Close

Sådan rejser du hurtigere end lys

I denne uges lange læsning udforsker Pingtwitter's videnskabsekspert Laura Mears fysikken i hurtigere end lysrejser, kvantemekanik og strengteori samt hvordan disse præsenteres i nogle af nutidens mest populære science fiction.


Dagens bedste Mass Effect 2 tilbud 837 Amazon kundeanmeldelser MASS EFFECT 2 Amazon $ 8,33 Vis Reduceret pris Mass Effect 2 - PC Amazon Prime $ 19,99 $ 9,95 Se Mass Effect 2 (PC DVD) Walmart13,52 $ UdsigtMass Effect 2 Green Man Gaming$ 19,99 UdsigtVis flere tilbud Vi kontrollerer over 130 millioner produkter hver dag for at få de bedste priser

Hvorfor kan du ikke gå hurtigere end lys?

Det hele er Einsteins skyld. Jo hurtigere et rumfartøj er, jo mere massivt bliver det, og jo mere energi skal du bruge for at få det til at gå hurtigere. Jo mere energi du lægger i, jo mere massivt rumfartøjet får, og jo mere massivt det bliver, jo mere tid indeni begynder at bremse.

Men frygt aldrig, denTau Zero fundamentarbejder på at fremskynde vores rumrejser. De siger, at hvis de matchede hastigheden påRejsekunne de komme til vores nærmeste stjerne i 80.000 år.Solsejlmuligvis fremskynde det op til et par tusinde år. Raketter drevet afnuklear fissionkunne skære det ned til hundreder, ogfusionsrakettertil årtier.

Desværre regner de med, at vi har brug for ny fysik for at bryde lyshastighedsbarrieren, så hvilken sci-fi-metode er bedst?

Kædehastighed og Alcubierre-drev


(Billedkredit: røntgen: NASA / CXC / UA / J. Irwin et al. Optisk: NASA / STScI)

Ifølge Einstein er plads og tid forbundet som et firedimensionelt rumtidsstof: venstre og højre, op og ned, frem og tilbage, fortid og fremtid.

Når der tilsættes masse til dette stof, skaber det kurver som buler lavet af bowlingkugler på en trampolin. Jo mere masse, jo større buler og jo større buler, jo mere tyngdekraft trækker vi, når vi går forbi.

Så hvis Einsteins rumtid bremser os, hvad hvis kunne bøje det ud af form?


TARDISkan, og det kan skibene i Star Trek også.

(Billedkredit: NASA)

Fysiker og Star Trek-observatør, Miguel Alcubierre, foreslog, at denne type FTL kunne opnås ved at omgive et skib med en boble, der holdt rumtiden flad indeni (mens massen og tiden i siden var normal), men knuste den udenfor.

Hans hypotetiskeAlcubierre-drevfolder rumtid op foran skibet og udvider det bagved, hvilket effektivt bringer din destination tættere og skubber dit oprindelsespunkt længere væk.


Du ville teknisk set ikke rejse hurtigere end lysets hastighed, men det ville føles som om du var.

(Billedkredit: AllenMcC)

I Star Trek gøres dette ved at basere stof og antimateriale sammen i krystaller lavet af et stof kaldetdilithiumved at omdanne gassen til plasma for at drive et kædedrev.

uheldigvisdet ville tage sindssyge mængder energi og negativ masse, for at få et Alcubierre-drev til at virke i det virkelige liv, hvilket bringer os pænt videre til Mass Relays, den næste af vores sci-fi-hacks til FTL.

Masserelæer og negativ masse

(Billedkredit: Bioware)

Hvis du ikke vil vente med at komme til din destination, kan et springkørsel være den bedste transportform for dig. Disse er i det væsentlige en forlængelse af kædedrevet, men de blæser lysets hastighed lige ud af vandet for en næsten øjeblikkelig ankomst.

I Biowares Mass Effect-univers gøres det ved hjælp afelement nul; en type eksotisk stof, der gør mærkelige ting til masse og rumtid.

Dagens bedste Mass Effect 3 tilbud 815 Amazon kundeanmeldelser Electronic Arts 207270 Mass ... Amazon $ 2,49 Se Mass Effect 3 (PS3) af ... Amazon $ 3,99 Vis Mass Effect 3 (PlayStation 3) Amazon $ 4,99 Vis Reduceret pris Mass Effect 3 til PlayStation ... Walmart15,85 $ $ 9,47 UdsigtVis flere tilbud Vi kontrollerer over 130 millioner produkter hver dag for at få de bedste priser

Når de udsættes for en elektrisk strøm, skaber eezo enMasseffektfeltder kan øge eller mindske massen i et givet område. Og dette er nøglen til at opnå FTL.

Hvis du fjerner masse fra ligningen, bliver lyshastighed pludselig mulig. Og hvis du gør massenegativ, kan du gå hurtigere end en foton, der lynlåser over Mælkevejen på et øjeblik.

Denne teknologi gør det muligt for Mass Relays at åbnemassefri korridorergennem rummet, der muliggør rejsertusinder af gangelysets hastighed.

(Billedkredit: Electronic Arts)

Utroligt, tidligere på året, forskere ved University of Washingtonskabte en væske med negativ masseder bevæger sig bagud, når det skubbes.

De gjorde det ved at gøre rubidiumatomer så kolde, at de holdt op med at opføre sig som partikler og begyndte at opføre sig som bølger. Derefter brugte de lasere til at forstyrre væsken, vende spindingen på nogle af atomerne og fik dem til at opføre sig som om de havde negativ masse.

Ikke helt det, vi har brug for til at drive et masserelæ, men det er et interessant værktøj til at undersøge sorte huller og deres undvigende fætre - ormehuller. Hvilket bringer os videre til Portal.

Portalvåben og ormehuller

(Billedkredit: Valve)

Einsteins rumtid kan bues, så hvad skal man stoppe for at krølle sig op for at forbinde et sted med et andet? Ikke noget,tilsyneladende. Ormehuller er praktiske kosmiske genveje, der sidder ganske behageligt med matematikken i General Relativitet.

Desværre er der endnu ingen beviser for, at de faktisk eksisterer, men i Valves Portal kan du åbne dem efter behov.

Dagens bedste portal tilbud 16 Amazon kundeanmeldelser Portal 2 - Xbox 360 Amazon Prime $ 17,99 Vis Portal 2 - Xbox 360 Best Buy $ 19,99 Vis Reduceret pris Portal 2 Amazon Prime $ 30,05 $ 21,50 Vis Vi kontrollerer over 130 millioner produkter hver dag for at få de bedste priser

Einstein-Rosen broerblev først antaget som et matematisk alternativ til sorte huller, idet man undgik singulariteten og erstattede den med en tragt, der forbinder et sted til et andet. Men de er forfærdeligt ustabile, åbner og lukker så hurtigt, at ikke engang et lysstykke kunne komme igennem.

Medmindre du brugerCasimir energi,det er. Dette dykker ned i det endnu mere hjernesmeltende felt inden for kvantefysik og giver mulighed for negativ energi og energilåning. Mere i videoen nedenfor.

Ifølge Luke Butcher, en fysiker fra University of Cambridge, Casimir energikan muligvis holde lange, tynde ormehuller åbnelige længe nok til at en puls af lys kan snige sig igennem.

Det er stadig ikke nok til at få Chell igennem, før portalen kollapser, endsige et helt rumskib, men Halo-universet har en løsning, der låner fra strengteori.

Slipstreams og strengteori

Strengteoretikere regner med, at der er 10 dimensioner i stedet for Einsteins fire.

De ekstra er enten pakket så små ind, at vi ikke opfatter dem - et trick de kalder 'komprimering'. Eller de danner et højere dimensionelt rum kaldetbulk, men alt, hvad vi ved, er proppet sammen i en superstringtheory.com/experm/exper51.

Den teoretiske fysiker Kip Thorpe forklarer i videoen ovenfor.

(Billedkredit: Bungie)

I science fiction udgør disse ekstra dimensioner et hyperspace, der i det væsentlige løber sammen med det normale rum som en motorvej, kun uden alle de ubelejlige fysiske love, der normalt bremser os. Og sådan kommer skibene rundt i Halo.

I deres univers er der 11 dimensioner af 'slipspace ', og de overholder ikke reglerne Einsteinian fysik ellerEuklidisk geometri. Ved hjælp af enShaw-Fujikawa Translight-motor, UNSC skaber mikroskopiske sorte huller, der giver dem mulighed for at hoppe ind, rejse fra et sted til det næste via en anden dimension.

(Billedkredit: XMM-Newton, ESA, NASA)

Lyder som komplet fantasi, ikke? Nå, ikke helt. CERN er faktiskpå udkig efter beviser for ekstra dimensionerved at søge efter små sorte huller, hvilket, ligesom i Halo lore, villeforsvinder inden for brøkdele af et sekund, der popper ind i eksistensen.

Sikker på, helt ny fysik er lidt af et spring, men science fiction forudsagdemånebesøg,kloningoghovedtelefoner., så vi håber, at de også har ret i FTL.

  • Videnskaben om Transformers: den ægte teknologi bag de ikoniske robotter