Akkurat da jeg ble spent på muligheten for å reise til fjerne verdener, har forskere avdekket en dyp feil med raskere enn lys hastighet. Det ser ut til å være en kvantegrense for hvor raskt et objekt kan reise gjennom rom-tid, uavhengig av om vi klarer å skape en boble i rom-tid eller ikke ...
For det første har vi ingen anelse om hvordan vi kan generere nok energi til å skape en "boble" i rom-tid. Denne ideen ble først satt på en vitenskapelig forankring Michael Alcubierre fra University of Mexico i 1994, men før den ble bare popularisert av science fiction-universer som Star Trek. For å lage denne boblen trenger vi imidlertid en form for eksotisk materie drivstoff noen hypotetiske energi generator til utgang 1045 Joules (ifølge beregninger av Richard K. Obousy og Gerald Cleaver i papiret “Putting the Warp in Warp Drive”). Fysikere er ikke redde for store tall, og vi er ikke redde for ord som "hypotetisk" og "eksotisk", men for å sette denne energien i perspektiv, ville vi trenge å gjøre hele Jupiters masse til energi for å til og med håpe å forvrenge rom- tid rundt et objekt.
Dette er en mye av energi.
Hvis en tilstrekkelig avansert menneskeslekt kunne generere så mye energi, vil jeg hevde at vi uansett ville være mestere i universet vårt, som ville trenge varpdriv når vi like godt kunne lage ormhull, stjerneporter eller tilgang til parallelle universer. Ja, warp drive er science fiction, men det er interessant å undersøke denne muligheten og åpne opp for fysiske scenarier der warp drive kan fungere. La oss innse det, noe mindre enn lysfart er en reell nedtur for potensialet vårt til å reise til andre stjernersystemer, så vi må holde alternativene våre åpne, uansett hvor futuristiske det er.
Selv om varphastigheten er svært teoretisk, er den i det minste basert på noe ekte fysikk. Det er en blanding av superstring og flerdimensjonalt teori, men varpshastighet ser ut til å være mulig, forutsatt en enorm tilførsel av energi. Hvis vi "ganske enkelt" kan klemme sammen de tett krøllede ekstra dimensjonene (større enn de "normale" fire vi bor i) foran et futuristisk romfartøy og utvide dem bak, vil det bli opprettet en boble med stasjonært rom for romskipet å bo i På denne måten beveger ikke romskipet seg raskere enn lys inne i boblen. Selve boblen glir gjennom stoffets tid-rom, noe som letter raskere enn lys-hastighet. Lett.
Ikke så fort.
I følge ny forskning om emnet har kvantefysikk noe å si om drømmene våre om å glippe gjennom romtid raskere enn c. Dessuten vil Hawking-stråling mest sannsynlig koke noe i denne teoretiske romtidsboblen uansett. Universet ønsker ikke at vi skal reise raskere enn lysets hastighet.
“På den ene siden ville en observatør som ligger i sentrum av en superluminal varpdrivboble generisk oppleve en termisk fluks av Hawking-partikler, Sier Stefano Finazzi og medforfattere fra International School for Advanced Studies i Trieste, Italia. “På den andre siden vil en slik Hawking-fluks generisk være ekstremt høy hvis den eksotiske materien som støtter varpdrevet har sitt opphav i et kvantefelt som tilfredsstiller en form for kvanteulikheter..”
Kort sagt, Hawking-stråling (vanligvis assosiert med stråling av energi og derfor massetap av fordampende sorte hull) vil bli generert, og bestråler beboerne i boblen til utenkelig høye temperaturer. Hawking-strålingen vil bli generert når horisonter vil danne seg foran og bak på boblen. Husker de store fysikerne ikke er redde for? Hawking-stråling er spådd å steke alt inne i boblen til en mulig 1030K (den maksimalt mulig temperaturen, Planck-temperaturen, er 1032K).
Selv om vi kunne overvinne denne hindringen, ser Hawking-stråling ut til å være symptomatisk for et enda større problem; rom-tid boblen ville være ustabil, på kvantnivå.
“Mest av alt opplever vi at RSET [renormalisert stressenergitensor] vil eksponentielt vokse i tid nær, og på, frontveggen til superluminalboblen. Følgelig blir man ført til å konkludere med at varpdrivgeometriene er ustabile mot semiklassisk tilbakreaksjon, Legger Finazzi til.
Imidlertid, hvis du ønsket å lage en romtidsboble for subluminal (mindre enn lyshastighet) reise, dannes ingen horisonter, og derfor genereres ingen Hawking-stråling. I dette tilfellet slår du kanskje ikke lysets hastighet, men du har en rask og stabil måte å komme deg rundt i universet på. Dessverre trenger vi fortsatt "eksotisk" materie for å skape rom-tid boblen i utgangspunktet ...
kilder: "Semiklassisk ustabilitet av dynamiske varpdrev," Stefano Finazzi, Stefano Liberati, Carlos Barceló, 2009, arXiv: 0904.0141v1 [gr-qc], "Undersøkelse av komprimerte dimensjoner: Casimir energier og fenomenologiske aspekter," Richard K. Obousy, 2009, arXiv: 0901.3640v1 [gr-qc]
Via: The Physics arXiv Blog
