1994年,物理学家Miguel Alcubierre建议的一种自由派技术,可以允许更快的旅行:经线驱动是通过弯曲现实织物来围绕宇宙的最终速度限制的假设方式。

这是一个有趣的想法 - 甚至是美国宇航局研究它在EagleWorks实验室 - 但Alcubierre的提案包含似乎无法克服的问题。现在,最近由美国的物理学家Alexey Bobrick和Gianni Martire解决了许多问题和生成一种很多嗡嗡声

但是,虽然Bobrick和Martire设法基本上脱糖技术,但他们的工作实际上表明,至少暂时的旅行越来越遥远的旅行。

然而,银衬有翘曲技术可能会产生激进的应用太空旅行

穿越宇宙?

经线驱动器的故事从爱因斯坦的加冕成就开始:一般相对论。一般相对论的方程捕获了时空 - 响应于物质和能量的存在的现实弯曲的织物的方式,这反过来又解释了如何和能量移动。

一般相对论在星际旅行中占用了两个限制。首先,没有任何东西可以加速光速(每秒约300,000公里)。甚至在这个眩晕的速度下旅行,它仍然需要四年来抵达Proxima Centauri,最近的明星到我们的太阳。

其次,靠近光速的宇宙飞船上的时钟将相对于地球上的时钟减慢(这称为时光)。假设恒定的加速状态,这使得可以前往恒星。人们可以到达一个遥远的明星,在一个人的寿命范围内是150个灯光。然而,抓住是,在一个人的回报上,超过300年将通过地球。

新希望

这就是alcubierre进来的地方。他认为一般相对性的数学允许“经线泡泡” - 在这种情况下排列的“经线气泡”,以便在泡沫前面弯曲时空并将其扩展到后方的方式允许泡沫内部“平坦”区域的方式,以比光更快地行进。

在这种情况下,要了解“平坦”的意义,请注意,Spacetime有点像橡胶垫。垫子在物质和能量存在下曲线(想想将保龄球放在垫子上)。重力只不过是倾向物体必须滚入由星星和行星这样创造的凹痕。平坦的区域就像垫子的一部分,没有任何东西。

这种驱动器还将避免时间扩张的不舒服后果。人们可能会往来往来深入的空间,仍然受到最近和最亲爱的家里的欢迎。

空间奇怪

Alcubierre的设备如何工作?在这里,讨论往往依赖于类比,因为数学是如此复杂。

想象一个带着杯子的地毯。你在地毯上,你想去杯子。你可以穿过地毯,或拖着地毯向你拖动。经纱驱动器就像在Spacetime上拉扯,让您的目的地更近。

但类比有它们的限制:经线驱动器并没有真正向您拖动目的地。它收缩了Spacetime,使您的路径更短。在切换驱动器时,在您和杯子之间只有较少的地毯。

Alcubierre的建议,而在数学上严谨,难以在直观的水平上理解。Bobrick和Mardire的工作是为了改变所有的工作。

星舰Bloopers.

Bobrick And Mardire表明,任何经线驱动器必须是恒定运动状态的材料壳,围绕空间的平坦区域。壳体的能量改变了它内的时空区域的性质。

这可能听起来不如发现,但到目前为止尚不清楚翘曲驱动器可能是什么,身体上讲。他们的工作告诉我们,经线驱动器是,有点令人惊讶,就像一辆车一样。汽车也是能量的壳(以物质的形式)包围时空的平坦区域。差异是进入汽车内部不会让你变得更快。然而,这是经线驱动器可能会做的那种东西。

使用简单的描述,Bobrick和Mardire演示了一种使用爱因斯坦的一般相对性方程的方法,以找到允许作为经曲面充当的物质和能量安排的空间。这为我们提供了用于查找和分类翘曲技术的数学键。

他们的工作管理,以解决翘曲驱动器的核心问题之一。为了使等式余额,Alcubierre的设备在“负能源”上运行 - 但我们尚未发现现实世界中任何可行的负能源来源。

Alcubierre驱动器的二维可视化。在中央平坦区域的对侧扩大和收缩时空地区导致移动。图像信用:应用物理学

更糟糕的是,Alcubierre设备的负能量要求是巨大的。通过一些估计,需要了解已知宇宙中的整个能量(虽然后来的工作带来了一点的数字)。

Bobrick和Mardire展示了一款经线驱动器,可以由正能量(即“正常”能量)或负极和正能量的混合物制成。也就是说,能源要求仍然是巨大的。

如果Bobrick和Martire是对的,那么经纱驱动器就像任何其他运动中的对象一样。毕竟,它将受到一般相对性强制执行的通用速度限制,并且需要某种传统推进系统,使其加速。

这个消息变得更糟。许多类型的经线驱动器只能以某种方式修改内部的空间:通过以乘客的速度放慢乘客的时钟,从而使得走向深层空间的问题。

Bobrick和Mardire确实表明,一些经线驱动器可以比光更快地旅行,但只有他们在那种速度开始旅行时才 - 任何希望任何普通人都不有帮助的鸿沟旅游。

结束游戏

请记住,经线驱动器可以修改其包围的平板空间区域。特别是,它可以速度升起或慢向驱动器内的时钟。

考虑拥有这样的对象意味着什么。想把某人放在冰上有终端疾病吗?将它们粘在经线驱动器中,然后减慢他们的时钟。从他们的角度来看,几年将通过,而一百年将通过地球时间来发现治疗方法。

想在一夜之间种植庄稼吗?将它们粘在经线驱动器中并加快时钟。几天将为您传递,几周将为您的幼苗传递。

还有更异落的可能性:通过在驱动器内旋转时旋转,可以生产能够保持大量的电池活力

更快的旅行仍然是一个遥远的梦想。但经线技术将是革命性的。谈话

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图像信用:Mathew Schwartz./uns

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