[/ pealdis]
Alcubierre'i ajam on pabermudelite seas üks tuntumaid lõime ajamid - kus näib, et võimalik lõime ajam töötab matemaatiliselt seni, kuni te ei ole liiga haaratud reaalmaailma füüsikast ja mõnedest tüütutest piiriprobleemidest.
Hiljuti katsetati Alcubierre'i ajamkontseptsiooni matemaatiliselt modelleeritud metamaterjalide abil - see võib pakkuda ruume-aja ligikaudset analoogiat. Huvitav on see, et selgub, et sellistes tingimustes ei suuda Alcubierre'i sõiduke valgusebarjääri murda - kuid suudab siiski teha 25% valguse kiirusest, mida te ei nimetaks aeglaseks.
OK, seega tuleb siin käsitleda kahte kontseptuaalset küsimust. Mis kuradi asi on Alcubierre'i ajam - ja mis kuradi asi on metamateriaalne?
Alcubierre'i ajam on omamoodi matemaatiline mõtteeksperiment, kus võite ette kujutada, et teie kosmoselaeval on ajam, mis suudab väänata ruumi-aja mulli selliselt, et teie ees olev mullikomponent tõmbab teid lähemale punkte - samal ajal kui mull taga laienete, liigutades seda, mis teie taga on, kaugemale.
See väändunud geomeetria viib kosmoselaeva edasi, nagu surfaja kosmose-aja lainel. Selle lõime dünaamiline ja pidev hoidmine laeva edasiliikumisel võib põhjustada mulli välisest vaatlejast kiiremaid kui valguse kiirusi - samal ajal kui laev vaevalt üldse liigub mullis oleva kohaliku ruumi-aja suhtes. Meeskond kogeb kogu teekonna vältel vabalangemist ja G-jõud ei häiri neid.
Alcubierre'i ajamismudeli mõned piirangud on see, et kuigi matemaatika võib arvata, et laeva edasiliikumine on teoreetiliselt võimalik, pole selge, kuidas see laeva alguse saab ja hiljem sihtkohta saab peatada. Samuti tuleb selgitada mulli tekitamise mehhanismi. Ruumi-aja väändumiseks peate mingil moel massi või energiatiheduse ümber jaotama. Kui see hõlmab osakeste välja surumist mulli servadele, võib see tekkida olukorras, kus mulli piiril olevad osakesed liiguvad mulli välisest ruumiajast lähtudes valgusest kiiremini - see rikuks aluspõhimõtet. üldrelatiivsusteooria.
Pakutakse mitmesuguseid ümberkorraldavaid lahendusi, mis hõlmavad negatiivset energiat, eksootilisi aineid ja tahhüone - ehkki olete selles etapis küülikuaugust hästi läbi. Sellegipoolest, kui suudate enne hommikusööki uskuda kuut võimatut asja, siis miks mitte sõita ka Alcubierre'i.
Nüüd on metamaterjalid maatriksitaolised struktuurid, millel on geomeetrilised omadused ja mis suudavad juhtida ja kujundada elektromagnetilisi laineid (nagu ka akustilisi või seismilisi laineid). Praeguseks pole selliseid materjale mitte ainult teoreetiliselt käsitletud, vaid ka ehitatud - vähemalt suutelised manipuleerima pika lainepikkusega kiirgusega. Kuid teoreetiliselt võivad väga peene täpsusega metamaterjalid olla võimelised manipuleerima optiliste ja lühemate lainepikkustega - luues vähemalt teoreetiliselt võimaluse nähtamatute klattide ja kosmoselaevade varjamisseadmete jaoks.
Metamaterjale, mis on võimelised manipuleerima suurema osa elektromagnetilise spektriga, saab matemaatiliselt modelleerida - isegi kui neid ei saa praeguse tehnoloogiaga üles ehitada. Seda modelleerimist on kasutatud virtuaalsete mustade aukude loomiseks ja Hawkingi kiirguse tõenäosuse uurimiseks - miks siis mitte kasutada sama lähenemisviisi Alcubierre lõime ajami testimiseks?
Selgub, et isegi niinimetatud "täiusliku" metamaterjali materiaalsed parameetrid ei lase Alcubierre'i sõidul kerge kiirust murda, vaid võimaldavad sellel saavutada 25% kiirust - olla umbes 75 000 kilomeetrit sekundis. See viib teid Alpha Centauri süsteemi umbes seitsmeteistkümne aasta pärast, eeldades, et kiirendus ja aeglustus on teekonna vaid väikesed komponendid.
Lahtine küsimus on see, kas metamaterjali poolt selles testis seatud piirangud näitavad, et see ei suuda piisavalt jäljendada ruumi-aja väändumist - mida Alcubierre'i ajam vajab valguse kiiruse vähendamiseks - või kas Alcubierre'i ajam lihtsalt ei suuda seda teha . Üllatav ja julgustav on see, et ajam võiks tegelikult töötada ... natuke.
Lisalugemist: Smolyaninov, I. Alcubierre lõime ajami metamaterjalipõhine mudel.
