαντικά αποτελέσματα.
Πάντως, υπολογισμοί έδειξαν ότι απαιτούνται παράλογα τεράστιες ενέργειες για τέτοιες κινήσεις, π.χ. απαιτείται ενέργεια ισοδύναμη με 1067 gr, για να μεταφέρει ένα μικρό σκάφος πέραν από το Γαλαξία μας. Αυτά είναι μεγέθη μεγαλύτερα από τη ολική μάζα του Σύμπαντος.
Υπάρχουν βέβαια αντεπιχειρήματα σε αυτά τα προφανή προβλήματα ενέργειας, αλλά δεν έχουν πείσει τους φυσικούς ότι μπορούν να υπερνικηθούν.
Επιστημονική Φαντασία[]
Το υπερφωτεινό ταξίδιο λόγω στρέβλωσης του χωροχρόνου χρησιμοποιείται συχνά στην επιστημονική φαντασία για να δείξει μια ευρεία ποικιλία φανταστικών μεθόδων προώθησης, οι περισσότερες από τις οποίες δεν έχουν καμία σχέση με την κίνηση Alcubierre ή οποιαδήποτε άλλη φυσική θεωρία.
Η φυσική της κίνησης λόγω στρέβλωσης του Χωροχρόνου στο έργο Star Trek δεν ήταν ποτέ καθορισμένη, ούτε οι συγγραφείς του έχουν κάνει οποιαδήποτε αναφορά στη θεωρία του Dr. Alcubierre. Όμως το 1978 ένα υπόμνημα του Jesco von Puttkamer, τεχνικού συμβούλου για το Star Trek, προτείνει μια θεωρία σημαντικά όμοια με την θεωρία στρεβλώσεων του χωροχρόνου Alcubierre.
Η κίνηση Alcubierre αναφέρεται επίσης στο Orbiter, ένα μυθιστόρημα του Warren Ellis.
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
- Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
- Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
- Ομώνυμο άρθρο στην Astronomia
- physics4u.gr
- [ ]
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)