Er "Warp Drive" fra Star Trek mulig?

En av de viktigste plott-enhetene i nesten alle "Star Trek"Episode og film er stjerneskipets evne til å reise med lyshastighet og utover. Dette skjer takket være et fremdriftssystem kjent som warp drive. Det høres ut som "science-fictiony", og det er - varpdrev eksisterer faktisk ikke. I teorien kan imidlertid en eller annen versjon av dette fremdriftssystemet lages fra ideen - gitt nok tid, penger og materialer.

Kanskje den viktigste grunnen til at varpekjøring ser ut til å være mulig, er at den ikke har blitt motbevist ennå. Så det kan være håp for en fremtid med FTL (raskere enn lyset) reise, men ikke snart.

I science fiction er warp drive det som lar skip komme over verdensrommet ved å bevege seg raskere enn lysets hastighet. Dette er en viktig detalj, ettersom lyshastighet er den kosmiske fartsgrensen - universets endelige trafikklov og barriere.

Så vidt vi vet, kan ingenting bevege seg raskere enn lys. I følge Einsteins teorier om relativitet, tar det en uendelig mengde energi for å akselerere en gjenstand med masse opp til

Likevel er det to smutthull. Den ene er at det ikke ser ut til å være et forbud mot å reise så nær lyshastighet som mulig. Det andre er at når vi snakker om umuligheten av å nå lysets hastighet, snakker vi typisk om fremdrift av objekter. Imidlertid er begrepet warp drive ikke nødvendigvis basert utelukkende på skipene eller gjenstandene som selv flyr med lysets hastighet, som nærmere forklart nedenfor.

Ormehull er ofte en del av samtalen rundt romfarten over hele universet. Imidlertid reise via ormehull ville være utpreget forskjellig fra å bruke warp drive. Mens warp drive innebærer å bevege seg med en viss hastighet, er ormehull teoretiske strukturer som gjør at romskip kan reise fra et punkt til et annet ved å tunnelere gjennom hyperspace. Effektivt ville de la skip ta en snarvei siden de teknisk sett forblir bundet til normal romtid.

Et positivt biprodukt av dette er at stjerneskipet kan unngå uønskede effekter som tidsutvidelse og reaksjoner på massiv akselerasjon på menneskekroppen.

Vår nåværende forståelse av fysikk og hvordan lys beveger seg utelukker objekter fra å nå en hastighet større enn lyshastighet, men det utelukker ikke muligheten for selve rommet reiser med eller utover den hastigheten. Noen mennesker som har undersøkt problemet, hevder faktisk at i det tidlige universet utvidet rom-tiden med superluminal hastighet, om bare for et veldig kort intervall.

Hvis disse hypotesene er bevist sanne, kan en fordreining drive dette smutthullet og etterlate spørsmålet om fremdrift av objekter og i stedet oppgave forskere med spørsmålet om hvordan de kan generere den enorme energien som trengs for å bevege seg romtid.

Hvis forskere tar denne tilnærmingen, kan warp drive tenkes på denne måten: En warp drive er det som skaper den enorme mengden energi som kontraherer tidsrommet foran stjerneskipet, samtidig som det utvider rom-tiden bak, og til slutt skaper et varp boble. Dette vil føre til at rom-tid kaskader ved boblen - skipet holder seg stille i sitt lokale område når varpen fortsetter til en ny destinasjon ved superluminal progresjon.

På slutten av det 20. århundre beviste den meksikanske forskeren Miguel Alcubierre at varpekjøring faktisk var i samsvar med lover som styrer universet. Motivert av hans fascinasjon for Gene Roddenberrys revolusjonerende plot-driver, Alcubierres stjerneskip design - kjent som Alcubierre-stasjonen - rir en "bølge" av rom-tid, omtrent som en surfer kjører en bølge på hav.

Til tross for Alcubierres bevis og det faktum at det ikke er noe i vår nåværende forståelse av teoretisk fysikk som forbyr et varpdrev fra å bli utviklet, er ideen som helhet fortsatt i riket spekulasjon. Den nåværende teknologien vår er ikke helt der ennå, og selv om folk jobber med måter å oppnå dette enorme antallet romfart, er det mange problemer som ennå ikke skal løses.

Opprettelsen og bevegelsen av en varpboble nødvendiggjør at rommet foran den utslettes, mens plassen bakerst trenger å vokse raskt. Dette utslettede rommet er det som blir referert til som negativ masse eller negativ energi, en høyst teoretisk type materie som ikke har blitt "funnet" ennå.

Når det er sagt, har tre teorier flyttet oss nærmere realiteten til negativ masse. Casimir-effekten legger for eksempel opp et oppsett der to parallelle speil er plassert i et vakuum. Når de beveges ekstremt nær hverandre ser det ut til at energien mellom dem er lavere enn energien rundt dem, og dermed skaper negativ energi, selv om det bare er i mindre mengder.

I 2016 beviste forskere ved LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) at romtid kan "fordreie" og bøye i nærvær av enorme gravitasjonsfelt.

Og fra og med 2018 brukte forskere fra University of Rochester lasere for å demonstrere en annen mulighet for å skape negativ masse.

Selv om disse oppdagelsene tærer menneskeheten nærmere en fungerende varp-stasjon, er disse små mengdene med negativ masse langt fra størrelsen på negativ energitetthet som vil være nødvendig for å reise 200 ganger FTL (hastigheten som trengs for å komme til nærmeste stjerne i en rimelig mengde av tid).

Med Alcubierres design i 1994 så vel som andre, virket det som den store mengden energi som kreves for å lage nødvendig utvidelse og sammentrekning av romtid vil overstige solens produksjon i løpet av 10 milliarder år levetid. Imidlertid var videre forskning i stand til å senke mengden negativ energi som trengs for en gassgigantplanet, som, mens en forbedring, fremdeles er en utfordring å komme opp med.

En teori for å løse dette hinderet er å trekke ut den enorme mengden energi som er skapt fra materie-antimaterie utslettelser - eksplosjoner av samme partikler med motsatte ladninger - og bruker den i "varpkjernen" på skipet.

Selv om forskere lykkes med å bøye romtiden rundt et gitt romskip, ville det bare føre til flere spørsmål angående romfart.

Forskere teoretiserer at sammen med interstellare reiser potensielt ville en varpboble samle et stort antall partikler, som kan forårsake store eksplosjoner ved ankomst. Andre mulige problemer knyttet til dette er spørsmålet om hvordan man navigerer i hele varpeboblen og spørsmålet om hvordan reisende vil kommunisere med Jorden.

Teknisk sett er vi fortsatt et godt stykke unna warp drive og interstellare reiser, men med teknologiens fremskritt og presse mot innovasjon, er svarene nærmere enn noen gang før. Mennesker som Elon Musk og Jeff Bezos som ønsker å gjøre oss til en romfarende sivilisasjon er stimuli som trengs for å knekke koden til warp drive. For første gang på flere tiår er det en rock-and-roll-lignende spenning rundt romflukten, og denne typen entusiasme er et annet viktig stykke i søken etter å utforske universet.