[/rubrik]

Alcubierre-enheten är en av de bäst kända varp-enheterna på pappersmodeller - där en möjlig metod för varp-enhet verkar fungera matematiskt så länge du inte blir för hängd på fysik i verkligheten och några irriterande gränsproblem.

Nyligen har Alcubierre-drivkonceptet testats inom matematiskt modellerat metamaterial - vilket kan ge en grov analogi av rymdtid. Intressant nog visar det sig att Alcubierre-enheten under dessa förhållanden inte kan bryta ljusbarriären - men ganska kapabel att göra 25% av ljushastigheten, vilket inte är vad du skulle kalla långsamt.

OK, så två konceptuella problem att ta sig an här. Vad pokker är en Alcubierre-enhet - och vad pokker är metamaterial?

Alcubierre-enheten är ett slags matematiskt tankeexperiment där du föreställer dig att ditt rymdskepp har en drivmekanism som kan vrida en bubbla av rymdtid så att komponenten av bubblan framför dig kontrakterar punkter framför dig närmare - medan bubblan bakom du expanderar och flyttar det som ligger bakom dig längre bort.

Denna snedställda geometri förflyttar rymdskeppet framåt, som en surfare på en våg av rymdtid. Att upprätthålla detta varp dynamiskt och kontinuerligt när fartyget rör sig framåt kan resultera i snabbare än ljushastigheter ur en observatørs synvinkel utanför bubblan - medan fartyget knappast rör sig relativt den lokala rymden i bubblan. Faktum är att besättningen under hela resan upplever fria fallförhållanden och inte besväras av G-styrkor.

Vissa begränsningar för Alcubierre-drivmodellen är att även om matematiken kan antyda att fartygets framåtrörelse teoretiskt är möjligt, hur det kan starta och senare stoppa vid dess destination är inte tydliga. Mekanismen som ligger bakom genereringen av bubblan återstår också att förklaras. För att skeva rymdtid måste du omfördela massa eller energitäthet på något sätt. Om detta innebär att man skjuter ut partiklarna till bubblans kanter riskerar det en situation där partiklar vid bubblans gräns skulle röra sig snabbare än ljus inom referensramen för rymden utanför bubblan - vilket skulle bryta mot en grundläggande princip av allmän relativitet.

Det finns olika lösningar på arbetsområdet som föreslås, som involverar negativ energi, exotiska ämnen och takyoner - även om du är långt nere i kaninhålet i detta skede. Men om du kan tro på sex omöjliga saker före frukosten, varför inte en Alcubierre-enhet också.

Nu är metamaterial matrisliknande strukturer med geometriska egenskaper som kan styra och forma elektromagnetiska vågor (liksom akustiska eller seismiska vågor). Hittills har sådana material inte bara teoretiserats, utan byggts - åtminstone med kapacitet att manipulera strålning med lång våglängd. Men teoretiskt kan mycket fint preciserade metamaterial kunna hantera optiska och kortare våglängder - vilket skapar potentialen för osynlighetskappor och rymdfarkoster för att täcka ... åtminstone teoretiskt.

Hur som helst kan metamaterial som kan manipulera de flesta av det elektromagnetiska spektrumet matematiskt modelleras - även om de inte kan byggas med nuvarande tekniker. Denna modellering har använts för att skapa virtuella svarta hål och undersöka sannolikheten för Hawking-strålning - så varför inte använda samma strategi för att testa en Alcubierre varp-enhet?

Det visar sig att materialparametrarna för till och med så kallad 'perfekt' metamaterial inte kommer att tillåta Alcubierre-enheten att bryta ljushastigheten utan tillåter den att uppnå 25% ljushastighet - var omkring 75 000 kilometer per sekund. Detta kommer till Alpha Centauri-systemet på ungefär sjutton år, förutsatt att acceleration och retardation bara är små delar av resan.

Huruvida begränsningarna av metamaterial i detta test är en indikation på att det inte tillräckligt kan efterlikna vridningen av rymdtid - som Alcubierre-enheten behöver för att bryta ljushastigheten - eller om Alcubierre-enheten bara inte kan göra det, förblir en öppen fråga . Det överraskande och uppmuntrande är att enheten faktiskt kan fungera ... lite.

Vidare läsning: Smolyaninov, I. Metamaterialbaserad modell av Alcubierre-varpdrevet.