Werbung

Faktencheck: Verletzen Warp-Antriebsmotoren die Gesetze der Physik?

Lassen Sie uns die Luft auf Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit reinigen.

Ein abstrakter Eindruck von Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit. sirawit99 / iStock

Das Universum ist größer als du denkst.

Dies bedeutet, dass jede Weltraumzukunft, die außerhalb unseres Sonnensystems auf die Menschheit wartet, über die Spanne eines einzigen Lebens hinaus bleiben wird, bis wir ein Antriebsmittel entwickeln, das konventionelle Raketen übertrifft. Und als drei Studien Anfang dieses Jahres die Welt erschütterten, fühlte es sich anwie ein wahr gewordener Traum: Warp-Antrieb war keine Science-Fiction mehr und eröffnete möglicherweise eine theoretische Grundlage, um überlichtschnelle Warp-Antriebsmotoren zu bauen, die eine Reise zum Mars auf Minuten reduzieren könnten.

Allerdings eine aktuelle Studie in einem Preprint-Journal geteilt, ließ Zweifel an der Theorie aufkommen und wies auf eine Lücke in der Mathematik hin, die die Lebensfähigkeit eines physischen Warp-Antriebs wieder in den Bereich der Spekulation bringen könnte.

Dann stellt sich die Frage: Verletzen Warpantriebsmotoren die Gesetze der Physik?

Warp-Laufwerke müssen mehrere Energiebedingungen erfüllen

Jahrzehntelang konnte die Erforschung des überlichtschnellen überlichten Reisens nicht der Notwendigkeit unzumutbarer Mengen hypothetischer Teilchen entgehen, zusätzlich zu Materie, die "exotische" physikalische Eigenschaften wie negative Energiedichte aufweist. Diese können entweder nichtim Universum zu finden sind oder ein technologisches Niveau erfordern, das weit über uns hinausgeht. Erik Lentz, Physiker und Autor von eine erste Warp-Drive-Studie, versuchte, diese scheinbare Sackgasse zu umgehen, indem er mit Einsteins Feldgleichungen experimentierte, um eine neue Konfiguration der Raumzeitkrümmung zu finden, die ein Raumzeitvolumen ist, dessen innere Eigenschaften im Vergleich zur äußeren Struktur von "verzerrt" sindFreizeit.

Diese Methode hat Anziehungskraft bei der Jagd nach Superluminal-Reisen, da eine Soliton- oder Warp-Blase es vermeidet, die Geschwindigkeitsbegrenzung zu überschreiten, die Einsteins allgemeine Relativitätstheorie für alle Materie im Universum die Lichtgeschwindigkeit auferlegt. Da physikalische Materie dies nicht kannvon sub- auf überlichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, ohne die Gesetze der Physik zu verletzen, könnten wir stattdessen versuchen, eine Solitonen-"Blase" um ein Raumschiff herum zu erzeugen, die das gesamte Gefüge der Raumzeit mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt. Theoretisch könnte dies zu schnelleren-Unterlichtgeschwindigkeiten, ohne das Schiff selbst zu unzumutbaren Beschleunigungen zu zwingen, sicher und geschützt im inneren Bereich des Solitons.

Werbung

Obwohl dies verhindert, dass Materie über die Geschwindigkeitsbegrenzung hinaus bewegt wird und die Gesetze der Physik gebrochen werden, muss jeder brauchbare Warp-Antrieb immer noch eine Reihe von Energiebedingungen erfüllen, von denen eine die Schwache-Energie-Bedingung WEC istschwache Energiebedingung erfordert, dass die Energiebeliebig physikalischer Beobachter sieht immer positiv ", erklärte die Physikerin und Co-Autorin Jessica Santiago der jüngsten Studie in einem Videointerview mit IE. In Lentz' Preprint-Studie vom Juni 2020 behauptete er jedoch, "ein Beobachter sieht positive Energie, aber] hatte das nicht gezeigt füralleBeobachter", fügte Santiago hinzu.

'Alle Natário-Warpantriebe' verletzen die schwache Energiebedingung

Überraschenderweise stimmte Lentz zu, aber mit einer anderen Schlussfolgerung. In seine Anfangsarbeit mit Warpantriebs-Solitonen versuchte er nicht, die WEC zu bestehen, sondern entschied sich stattdessen dafür, den Umfang seiner Analyse für die endgültige Version seiner Studie zu erweitern, die warveröffentlicht in der ZeitschriftKlassische und Quantengravitation. "In der veröffentlichten Version wurde meine Analyse erweitert, um alle zeitähnlichen Frames zu betrachten", sagte er zu IE. Ihm zufolge hatten Santiago und ihre Kollegen nur seinen unveröffentlichten Preprint betrachtet und sich den für seine endgültige Aktualisierung hinzugefügten Updates entzogen.„Als ich das tat, stellte ich fest, dass man immer noch eine Klasse von Solitonen finden konnte, die die vollständige WEC erfüllte – dass jede zeitähnliche Referenz die Bedingung ‚keine negative Energiedichte‘ erfüllen würde.“ Lentz argumentierte auch, dass seine Abschlussarbeit dies tatbetrachten alle zeitähnlichen Beobachter „und fanden heraus, dass die Energie überall nicht negativ war.“ Im Wesentlichen schlug Lentz vor, dass Santiago und ihre Kollegen nur bewiesen hatten, dass die Natário-Klasse von Warpantrieben eine positive Energiedichte hatte, anstatt des spezifischen Antriebs, den Lentz verwendet hattefür seine letzte Studie, aber Santiago und ihre Co-Autoren Matt Visser von der University of Wellington und Sebastian Schuster von der Karlsuniversität Prag waren anderer Meinung.

Werbung

"Der Nachweis von Verletzungen der schwachen Energiebedingung WEC-Verletzungen wurde in unserer Arbeit ohne zusätzliche Anforderungen durchgeführt", erklärte Santiago als Antwort auf Lentz' Gegenargument[zum Thema Natário-Warpantriebe mit positiver Energiedichte] falsch zu sagen." Mit anderen Worten, die Spaltung zwischen Santiago und ihren Kollegen und Lentz war logisch. Analog könnte man sagen: Wenn alle Tesla-Autos in derOzean, aber Ihres hat eine gepunktete Lackierung, die es nicht zu einer Ausnahme von jedem anderen Metallobjekt macht, das ohne ausreichenden Auftrieb im Ozean platziert wird.

Subluminal Warp Drives könnten die Raumfahrt noch immer revolutionieren

Und der in Lentz' Studie vorgestellte Natário-Warpantrieb stößt auch bei anderen Energiebedingungen auf Probleme, nämlich der dominanten Energiebedingung DEC.Alexey Bobrick, ein belarussischer Wissenschaftler, Co-Autor von eine weitere veröffentlichte Studie zu Warpantrieben, und Astrophysiker an der Universität Lund, in einem separaten Interview mit IE. Für Bobrick würde jeder Warp-Antrieb, der mit dem Natário-Antrieb aus Lentz' Studie gebildet wird, Materie erfordern, die sich schneller als Lichtgeschwindigkeit bewegt, was gegen die DEC verstößtist gleichbedeutend damit zu sagen, dass sie die vorherrschende Energiebedingung im superluminalen Regime verletzen. Nach unserem besten Wissen existiert superluminale Materie wahrscheinlich nicht."

Werbung

Allerdingsalle Hoffnung für Warp-Antriebe ist nicht verloren. Es ist schwer zu überschätzen, wie groß der Geschwindigkeitsbereich zwischen den Geschwindigkeiten chemischer Raketen ist – von denen die schnellste die Parker Solar Probe ist, die eine Schwerkraftunterstützung verwendet, um durch die Sonne zu schießen bei 330.000 Meilen pro Stunde 531.083 km/h – und die Lichtgeschwindigkeit, die 186.000 Meilen beträgtpro Sekunde 300.000 km/s, laut NASA. Selbst bei einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit würde sich eine Raumsonde mit mehr als 167 Millionen Meilen pro Stunde bewegen. Laut Alexey Bobrick und seinem Kollegen und Mitbegründer von Applied Physics Gianni Martire könnten wir, wenn Solitonen dazu neigen, die Physik bei Überlichtgeschwindigkeiten zu verletzen,haben Sie mehr Glück bei der Suche nach einer, die mit vergleichsweise bescheideneren und subluminalen Geschwindigkeiten arbeitet.

"Wir sollten die ganze Vielfalt der Raumzeiten mit Warpantrieb erforschen", schlug Bobrick vor. "Dazu gehören Morphologien, die Schwerkraft, die sie draußen erzeugen, und ihre Auswirkungen auf die Raumzeiten im Inneren", wie die Zeitgeschwindigkeit in Warpantriebsblasen, die sich füreinige Klassen, wie Natário. Während es noch Hoffnung für Warpantriebsmotoren jenseits von Science-Fiction gibt, müssen wir möglicherweise Geschwindigkeiten über dem Licht auf die Rückbank setzen, während die Physik der Bildung eines Solitons weiter erforscht wird. Und um das zu tun,Wir müssen uns neben dem Natário eine größere Auswahl an Solitonen vieler anderer Klassen ansehen.bevor wir laufen können bei superluminalen.

Folgen Sie uns auf

Bleiben Sie über die neuesten technischen Nachrichten auf dem Laufenden

Geben Sie einfach Ihre E-Mail ein und wir kümmern uns um den Rest :

Mit der Anmeldung stimmen Sie unseren zuNutzungsbedingungen und Datenschutzrichtlinie. Sie können sich jederzeit abmelden.