Gerade als ich mich über die Möglichkeit aufgeregt fühlte, in ferne Welten zu reisen, haben Wissenschaftler einen tiefen Fehler bei Reisen entdeckt, die schneller als Lichtgeschwindigkeit sind. Es scheint eine Quantengrenze dafür zu geben, wie schnell sich ein Objekt durch die Raumzeit bewegen kann, unabhängig davon, ob wir in der Raumzeit eine Blase erzeugen können oder nicht ...
Zunächst einmal haben wir keine Ahnung, wie wir genug Energie erzeugen können, um in der Raumzeit eine „Blase“ zu erzeugen. Diese Idee wurde erstmals 1994 auf eine wissenschaftliche Grundlage für Michael Alcubierre von der University of Mexico gestellt, zuvor jedoch nur von Science-Fiction-Universen wie Star Trek populär gemacht. Um diese Blase zu erzeugen, benötigen wir jedoch eine Form von exotisch Materie tanken etwas hypothetisch Energieerzeuger zur Ausgabe 1045 Joules (nach Berechnungen von Richard K. Obousy und Gerald Cleaver in der Zeitung „Putting the Warp in Warp Drive“). Physiker haben keine Angst vor großen Zahlen, und wir haben keine Angst vor Worten wie „hypothetisch“ und „exotisch“, aber um diese Energie ins rechte Licht zu rücken, müssten wir die gesamte Masse Jupiters in Energie umwandeln, um überhaupt zu hoffen, den Raum zu verzerren. Zeit um ein Objekt.
Das ist ein Menge von Energie.
Wenn eine ausreichend fortgeschrittene Menschheit könnte Wenn ich so viel Energie erzeugen würde, würde ich argumentieren, dass wir sowieso Meister unseres Universums wären, die Warp-Antrieb benötigen würden, wenn wir genauso gut Wurmlöcher, Sternentore oder Zugang zu parallelen Universen schaffen könnten. Ja, Warp-Antrieb ist Science-Fiction, aber es ist interessant, diese Möglichkeit zu untersuchen und physikalische Szenarien zu eröffnen, in denen Warp-Antrieb funktionieren könnte. Seien wir ehrlich, alles andere als Reisen mit Lichtgeschwindigkeit ist ein echter Nachteil für unser Potenzial, zu anderen Sternensystemen zu reisen. Daher müssen wir unsere Optionen offen halten, egal wie futuristisch sie auch sein mögen.
Obwohl die Warp-Geschwindigkeit sehr theoretisch ist, basiert sie zumindest auf einer echten Physik. Es ist eine Mischung aus Superstring und mehrdimensionaler Theorie, aber Warp-Geschwindigkeit scheint unter der Annahme einer enormen Energieversorgung möglich zu sein. Wenn wir die eng zusammengerollten Extra-Dimensionen (größer als die „normalen“ vier, in denen wir leben) vor einem futuristischen Raumschiff „einfach“ zerquetschen und dahinter erweitern können, entsteht eine Blase stationären Raums, in der sich das Raumschiff befindet Auf diese Weise bewegt sich das Raumschiff nicht schneller als das Licht in der Blase, sondern die Blase selbst bewegt sich durch das Gewebe der Raumzeit und ermöglicht so eine Bewegung, die schneller als Lichtgeschwindigkeit ist. Einfach.
Nicht so schnell.
Laut neuen Forschungen zu diesem Thema hat die Quantenphysik etwas über unsere Träume zu sagen, schneller durch die Raumzeit zu rasen als c. Darüber hinaus würde Hawking-Strahlung höchstwahrscheinlich sowieso alles in dieser theoretischen Raum-Zeit-Blase kochen. Das Universum möchte nicht, dass wir schneller als mit Lichtgeschwindigkeit reisen.
“Auf der einen Seite würde ein Beobachter, der sich in der Mitte einer superluminalen Warp-Antriebsblase befindet, generisch einen Wärmefluss von Hawking-Partikeln erfahren“, Sagt Stefano Finazzi und Co-Autoren der International School for Advanced Studies in Triest, Italien. „Auf der anderen Seite wird ein solcher Hawking-Fluss im Allgemeinen extrem hoch sein, wenn die exotische Materie, die den Warp-Antrieb unterstützt, ihren Ursprung in einem Quantenfeld hat, das irgendeine Form von Quantenungleichungen erfüllt.”
Kurz gesagt, Hawking-Strahlung (normalerweise verbunden mit der Strahlung von Energie und damit dem Massenverlust verdampfender Schwarzer Löcher) wird erzeugt und die Insassen der Blase auf unvorstellbar hohe Temperaturen bestrahlt. Die Hawking-Strahlung wird erzeugt, wenn sich Horizonte an der Vorder- und Rückseite der Blase bilden. Erinnerst du dich an die großen Zahlen, vor denen Physiker keine Angst haben? Es wird vorausgesagt, dass Hawking-Strahlung alles in der Blase auf eine mögliche 10 röstet30K (der maximal möglich Temperatur, die Planck-Temperatur, beträgt 1032K).
Selbst wenn wir dieses Hindernis überwinden könnten, scheint die Hawking-Strahlung symptomatisch für ein noch größeres Problem zu sein. Die Raum-Zeit-Blase wäre auf Quantenebene instabil.
“Am allermeisten finden wir, dass der RSET [renormierter Spannungsenergietensor] wird mit der Zeit in der Nähe und an der Vorderwand der Superluminalblase exponentiell wachsen. Folglich wird der Schluss gezogen, dass die Warp-Drive-Geometrien gegen semiklassische Rückreaktionen instabil sind“, Fügt Finazzi hinzu.
Wenn Sie jedoch eine Raum-Zeit-Blase für subluminale (weniger als Lichtgeschwindigkeit) Reisen erstellen möchten, bilden sich keine Horizonte und daher wird keine Hawking-Strahlung erzeugt. In diesem Fall übertreffen Sie möglicherweise nicht die Lichtgeschwindigkeit, aber Sie haben eine schnelle und stabile Möglichkeit, sich im Universum fortzubewegen. Leider brauchen wir immer noch „exotische“ Materie, um überhaupt die Raum-Zeit-Blase zu erzeugen…
Quellen: "Semiklassische Instabilität dynamischer Warp-Antriebe" Stefano Finazzi, Carlos Barceló, Stefano Liberati, 2009, arXiv: 0904.0141v1 [gr-qc], "Untersuchung kompakter Dimensionen: Kasimir-Energien und phänomenologische Aspekte" Richard K. Obousy, 2009, arXiv: 0901.3640v1 [gr-qc]
Via: Der Physik-arXiv-Blog
