Close
  • Hoved
  • /
  • Rom
  • /
  • Hvordan reise raskere enn lys

Hvordan reise raskere enn lys

I denne ukens lange lesning utforsker Pingtwitters vitenskapsekspert Laura Mears fysikken til raskere enn lysreise, kvantemekanikk og strengteori, samt hvordan disse presenteres i noen av dagens mest populære science fiction.


Dagens beste Mass Effect 2-tilbud 837 Amazon-kundeanmeldelser MASS EFFECT 2 Amazon $ 8,33 Vis Redusert pris Mass Effect 2 - PC Amazon Prime $ 19,99 $ 9,95 Vis Mass Effect 2 (PC DVD) Walmart$ 13,52 UtsiktMass Effect 2 Green Man Gaming$ 19,99 UtsiktVis flere tilbud Vi sjekker over 130 millioner produkter hver dag for de beste prisene

Hvorfor kan du ikke gå raskere enn lys?

Det er alt Einsteins feil. Jo raskere et romfartøy, jo mer massivt blir det, og jo mer energi trenger du å legge inn for å få det til å gå raskere. Jo mer energi du legger inn, desto mer massivt får romfartøyet, og jo mer massivt det blir, desto mer tid begynner å avta.

Men frykt aldri, denTau Zero foundationjobber med å få fart på romfarten vår. De sier at hvis de samsvarer med hastigheten påReise, kunne de komme til vår nærmeste stjerne på 80.000 år.Solseilkan øke hastigheten opp til noen få tusen år. Raketter drevet avatomfisjonkunne kutte det ned til hundrevis, ogfusjonsrakettertil tiår.

Dessverre regner de med at vi trenger ny fysikk for å bryte lyshastighetsbarrieren, så hvilken sci-fi-metode er best?

Warp-hastighet og Alcubierre-stasjoner


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

Ifølge Einstein er rom og tid knyttet til et firedimensjonalt romtidsstoff: venstre og høyre, opp og ned, frem og tilbake, fortid og fremtid.

Når masse tilsettes dette stoffet, skaper det kurver som bulker laget av bowlingkuler på en trampoline. Jo mer masse, jo større bulker, og jo større bulker, jo mer tyngdekraft føler vi når vi går forbi.


Så hvis Einsteins romtid bremser oss, hva om det kan bøye det ut av form?

TARDISkan, og det kan også skipene i Star Trek.


(Bildekreditt: NASA)

Fysiker og Star Trek-seer, Miguel Alcubierre, foreslo at denne typen FTL kunne oppnås ved å omgi et skip med en boble som holdt romtiden flat inne (og holdt massen og tiden på siden av skipet normal), men klemte det utenfor.

Hans hypotetiskeAlcubierre-stasjonbretter romtiden opp foran skipet og utvider den bak, effektivt bringer destinasjonen nærmere og skyver opprinnelsespunktet lenger unna.

Du ville teknisk sett ikke reist raskere enn lysets hastighet, men det ville føles som om du var.


(Bildekreditt: AllenMcC)

I Star Trek gjøres dette ved å basere materie og antimateriale sammen i krystaller laget av et stoff som kallesdilithium, gjør gassen til plasma for å drive en warp drive.

dessverredet ville ta vanvittige mengder energi og negativ masse, for å få en Alcubierre-stasjon til å fungere i virkeligheten, noe som bringer oss pent til Mass Relays, den neste av våre sci-fi-hacks for FTL.

Massestafetter og negativ masse

(Bildekreditt: Bioware)

Hvis du ikke vil vente med å komme til destinasjonen din, kan en hoppkjøring være den beste transportmåten for deg. Disse er egentlig en utvidelse av warp-stasjonen, men de blåser lysets hastighet rett ut av vannet for en nær øyeblikkelig ankomst.

I Biowares Mass Effect-univers gjøres det medelement null; en type eksotisk materie som gjør rare ting med masse og romtid.

Dagens beste Mass Effect 3-avtaler 815 Amazon-kundeanmeldelser Electronic Arts 207270 Mass ... Amazon $ 2,49 Se Mass Effect 3 (PS3) av ... Amazon $ 3,99 Se Mass Effect 3 (PlayStation 3) Amazon $ 4,99 Se Redusert pris Mass Effect 3 for PlayStation ... Walmart$ 15,85 $ 9,47 UtsiktVis flere tilbud Vi sjekker over 130 millioner produkter hver dag for de beste prisene

Når den blir utsatt for en elektrisk strøm, skaper eezo enMass Effect-feltsom kan øke eller redusere mengden masse i et gitt område. Og dette er nøkkelen til å oppnå FTL.

Hvis du fjerner masse fra ligningen, blir lyshastighet plutselig mulig. Og hvis du gjør massenegativ, kan du gå raskere enn et foton, og gli over Melkeveien på et øyeblikk.

Denne teknologien lar Mass Relays åpnemassefrie korridorergjennom rommet som muliggjør reisetusenvis av gangerlysets hastighet.

(Bildekreditt: Electronic Arts)

Utrolig, tidligere i år, forskere ved University of Washingtonskapte en væske med negativ massesom beveger seg bakover når den skyves.

De gjorde det ved å gjøre rubidiumatomer så kalde at de sluttet å oppføre seg som partikler og begynte å oppføre seg som bølger. Deretter brukte de lasere for å forstyrre væsken, reverserte sentrifugeringen av noen av atomene og fikk dem til å oppføre seg som om de hadde negativ masse.

Ikke helt det vi trenger for å drive et massestafett, men det er et interessant verktøy for å undersøke sorte hull og deres unnvikende fettere - ormehull. Som bringer oss videre til Portal.

Portalvåpen og ormehull

(Bildekreditt: Valve)

Einsteins romtid kan bues, så hva er det for å hindre at det krøller seg sammen for å knytte et sted til et annet? Ingenting,tilsynelatende. Ormehull er praktiske kosmiske snarveier som sitter ganske komfortabelt med matematikken til General Relativity.

Dessverre er det ingen bevis ennå for at de faktisk eksisterer, men i Valves Portal kan du åpne dem på forespørsel.

Dagens beste Portal-tilbud 16 Amazon-kundeanmeldelser Portal 2 - Xbox 360 Amazon Prime $ 17,99 Vis Portal 2 - Xbox 360 Best Buy $ 19,99 Vis Redusert pris Portal 2 Amazon Prime $ 30,05 $ 21,50 Vis Vi sjekker over 130 millioner produkter hver dag for de beste prisene

Einstein-Rosen broerble først antatt som et matematisk alternativ til sorte hull, og unngikk singulariteten og erstattet den med en trakt som forbinder et sted til et annet. Men de er fryktelig ustabile, åpner og lukkes så fort at ikke engang et lysflekk kunne komme igjennom.

Med mindre du brukerCasimir energi,det er. Dette dykker inn i det enda mer hjernesmeltende feltet for kvantefysikk, og gir mulighet for negativ energi og energilåning. Mer i videoen nedenfor.

I følge Luke Butcher, en fysiker fra University of Cambridge, energi Casimirkan holde lange, tynne ormehull åpneakkurat lenge nok til at en puls av lys kan snike seg gjennom.

Det er fortsatt ikke nok å få Chell gjennom før portalen kollapser, enn si et helt romskip, men Halo-universet har en løsning som låner fra strengteori.

Slipstreams og strengteori

Strengteoretikere regner med at det er 10 dimensjoner i stedet for Einsteins fire.

De ekstra er enten pakket inn så små at vi ikke oppfatter dem - et triks de kaller 'komprimering'. Eller de danner et høyere dimensjonalt rom kaltbulk, men alt vi vet er stappet inn i en superstringtheory.com/experm/exper51.

Teoretisk fysiker Kip Thorpe forklarer i videoen ovenfor.

(Bildekreditt: Bungie)

I science fiction utgjør disse ekstra dimensjonene et hyperspace som i hovedsak går langs det normale rommet som en motorvei, bare uten alle de ubeleilige fysikklover som normalt bremser oss. Og slik kommer skipene rundt i Halo.

I deres univers er det 11 dimensjoner av 'slipspace ', og de følger ikke reglene Einsteiniansk fysikk ellerEuklidisk geometri. Ved hjelp av enShaw-Fujikawa Translight Engine, UNSC lager mikroskopiske sorte hull som tillater dem å hoppe inn, og reise fra ett sted til det neste via en annen dimensjon.

(Bildekreditt: XMM-Newton, ESA, NASA)

Høres ut som full fantasi, ikke sant? Vel, ikke helt. CERN er faktiskpå jakt etter bevis på ekstra dimensjonerved å lete etter små sorte hull, noe som, akkurat som i Halo lore, ville gjort detforsvinne innen brøkdeler av et sekund av popping i eksistens.

Visst, helt ny fysikk er litt av et sprang, men science fiction spåddemånebesøk,kloningoghodetelefoner., så vi håper at de vil ha rett i FTL også.

  • Vitenskapen om transformatorer: den virkelige teknologien bak de ikoniske robotene