The Pohon Alcubierre je jedním z nejznámějších warp pohonů na papírových modelech – kde se zdá, že možná metoda warp pohonu funguje matematicky, pokud se příliš nezabýváte fyzikou reálného světa a některými otravnými problémy s hranicemi.
Nedávno byl koncept pohonu Alcubierre testován v rámci matematického modelování metamateriál – což může poskytnout hrubou analogii časoprostoru. Zajímavé je, že se ukázalo, že za těchto podmínek není pohon Alcubierre schopen prolomit světelnou bariéru – ale docela schopný udělat 25 % rychlosti světla, což není to, co byste nazvali pomalým.
Dobře, takže se zde musíme potýkat se dvěma koncepčními problémy. Co je to sakra za pohon Alcubierre – a co je to sakra metamateriál?
Pohon Alcubierre je druh matematického myšlenkového experimentu, kdy si představujete, že vaše kosmická loď má hnací mechanismus schopný pokřivit bublinu časoprostoru tak, že se složka bubliny před vámi smrští a přiblíží body před vámi – zatímco bublina za vámi rozšiřujete se a posouváte to, co je za vámi, dále.
Tato pokřivená geometrie posouvá kosmickou loď vpřed jako surfař na vlně časoprostoru. Dynamické a nepřetržité udržování této deformace při pohybu lodi vpřed by mohlo z pohledu pozorovatele mimo bublinu vést k rychlostem vyšším než světlo – zatímco loď se vzhledem k místnímu časoprostoru v bublině téměř vůbec nepohybuje. Během cesty posádka skutečně zažívá podmínky volného pádu a netrápí ji G síly.
Standardní obrázky používané k popisu pohonu Alcubierre.Vlevo, odjet:Chcete, aby Kessel běžel za 12 parseků? Žádný problém – stačí komprimovat Kesselův běh na 12 parseků.Že jo:Koncept Alcubierre si lze představit jako vesmírnou loď surfující na vlně časoprostoru. Zdrojem obrázků je daviddarling.info.
Některá omezení modelu pohonu Alcubierre spočívají v tom, že ačkoliv matematika může naznačovat, že pohyb lodi vpřed je teoreticky možný, není jasné, jak by mohla začít a později zastavit v cíli. Mechanismus, který je základem vytváření bubliny, je také třeba vysvětlit. Chcete-li deformovat časoprostor, musíte nějakým způsobem přerozdělit hustotu hmoty nebo energie. Pokud to zahrnuje vytlačování částic k okrajům bubliny, riskuje to situaci, kdy by se částice na hranici bubliny pohybovaly rychleji než světlo v rámci referenčního časoprostoru vně bubliny – což by porušilo základní princip. obecné teorie relativity.
Jsou navržena různá obejití řešení, která zahrnují negativní energii, exotickou hmotu a tachyony – i když jste v tomto stádiu dobře v králičí noře. Nicméně, pokud můžete před snídaní uvěřit šesti nemožným věcem, tak proč si také nezajet do Alcubierre.
Nyní jsou metamateriály maticovými strukturami s geometrickými vlastnostmi, které mohou řídit a tvarovat elektromagnetické vlny (stejně jako akustické nebo seismické vlny). K dnešnímu dni byly takové materiály nejen teoretizovány, ale také postaveny – přinejmenším se schopností manipulovat s dlouhovlnným zářením. Ale teoreticky by velmi jemně přesné metamateriály mohly být schopny manipulovat s optickými a kratšími vlnovými délkami – což vytváří potenciál pro maskování neviditelnosti a maskovací zařízení kosmických lodí… alespoň teoreticky.
Metamateriály schopné manipulovat s většinou elektromagnetického spektra lze každopádně matematicky modelovat – i když je nelze sestavit současnými technologiemi. Toto modelování bylo použito k vytvoření virtuálních černých děr a zkoumání pravděpodobnosti Hawkingova záření – tak proč nepoužít stejný přístup k testování warp pohonu Alcubierre?
Ukazuje se, že materiálové parametry i takzvaného ‚dokonalého‘ metamateriálu neumožní pohonu Alcubierre prolomit rychlost světla, ale umožní mu dosáhnout rychlosti světla 25 % – tedy přibližně 75 000 kilometrů za sekundu. Tím se dostanete do systému Alpha Centauri asi za sedmnáct let, za předpokladu, že zrychlení a zpomalení jsou jen malé součásti cesty.
Otevřenou otázkou zůstává, zda omezení stanovená metamateriálem v tomto testu naznačují, že nedokáže adekvátně napodobit deformaci časoprostoru – což pohon Alcubierre potřebuje k překonání rychlosti světla – nebo zda to pohon Alcubierre prostě nedokáže. . Co je překvapivé a povzbuzující, je, že pohon by mohl skutečně fungovat… trochu.
Další čtení:Smoljaninov, I. Metamateriálový model warp pohonu Alcubierre.