Precis när jag blev upphetsad över möjligheten att resa till avlägsna världar har forskare upptäckt en djup brist med snabbare än lättare fart. Det verkar finnas en kvantgräns för hur snabbt ett objekt kan röra sig genom rymdtid, oavsett om vi kan skapa en bubbla i rymdtid eller inte ...
Först och främst har vi ingen aning om hur vi genererar tillräckligt med energi för att skapa en "bubbla" i rymden. Denna idé placerades först på en vetenskaplig grund Michael Alcubierre från Mexikos universitet 1994, men innan dess populariserades bara av science fiction-universum som Star Trek. Men för att skapa denna bubbla behöver vi någon form av exotisk fråga bränsle några hypotetisk energi generator till utgång 1045 Joules (enligt beräkningar av Richard K. Obousy och Gerald Cleaver i tidningen ”Sätta varpen in i varpdrev”). Fysiker är inte rädda för stora siffror, och vi är inte rädda för ord som "hypotetiska" och "exotiska", men för att sätta denna energi i perspektiv, skulle vi behöva förvandla hela Jupiters massa till energi för att till och med hoppas förvränga rymden- tid runt ett objekt.
Det här är en massa av energi.
Om en tillräckligt avancerad mänsklig ras skulle kunna generera så mycket energi, skulle jag hävda att vi skulle vara mästare i vårt universum ändå, som skulle behöva varpdrivning när vi lika bra kunde skapa maskhål, stjärnportar eller få tillgång till parallella universum. Ja, varp drive är science fiction, men det är intressant att undersöka denna möjlighet och öppna upp fysiska scenarier där varp drive kan fungera. Låt oss inse det, något mindre än lätta hastighetsresor är en verklig downer för vår potential att resa till andra stjärnsystem, så vi måste hålla våra alternativ öppna, oavsett hur futuristiska.
Även om varphastigheten är mycket teoretisk, är den åtminstone baserad på en viss fysik. Det är en blandning av superstring och flerdimensionell teori, men varphastigheten verkar vara möjlig, förutsatt ett stort energiförsörjning. Om vi "helt enkelt" kan krossa de tätt böjda extradimensionerna (större än de "normala" fyra vi bor i) framför ett futuristiskt rymdskepp och utöka dem bakom, skapas en bubbla med stationärt utrymme för att rymdskeppet bor i På detta sätt reser rymdskeppet inte snabbare än ljus inuti bubblan, själva bubblan tippar genom rymdtidens tyg, vilket underlättar snabbare än ljus-hastighet. Lätt.
Inte så snabbt.
Enligt ny forskning om ämnet har kvantfysik något att säga om våra drömmar om att bli snabbare genom att rymma genom rymden än c. Dessutom skulle Hawking-strålning troligen koka vad som helst i denna teoretiska rymdbubblan ändå. Universum vill inte att vi ska resa snabbare än ljusets hastighet.
“På ena sidan skulle en observatör som ligger i mitten av en superluminal varp-driven bubbla generiskt uppleva ett termiskt flöde av Hawking-partiklar, Säger Stefano Finazzi och medförfattare från International School for Advanced Studies i Trieste, Italien. ”På den andra sidan kommer ett sådant Hawking-flöde generiskt att vara extremt högt om det exotiska materialet som stöder varpdrivningen har sitt ursprung i ett kvantfält som uppfyller någon form av kvantjämlikheter..”
Kort sagt, Hawking-strålning (vanligtvis förknippad med strålning av energi och därmed massförlust av avdunstande svarta hål) kommer att genereras, vilket bestrålar bubblans boende till otänkbart höga temperaturer. Hawking-strålningen kommer att genereras när horisonter bildas framför och bakom bubblan. Kommer du ihåg att de stora fysikerna inte är rädda för? Hawking-strålning förutsägs steka allt inne i bubblan till eventuella 1030K (den maximalt möjligt temperaturen, Planck-temperaturen, är 1032K).
Även om vi skulle kunna övervinna detta hinder verkar Hawking-strålning vara symptomatiskt för ett ännu större problem; rymd-tidbubblan skulle vara instabil på kvantnivå.
“Framför allt finner vi att RSET [renormaliserad stressenergitensor] kommer exponentiellt att växa i tid nära och vid den främre väggen i superluminalbubblan. Följaktligen leder man till slutsatsen att varp-drivenheten är instabil mot semiklassisk motreaktion, ”Tillägger Finazzi.
Men om du ville skapa en rymdbubbla för subluminal (mindre än ljushastighet) resa, bildas inga horisonter, och därför alstras ingen Hawking-strålning. I det här fallet kanske du inte slår ljusets hastighet, men du har ett snabbt och stabilt sätt att komma runt universum. Tyvärr behöver vi fortfarande "exotisk" materia för att skapa rymdbubblan i första hand ...
källor: "Semiklassisk instabilitet i dynamiska varpdrivare," Stefano Finazzi, Stefano Liberati, Carlos Barceló, 2009, arXiv: 0904.0141v1 [gr-qc], "Undersökning av komprimerade dimensioner: Casimir energier och fenomenologiska aspekter," Richard K. Obousy, 2009, arXiv: 0901.3640v1 [gr-qc]
Via: The Physics arXiv Blog
