[/ Kuvateksti]

Alcubierre-asema on yksi tunnetuimmista loimilaite paperimalleissa - jossa mahdollinen loimilaitteen menetelmä näyttää toimivan matemaattisesti niin kauan kuin et ole liian ripustettuna todellisen maailman fysiikkaan ja joihinkin ärsyttäviin rajakysymyksiin.

Äskettäin Alcubierre-ajokonsepti on testattu matemaattisesti mallinnetussa metamateriaalissa - mikä voi tarjota karkean analogian avaruus-ajasta. Mielenkiintoista osoittautuu, että käy ilmi, että näissä olosuhteissa Alcubierre-asema ei kykene murtamaan valonsuojaa - mutta kykenee melko hyvin tekemään 25% valon nopeudesta, mitä ei nimeltään nimeltään hidas.

Okei, joten tässä käsitellään kaksi käsitteellistä asiaa. Mikä helvetti on Alcubierre-asema - ja mikä helvetti on metamateriaalia?

Alcubierre-asema on eräänlainen matemaattinen ajatuskokeilu, jossa kuvittelet, että avaruusaluksessasi on käyttömekanismi, joka kykenee vääntämään avaruus-ajan kuplaa siten, että edessäsi oleva kuplakomponentti supistuu tuomalla pisteitä eteenpäin - kun taas kupla takana sinä laajenee, siirrät mitä takanasi kauempana.

Tämä vääntynyt geometria siirtää avaruusalusta eteenpäin, kuten surffaaja avaruus-ajan aallolla. Tämän loimen ylläpitäminen dynaamisesti ja jatkuvasti laivan liikkuessa eteenpäin voi johtaa valoa nopeampiin nopeuksiin kuplan ulkopuolella olevan tarkkailijan kannalta - samalla kun alus tuskin liikkuu suhteessa kuplan paikalliseen avaruusaikaan. Itse asiassa koko matkan miehistö kokee vapaat putoamisolosuhteet, ja G-joukot eivät ole heidän vaikeuksissaan.

Joitakin Alcubierre-ajomallin rajoituksia on, että vaikka matematiikka voi olettaa, että aluksen eteenpäin liikkuminen on teoreettisesti mahdollista, miten se voi alkaa ja sitten myöhemmin pysähtyä määränpäähänsä, ei ole selvää. Kuplan muodostamisen taustalla oleva mekanismi on myös selvitettävä. Vääristääksesi avaruus-aikaa, sinun on jaettava massa tai energian tiheys jollakin tavalla. Jos tähän sisältyy hiukkasten työntäminen ulos kuplan reunoille, tämä vaarana on tilanne, jossa hiukkaset kuplin rajalla liikkuvat valoa nopeammin kuplan ulkopuolella olevan avaruus-ajan viitekehyksessä - mikä loukkaa perusperiaatetta yleisestä suhteellisuudesta.

Erilaisia ​​kiertäviä ratkaisuja on ehdotettu, mukaan lukien negatiivinen energia, eksoottiset aineet ja takyonit - vaikka oletkin tässä vaiheessa kaukana kaninreiästä. Siitä huolimatta, että jos uskot kuuteen mahdottomaan asiaan ennen aamiaista, niin miksi et myöskään Alcubierre-ajomatkaan.

Nyt metamateriaalit ovat matriisimaisia ​​rakenteita, joilla on geometriset ominaisuudet ja jotka voivat ohjata ja muokata sähkömagneettisia aaltoja (samoin kuin akustisia tai seismisiä aaltoja). Tähän päivään mennessä sellaisia ​​materiaaleja ei ole vain teoreettisia, vaan myös rakennettu - ainakin kykenevään käsittelemään pitkän aallonpituuden säteilyä. Mutta teoreettisesti erittäin hienosti tarkennetut metamateriaalit saattavat pystyä käsittelemään optisia ja lyhyempiä aallonpituuksia - luomalla mahdollisuudet näkymättömyyssuojaan ja avaruusaluksen peittolaitteeseen… ainakin teoreettisesti.

Joka tapauksessa metamateriaalit, jotka pystyvät manipuloimaan suurimpaa osaa sähkömagneettisesta spektristä, voidaan matemaattisesti mallintaa - vaikka niitä ei voitaisi rakentaa nykyisellä tekniikalla. Tätä mallintamista on käytetty virtuaalisten mustien reikien luomiseen ja Hawkingin säteilyn todennäköisyyden tutkimiseen - joten miksi et käytä samaa lähestymistapaa Alcubierre-loimilaitteen testaamiseen?

Osoittautuu, että jopa niin kutsutun "täydellisen" metamateriaalin materiaaliparametrit eivät salli Alcubierre-ajon rikkoa valonopeutta, mutta sallivat sen saavuttaa 25%: n valonopeus - olla noin 75 000 km sekunnissa. Tämän avulla pääset Alpha Centauri -järjestelmään noin seitsemäntoista vuodessa. Olettaen, että kiihtyvyys ja hidastuvuus ovat vain pieniä osia matkaa.

Jäävätkö avoimeksi kysymykseksi se, osoittavatko metamateriaalin tässä testissä asettamat rajoitukset, että se ei pysty riittävästi jäljittelemään avaruusajan vääristymistä - jonka Alcubierre-ajurin on hajotettava valonopeus - vai eikö Alcubierre-asema vain pysty siihen, . Yllättävää ja rohkaisevaa on, että taajuusmuuttaja voisi todella toimia ... vähän.

Lisätietoja: Smolyaninov, I. Alcubierren loimilaitteen metamateriaalipohjainen malli.