[/λεζάντα]

Η μονάδα δίσκου Alcubierre είναι μια από τις πιο γνωστές μονάδες στρέβλωσης σε μοντέλα χαρτιού - όπου μια πιθανή μέθοδος οδήγησης στρέβλωσης φαίνεται να λειτουργεί μαθηματικά, αρκεί να μην κολλάτε πολύ στη φυσική του κόσμου και σε κάποια ενοχλητικά όρια.

Πρόσφατα, η ιδέα του δίσκου Alcubierre έχει δοκιμαστεί σε μαθηματικά μοντελοποιημένο μετα-υλικό - το οποίο μπορεί να προσφέρει μια τραχιά αναλογία χωροχρόνου. Είναι ενδιαφέρον, αποδεικνύεται ότι υπό αυτές τις συνθήκες η μονάδα δίσκου Alcubierre δεν μπορεί να σπάσει το φράγμα φωτός - αλλά αρκετά ικανή να κάνει το 25% της ταχύτητας φωτός, κάτι που δεν θα λέγατε αργό.

Εντάξει, οπότε δύο εννοιολογικά ζητήματα πρέπει να αντιμετωπιστούν εδώ. Τι είναι το δίσκο Alcubierre - και τι είναι το heck metamaterial;

Η μονάδα δίσκου Alcubierre είναι ένα είδος μαθηματικού πειράματος σκέψης όπου φαντάζεστε ότι το διαστημικό σκάφος σας διαθέτει μηχανισμό κίνησης ικανό να στρεβλώσει μια φούσκα χωροχρόνου έτσι ώστε το συστατικό της φυσαλίδας μπροστά σας να συστέλλεται φέρνοντας σημεία μπροστά σας πιο κοντά - ενώ η φούσκα πίσω επεκτείνεται, μετακινώντας ό, τι είναι πίσω σας πιο μακριά.

Αυτή η στρεβλωμένη γεωμετρία κινεί το διαστημικό σκάφος προς τα εμπρός, σαν σέρφερ σε ένα κύμα χωροχρόνου. Η διατήρηση αυτού του στημονιού δυναμικά και συνεχώς καθώς το πλοίο κινείται προς τα εμπρός θα μπορούσε να οδηγήσει σε ταχύτερες από το φως ταχύτητες από την άποψη ενός παρατηρητή έξω από τη φούσκα - ενώ το πλοίο δεν κινείται καθόλου σε σχέση με τον τοπικό χωροχρόνο εντός της φυσαλίδας. Πράγματι, καθ 'όλη τη διάρκεια του ταξιδιού, το πλήρωμα βιώνει συνθήκες ελεύθερης πτώσης και δεν ενοχλείται από τις δυνάμεις της G.

Μερικοί περιορισμοί του μοντέλου οδήγησης Alcubierre είναι ότι αν και τα μαθηματικά μπορούν να προτείνουν ότι η κίνηση προς τα εμπρός του πλοίου είναι θεωρητικά δυνατή, πώς μπορεί να ξεκινήσει και στη συνέχεια να σταματήσει στον προορισμό του δεν είναι σαφής. Ο μηχανισμός στην οποία βασίζεται η δημιουργία της φυσαλίδας πρέπει επίσης να εξηγηθεί. Για να παραμορφώσετε τον χωροχρόνο, πρέπει να αναδιανείμετε τη μάζα ή την ενεργειακή πυκνότητα με κάποιο τρόπο. Εάν αυτό συνεπάγεται ώθηση σωματιδίων προς τα άκρα της φυσαλίδας, αυτό κινδυνεύει από μια κατάσταση κατά την οποία σωματίδια στο όριο της φυσαλίδας θα κινούνται γρηγορότερα από το φως μέσα στο πλαίσιο αναφοράς του χωροχρόνου εκτός της φυσαλίδας - κάτι που θα παραβίαζε μια θεμελιώδη αρχή γενικής σχετικότητας.

Υπάρχουν διάφορες προτεινόμενες λύσεις που περιλαμβάνουν αρνητική ενέργεια, εξωτική ύλη και ταχυόνια - παρόλο που βρίσκεστε κάτω από την τρύπα του κουνελιού σε αυτό το στάδιο. Ωστόσο, εάν μπορείτε να πιστέψετε έξι αδύνατα πράγματα πριν από το πρωινό, τότε γιατί να μην οδηγείτε και το Alcubierre.

Τώρα, τα μεταϋλικά είναι δομές τύπου μήτρας με γεωμετρικές ιδιότητες που μπορούν να ελέγχουν και να διαμορφώνουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα (καθώς και ακουστικά ή σεισμικά κύματα). Μέχρι σήμερα, τέτοια υλικά δεν έχουν θεωρηθεί μόνο, αλλά έχουν κατασκευαστεί - τουλάχιστον με την ικανότητα χειρισμού ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος. Αλλά θεωρητικά, τα πολύ ακριβή μετα-υλικά ενδέχεται να είναι σε θέση να χειριστούν οπτικά και μικρότερα μήκη κύματος - δημιουργώντας τη δυνατότητα για μανδύες αόρατου και συσκευές κάλυψης διαστημικών σκαφών… τουλάχιστον, θεωρητικά.

Εν πάση περιπτώσει, τα μετα-υλικά ικανά να χειριστούν το μεγαλύτερο μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μπορούν να μοντελοποιηθούν μαθηματικά - ακόμη και αν δεν μπορούν να κατασκευαστούν με τις τρέχουσες τεχνολογίες. Αυτό το μοντέλο έχει χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εικονικών μαύρων τρυπών και για τη διερεύνηση της πιθανότητας της ακτινοβολίας Hawking - οπότε γιατί να μην χρησιμοποιήσετε την ίδια προσέγγιση για να δοκιμάσετε μια μονάδα στημόνι Alcubierre;

Αποδεικνύεται ότι οι παράμετροι υλικού ακόμη και του λεγόμενου «τέλειου» μετα-υλικού δεν θα επιτρέψουν στην κίνηση Alcubierre να σπάσει την ταχύτητα φωτός, αλλά θα της επιτρέψει να επιτύχει ταχύτητα φωτός 25% - είναι περίπου 75.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Αυτό σας οδηγεί στο σύστημα Alpha Centauri σε περίπου δεκαεπτά χρόνια, υποθέτοντας ότι η επιτάχυνση και η επιβράδυνση είναι μόνο μικρά συστατικά του ταξιδιού.

Το εάν οι περιορισμοί που επιβάλλονται από το μεταϋλικό σε αυτό το τεστ είναι μια ένδειξη ότι δεν μπορεί να μιμηθεί επαρκώς τη στρέβλωση του χωροχρόνου - τον οποίο η μονάδα δίσκου Alcubierre χρειάζεται να σπάσει την ταχύτητα φωτός - ή εάν η μονάδα δίσκου Alcubierre δεν μπορεί να το κάνει, παραμένει μια ανοιχτή ερώτηση . Αυτό που προκαλεί έκπληξη και ενθάρρυνση είναι ότι η μονάδα δίσκου θα μπορούσε πραγματικά να λειτουργήσει… λίγο.

Περαιτέρω ανάγνωση: Smolyaninov, I. Μοντέλο με βάση το υλικό του δίσκου στημόνι Alcubierre.