Warp Speed: Hype на хиперпространството

задвижване на основата

По-бързото от светлината устройство на Star Trek е идея, която дори сериозните учени не искат да се откажат.



Космическите кораби, пътуващи със скорости по -бързи от светлината, са основен елемент от писателите на научна фантастика, които наричат ​​концепцията с много имена, включително хиперпространство, хипердвигател, скорост на изкривяване и подпространство. Един известен пример е „Стар Трек“, където звездният кораб Enterprise скача от звездна система към звездна система, за да посети други планети.



„Ако капитан Кърк беше принуден да се движи със скоростта на най -бързите ни ракети, ще му отнеме сто хиляди години, само за да стигне до следващата звездна система“, казва Сет Шостак, астроном от Института за търсене на извънземен разум (SETI) в Маунтин Вю, Калифорния, в интервю през 2010 г. със сестринския сайт на demokratija.eu LiveScience. „Така че научната фантастика отдавна постулира начин за преодоляване на скоростта на светлинната бариера, така че историята да може да се движи малко по -бързо.“

Липсата на изследвания и научни дискусии относно метода на транспортиране го правят по -често удобно литературно средство, отколкото научна възможност, каза Шостак. В действителност концепцията за хиперпространството е „много шум“, каза Шостак.



Космическият кораб Millennium Falcon прави

Космическият кораб Millennium Falcon прави „скока към скоростта на светлината“ във филма Star Wars Episode IV: A New Hope.(Изображение кредит: 20TH CENTURY FOX)

Други размери

Физиката предполага, че преки пътища през космоса наистина съществуват, каза Шостак. Извитата природа на пространството беше предложена за първи път от Айнщайн и бързо доведе до идеята за червейна дупка: част от пространството, което се извива в себе си, свързвайки две иначе отдалечени части от космоса. Космически кораб теоретично би могъл да прескочи напред в далечен район на космоса, ако влезе в такава червейна дупка между двете места.



Както в познатата ни вселена, обектите в червейна дупка трябва да се движат по -бавно от скоростта на светлината , което във вакуум е 186 282 мили в секунда (299 792 километра в секунда). Но може да изглежда, че космически кораб е надхвърлил тази граница, като е пътувал през червейна дупка и е достигнал звездна система на хиляди светлинни години за няколко часа, например.

Достъпът ни до тези междукосмически магистрали обаче ще бъде ограничен от размера на портала.

'Мислим, че червеевите дупки се правят постоянно на микроскопично ниво', каза Шостак. 'Но въпросът е, можем ли всъщност да ги използваме за транспорт?'



Намирането или създаването на червейна дупка, която отива на правилното място, и преглеждането й, преди тя да се затвори и да разбие космическия ви кораб на парчета, са два нерешени проблема, които законите на физиката не забраняват или допускат ясно.

Технически, би било възможно да се изкриви пространството, за да се създаде червейна дупка, ако човек може да постави много плътно парче маса пред кораба им, каза Шостак. Може би подобно на „хиперпространствения двигател“, наблюдаван във филмите „Междузвездни войни“, обектът би изкривил формата на пространството около него, като по същество приближи избраната дестинация до кораба. Но обектът трябва да има плътността на центъра на черна дупка, за да работи.

'Проблемът е, откъде получавате черната дупка и как да я поставите пред космическия си кораб?' - каза Шостак. 'Това е нещо като, как да създадете нещо, което да изкриви пространството и след това да го поставите пред космическия си кораб?'

Ами телепортацията?

Свързана идея за научна фантастика е телепортацията - възможността незабавно да пренесе човек или кораб в друга част на Вселената. Явлението се наблюдава в „Стар Трек“, където така нареченият транспортер деконструира тялото на човек и го реконструира на друго, отдалечено място.

Има известна научна основа за тази идея - учените са показали, че субатомните частици могат да се преместват от една точка в друга по -бързо от скоростта на светлината, каза физикът Иън Дърам от колежа „Сейнт Анселм“ в интервю през 2010 г.

Но способността да се разпадне и да се събере отново цял човек изглежда невъзможна, каза Дърам. Поради рандомизираните аспекти зад подреждането на субатомни частици, тяхното перфектно обръщане става все по -трудно, тъй като те се натрупват в по -голям брой.

Научно разглеждане на хиперпространството

Макар че хиперпространството не е актуална форма на космическо пътуване, продължават проучванията, за да се определи колко жизнеспособно е то - и какъв би бил опитът.

През 2013 г. група студенти по физика коригира мнението за това какво се случва, когато космическите кораби летят със скоростта на светлината. Познатият специален ефект от светлинни ивици (наблюдаван в „Стар Трек“, „Междузвездни войни“ и други сериали) всъщност не би бил такъв. Вместо това гледката ще изглежда по -скоро като централизирана ярка светлина.

Бързото пътуване би довело до изместване на светлината към по -дълги дължини на вълните поради ефекта на Доплер, което обяснява и явления като например защо звукът на клаксона на колата се променя, преди да премине през наблюдател и след това. В космоса хората не биха могли да виждат звездната светлина, тъй като дължините на вълните й биха били опънати в рентгеновия спектър. Също така блясъкът на Вселената - който свети в микровълни - ще стане видим, защото светлината му ще се разтегне във видимия спектър.

През последните няколко години новините се разпространяват около a реален двигател, наречен EmDrive . Концепцията е проектирана за първи път от британския изследовател Роджър Шойер преди повече от десетилетие, но удари широко обществено внимание през 2015 г., след като се появиха слухове, че НАСА създава warp диск. (НАСА бързо каза, че усилията „не са показали никакви осезаеми резултати“ и подчерта, че не е основен задвижващ механизъм.)

Това, което прави EmDrive интересен, е, че двигателят не използва гориво, а функционира отразяващи микровълни вътре в камера . ДА СЕ рецензиран доклад през 2016 г. (ръководен от Харолд „Сони“ Уайт от космическия център Джонсън на НАСА) заяви, че въпреки този различен дизайн, вариант на EmDrive произвежда тяга. Два други успешни теста бяха докладвани през 2012 г. (от китайски екип) и през 2013 г. (от същия екип на НАСА). Междувременно някои изследователи казаха, че този двигател нарушава третия закон на физиката на Нютон, който (просто казано) казва, че всяко действие произвежда еднаква, но противоположна реакция.

Дисковете на Warp в научната фантастика

Това са няколко от многото примери за основни устройства, използвани в научната фантастика, с акцент върху телевизионни сериали и филми.

  • Ранно споменаване на задвижването на варп (много източници казват, че това е първото споменаване) е в романа от 1931 г. „Островите на космоса“ от Джон У. Кембъл. Сюжетът отчасти се отнасяше до тестване на по-бърз от светлината кораб.
  • „Доктор Кой“: В тази дългогодишна британска поредица машина, наречена TARDIS (което означава Време и относително измерение в пространството), може да транспортира обитателите през пространството или времето, като ги поставя на точното място във Вселената. Известността на TARDIS е толкова обширна, колкото и самата поредица „Доктор Кой“, която започна през 1963 г. и продължава до днес. Известно е, че TARDIS изглежда по -голям отвътре, отколкото отвън. Някои версии на TARDIS приличат на стара британска полицейска кутия.
  • „Дюна“: В тази поредица от романи на Франк Хърбърт, Холцман Драйв отвежда колонистите до далечни места. Това задвижване води кораби из Вселената, като изкривява пространството.
  • „Стар Трек“: Това е най -известният пример за задвижвания на warp, които бяха представени за първи път в епизода „Metamorphosis“ от 1967 г. По същество устройството работи чрез реакции на материя-антиматерия и може лесно да задвижва междузвездни кораби между звездни системи. Най -новият изход „Star Trek: Discovery“ (чиято премиера беше през 2017 г.) използва друга задвижваща система, наречена „спорово задвижване“, която може да минава почти мигновено между различни места.
  • „Междузвездни войни“: Тази вселена има определени кораби, които използват хипердвигател. Използването на „частици от хиперматерия“ позволява на кораб да се движи със скоростта на светлината и след това да се движи между звездите в алтернативно измерение, наречено хиперпространство. Хипердвигателят (и известният изглед на звездни ивици, видян от хората, които го управляват) е за първи път видян във филма от 1977 г. „Нова надежда“ и оттогава е основен елемент от поредицата.
  • „Ръководството на автостопа до галактиката“: Дискът с безкрайна вероятност работи по нещо като квантов модел, където ще транспортира хората до едно от най -малко вероятните места, които бихте очаквали. Първоначално радио комедия на Би Би Си от 1978 г., историята бързо се разраства в книги, телевизия и филм.
  • „Farscape“: Вселената на „Farscape“, серия от мрежи на Syfy, продължила от 1999 до 2003 г., включва живи кораби, наречени Leviathans. Някои Левиатани имат способност за избухване на звезди, която им позволява да пътуват по -бързо от светлината в случай на спешност.
  • „Battlestar Galactica“: Този кораб, от едноименния телевизионен сериал от 1978 г. и неговото рестартиране от 2004 до 2009 г., имаше по-бързо от светлината (или FTL) задвижване, което използваше, за да остане една крачка пред заплашителното Сайлони, механични същества, които станаха, за да отмъстят на своите човешки създатели. Готиното при FTL задвижванията беше, че беше трудно да се проследи местоположението на кораба между „скоковете“, което улеснява кораба да избяга от Cylons.

Допълнителен доклад от сътрудника Зоуи Макинтош.

Допълнителни ресурси