'N NASA Warp Drive kan 'n werklikheid wees in die verre toekoms - Ruimte - 2022
Dis dit. U het besluit dat 2020 genoeg was. U het 'n ruimteskip geskep en die keuse gemaak om na die naaste bewoonbare planeet te vertrek. Nie een van die tradisionele potensieel bewoonbare nabygeleë bure soos Mars, Venus of Titan sal die snit haal nie. In plaas daarvan om meer gevaar te hê om deur 2020-rampe deur te leef, is dit die beste om na een van ons naaste interstellêre bure te vlieg. In 2017 het sterrekundiges berig dat ons naaste buurman, Proxima Centauri, verskeie potensieel bewoonbare eksoplanete het. Dit lyk asof dit u volgende bestemming kan wees. Hoe lank sal dit egter neem voordat u met ons huidige tegnologie na u nuwe huis kom? Dink daaraan dat die Saturn V-vuurpyl wat die Apollo 11-ruimtetuig in die ruimte gelanseer het, net meer as gereis het 40 000 kilometer per uur.
Laat ons egter aanvaar dat u ruimteskip dieselfde topsnelheid kan bereik as die Parker Solar Probe, reg onder 700 000 kilometer per uur. Hoe lank sal dit neem om na Proxima Centauri te kom, wat ongeveer 4,2 ligjaar van die aarde af is? 'N Paar maande? Jare? Dekades? Gestel dat u so vinnig soos die Parker Solar Probe kan reis, sal dit ongeveer duur 6 600 jaar om by u bestemming aan te kom. Geen spel sal jou so lank vermaak nie, aangesien jy 'n manier gevind het om te oorleef. Sê, as u net met die snelheid van die Apollo 11-ruimtetuig sou kon reis, sou dit u neem 113 000 jaar om na Proxima Centauri te kom.
Om die skeringaandrywing te verstaan, moet u die spoed van die lig begryp
Miskien het ons 'n oplossing vir u raaisel. 'N Skering. Voordat ons selfs in warpsnelheid spring, moet u die heelal van ons heelal en die konsep van ligjare ten volle begryp.
Aangesien die heelal onvoorstelbaar groot is, is navorsers geneig om ligjare te gebruik om die afstand tussen voorwerpe te beskryf. Kortom, 'n ligjaar is die afstand wat die lig in een Aarde-jaar aflê. Lig is die vinnigste ding in ons heelal, met 'n snelheid van ongeveer 186 000 myl of 300 000 km per sekonde. Een ligjaar is ongeveer 6 triljoen myl of 9 triljoen km. As u na iets nader soos die Son wil reis, sal dit neem 8,3 minute om jou bestemming te bereik reis teen die spoed van die lig.
As u egter na ons naaste groot sterrestelsel, Andromeda, wil gaan, sal dit u neem 2,5 miljoen ligjare. Al sou mense 'n skip kon skep wat met die ligspoed sou kon reis, sou ons potensiële bestemmings steeds beperk wees. Baie makliker, maar tog irriterend. Soos ons gesê het, die heelal is onvoorstelbaar groot. Kan ons egter 'n skip skep wat vinniger as lig ry? Al klink dit na iets uit u gunsteling science fiction-program of -film, is 'n warp drive dalk nie so onrealisties as wat u ooit gedink het nie.
In werklikheid kan dit van deurslaggewende belang wees vir ons voortbestaan. "Ek dink nie die menslike geslag sal die volgende duisend jaar oorleef nie, tensy ons in die ruimte versprei. Daar is te veel ongelukke wat die lewe op 'n enkele planeet kan tref. Maar ek is 'n optimis. Ons sal uitreik na die sterre , "het wyle Stephen Hawking gesê.
17 FEITE OOR INTERSTELLERE REISE WAT JY VAN DIE RUIMTE DROOM
Die Warp Drive in wetenskapfiksie
In die legendariese Star Trek-film- en televisieprogram-franchise word warp drive-tegnologie beskryf as 'n masjien wat ontwerp is "om die ruimte te manipuleer, die wette van die beweging te oortree. U maak die kleinste fout, u sal die kettingveld ineenstort, u sal verpletter hierdie skip. '
Klink cool, of hoe?
Kortom, met 'n skeringaandrywing kan ruimtelike ontdekkingsreisigers vinniger ry as die ligspoed. In Star Trek het dit gewerk deur 'skeringvelde' te genereer om 'n subruimte-borrel te vorm wat die ruimteskip omhul, die plaaslike ruimte-tyd-kontinuum verdraai en die ruimteskip beweeg met snelhede wat die snelheid van die lig aansienlik kan oorskry. Hierdie fiktiewe 24ste-eeuse toestel maak alle interstellêre verkenning en handel moontlik in Star Trek. Maar wat in werklikheid?
Warp spoed vorentoe: Wat is 'n warp drive?
Soos genoem, in 'n fiktiewe wêreld, sou 'n warp drive ons in staat stel om ruimte-tyd self te manipuleer, en letterlik gebruik te maak van 'n leemte in die fisika om vinniger as lig te beweeg. Die naaste ding aan 'n ware skeringaandrywing staan ​​bekend as die Alcubierre Warp Drive, wat nog net 'n teoretiese konstruksie is. Dit is gebaseer op 'n uiters spekulatiewe fisika-artikel wat in 1994 gepubliseer is deur die Mexikaanse fisikus Miguel Alcubierre, wat 'n beweerde geldige oplossing voorstel vir die interaksie tussen ruimte-tyd en energie.
Waarom sou ons so iets doen? U kan Einstein bedank. Albert Einstein se spesiale relatiwiteitsteorie dryf ons begrip van die heelal al meer as 'n eeu. Wetenskaplikes werk onder die beperkings wat 'n relativistiese heelal daarstel. Een van hierdie voorgestelde beperkings fokus op die idee dat die snelheid van die lig 'n onbreekbare universele snelheidsbeperking is.
Dit beteken dat dinge soos vinniger in die ruimte nie moontlik is nie. Alcubierre se antwoord? Hy glo dat die buiging van ruimte-tyd die oplossing kan wees. Hoe sou dit werk?
Hoe sou u skering dryf?
Kom ons gaan terug na ons voorbeeld van die ruimtevaart na Proxima Centauri. In hierdie geval, in plaas van 'n standaard ruimteskip, het ons 'n nuwe en verbeterde skip met Alcubierre se warp drive-tegnologie geïnstalleer. Hoe sou dit werk? Eenvoudig gestel, as u skip na Proxima Centauri reis, sal dit ruimte daarvoor laat saamtrek terwyl die ruimte daaragter sal uitbrei. U skip beweeg in die ruimte binne 'n borrel, of wat bekend staan ​​as 'n 'warp bubble' van plat ruimte.
Die oplossing vir Einstein se veldvergelykings wat hierdie warp-speed-reis moontlik maak, word die "Alcubierre-metriek" genoem. Stel jou voor dat jy en jou kamermaat die laken op jou bed opgetel het en dit reggemaak het, en elke hoek vasgehou het sodat dit bo die bed hang, heeltemal plat en stabiel. As u 'n ronde kristalbal laat val en dit op hierdie laken laat sit, sal dit 'n inspringing skep wat die stof "buig". Dit gaan u ruimteskip binne sy skeefborrel wees, en die laken is ruimtetyd. Ons ruimteskip maak nie net 'n duik in die ruimte nie; dit trek 'n deel van die ruimtetyd daarheen (brei uit) en druk die ruimte-tyd daaragter (saamtrek).
Soos beskryf deur Matt Williams van Universe Today, "Aangesien die skip nie binne hierdie borrel beweeg nie, maar meegevoer word terwyl die streek self beweeg, is konvensionele relativistiese effekte soos tydverwyding nie van toepassing nie. Daarom is die reëls van ruimte-tyd van toepassing. en die relatiwiteitswette sou nie in die konvensionele sin oortree word nie. '
Ons skip oortree nie Einstein se vergelykings nie, danksy die "Alcubierre-maatstaf". Hierdie verskynsel gee aan ons unieke ruimteskip spesiale eienskappe. Ons kan ons bestemming vinniger bereik binne ons borrel as 'n ligstraal wat buite ons skeringborrel beweeg. Interessant genoeg is die weefsel van ruimtetyd nie beperk deur die snelheid van die lig soos voorgestel deur Einstein nie.
Daar is 'n paar probleme met die Warp Drive
Watter tipe ruimteskip sal ons moet skep om dit te doen? Ons sal 'n sokkervormige ruimtetuig moet skep met 'n massiewe ring wat dit omring, om vinniger as ligte reis moontlik te wees. Dink aan die enorme skip wat in Interstellar of selfs in 2001 aangebied is: Space Odyssey. Die ring wat die skip omring, sou bestaan ​​uit 'eksotiese materie' wat ruimte-tyd om dit sou laat kriewel, wat die scenario hierbo beskryf sou skep. As ons teruggaan na ons verduideliking van die kettingborrel, sou ons ongeveer tien keer die ligspoed kon reis.
Waarom finansier ons dit nie? Om 'n ruimteskip te bou wat kragtig genoeg is om te verdraai, moet ruimtetyd massief wees. Die minimum benodigde hoeveelheid energie is ongeveer gelyk aan die massa-energie van die planeet Jupiter.
Onlangs het wetenskaplikes egter hul deuntjie verander. Kan dit moontlik wees?
Harold "Sonny" White van die NASA se Johnson Space Center sê: "Daar is hoop." Op die 100-jarige Starship Symposium, 'n vergadering om interstellêre ruimtevaart te bespreek, het hy gepraat oor die moontlikheid om 'n Alcubierre-skering te skep. Aanvanklik is geglo dat die ring op ons skip 'n perfekte sirkel moes wees, wat die ontwerp verder sou bemoeilik. White se nuwe berekeninge stel egter voor dat die ring wat rondom ons skip sirkel, meer donutvormig moet wees.
Dit kan 'n ruimtetuig met die massa-energie van die Voyager 1-sonde dryf. Nog meer onlangs het 'n verslag wat deur NASA gepubliseer is, geïnsinueer dat die ruimteagentskap ten minste ernstig gekyk het na skeringaandrywingstegnologie. Daar is verskeie stappe nodig om interstellêre reis te bereik, en dit kan ontelbare jare duur voordat ons 'n interplanetêre spesie word. Wat meer is, daar is verskeie ander stappe wat ons moet neem om daar te kom. Eenvoudig, die skep van 'n selfonderhoudende beskawing op Mars gaan 'n monumentale taak wees.
Soos Elon Musk eenkeer gesê het: 'Daar moet 'n kruising wees tussen die stel mense wat wil gaan, en die stel mense wat dit kan bekostig om te gaan ... en die kruising van stelle moet voldoende wees om 'n self- die beskawing volhou. '
Skeringaandrywingstegnologie kan egter 'n belangrike eerste stap wees. Tot dan kan ons ons hoop vestig op die ontwikkeling van ioonaandrywing.
Dink u ons sal binnekort kromtrekkings hê? Waarheen sou jy reis?
Kyk die video: WATCH: Mars Cam Views from NASA Rover during Red Planet Exploration #Mars2020 (Junie 2022).