İşıqdan daha sürətli səyahət: Biz hələ oradayıq?

Mən səni ora tez çatdıra bilərəm! Şəkil krediti: Craig Cormack

Mən səni ora tez çatdıra bilərəm! Şəkil krediti: Craig Cormack


ByRobert Şerrer,Vanderbilt Universiteti

İmperiya geri dönməzdən çox əvvəl, Birləşmiş Planetlər Federasiyası federasiyadan əvvəl İsaak Asimov yaratdı.Vəqf, Qalaktika İmperiyasının tənəzzülü və süqutunun epik nağılı. Asimov İmperiyası qalaktikada uçan parlaq kosmik gəmilərlə birləşən 25 milyon planetdən ibarət idi.


Bəs bu kosmik gəmilər ulduzlar arasındakı geniş uçurumdan necə keçdilər? Hiperkosmosdan tullanmaqla, əlbəttə ki, Asimov özü Foundation-da izah edir:

Adi kosmosda səyahət adi işıq sürətindən daha sürətli ola bilməzdi... və bu, hətta ən yaxın məskunlaşmış sistemlər arasında uzun illər səyahət demək olardı. Nə məkan, nə zaman, nə materiya, nə enerji, nə bir şey, nə də heç bir şey olmayan hiper-kosmos, o ağlasığmaz bölgə vasitəsilə iki qonşu zaman anı arasındakı intervalda Qalaktikanın uzunluğunu keçmək olardı.

Asimov nə danışır? O, işıqdan daha sürətli səyahətin gizli nəzəriyyəsi haqqında nəsə bilirdimi? Çətinliklə. Asimov böyük bir elmi fantastika ənənəsində iştirak edirdi: hekayəniz üçün daşınmaz bir maneə ilə qarşılaşdıqda, nəyisə düzəldin.

Heç bir şey işıqdan daha sürətli getmir. Şəkil krediti: Bastian Hoppe

Heç bir şey işıqdan daha sürətli getmir. Şəkil krediti:Bastian Hoppe




Siz işıq sürətini keçə bilməzsiniz

Problem ondadır ki, bildiyimiz kimi, işıqdan daha sürətli səyahət qeyri-mümkündür, qalaktik imperiyaları, federasiyaları, konfederasiyaları və digər qalaktikalar arası sivilizasiyaları qeyri-mümkün edir. Amma belədirəlverişsiz. Kosmik sürət həddindən qaçmaq üçün elmi fantastika 'döyüş sürücüləri', 'hiperkosmos', 'alt kosmos' və bu qədər kök salmış digər fəndlər yaratdı, elmi fantastika pərəstişkarları onlara ikinci fikir vermirlər.

Müəssisənin bunu edərkən nə etdiyini hamı bilir:


Yaxud Millenium Falcon bunu edəndə:

Və ya Yupiter 2 ... əslində Robinson ailəsi heç bir xüsusi effekt olmadan Alpha Centauri'yə çatmağa çalışdıqda:

Uğurlar. Şəkil krediti: Kosmosda Lost 'The Deelict'

Uğurlar. Şəkil krediti:Kosmosda itən 'Sərksiz'


Təəccüblü deyil ki, onlar kosmosda itiblər.

İşıq kosmik sürət həddini təyin edir

Niyəbilməzbiz həqiqətən işıq sürətini aşırıq? Axı insanlar səddin qırılana qədər “səs baryeri”ndən danışırdılar. Ancaq işıq sürəti çatmaq üçün daha sərt bir maneədir. Elm adamları hələ 19-cu əsrdə işıq nəzəriyyəsini inkişaf etdirdikdə, bu, xüsusi bir tapmaca ilə gəldi: onların nəzəriyyəsi göstərirdi ki, hər bir müşahidəçi işıq üçün eyni sürəti, saniyədə 186.000 mil ölçməlidir. Amma bu o deməkdir ki, əgər siz bir işıq şüasını qovmağa çalışsanız, nə qədər sürətlə hərəkət edirsinizsə də, işıq şüası yenə də saniyədə 186.000 mil sürətlə sizdən uzaqlaşacaq. Və daha qəribəsi odur ki, siz işıq sürətinin 99%-i ilə hərəkət edirsinizsə və dostunuz hərəkətsiz dayanıbsa, hər ikiniz işığın eyni sürətlə uzaqlaşdığını görəcəksiniz.

O vaxt bir çox elm adamı bu qəribə proqnoza həqiqətən inanmırdı və amerikalı fizik Albert Mişelson (onun əməkdaşı Edvard Morli ilə birlikdə) yerin kosmosda hərəkəti səbəbindən işığın sürətinin necə dəyişəcəyini ölçməyə başladı. Amma onların məşhurMichelson-Morley təcrübəsiheç bir dəyişiklik tapmadı. Yerin hərəkət etdiyi istiqamətdə və ya başqa bir istiqamətdə ölçmələrindən asılı olmayaraq işığın sürəti eyni idi - kəşfdən daha vacib olduğu ortaya çıxan qeyri-kəşfin nadir bir nümunəsi!

Eynşteyn və nisbi nəzəriyyəyə daxil olun

Albert Eynşteyn bu qəribəliyi izah etməyə çalışmaq əvəzinə onu qəbul etdi. adlı bütöv bir nəzəriyyə qurduxüsusi nisbilik, işığın sürətinin işığa nisbətdə nə qədər sürətlə hərəkət etməsindən asılı olmayaraq onu ölçən hər kəs üçün eyni olduğu fikri ətrafında. İşığa bu davranışı uyğunlaşdırmaq üçün Eynşteynin nəzəriyyəsi artan sürətlə səyahət edərkən zaman və məkanın uzanmalı və ya büzülməli olacağını proqnozlaşdırdı. Və xüsusi nisbilikdən kosmik sürət həddi çıxdı: heç nə işıq sürətini keçə bilməz.

Nisbilik bütün müasir fizikanın təməl daşıdır və buna şübhə etmək üçün heç bir səbəbimiz yoxdur - heç kim işıqdan daha sürətli hərəkət edən bir cismi müşahidə etməyib. Burada əslində kiçik bir aydınlaşdırmaya ehtiyac var: Eynşteynin sürət həddi işığın sürətidirvakuumda. İşıq su və ya şüşə kimi bir materialdan keçərkən yavaşlayır və sonra işığın bu azaldılmış sürətini keçmək tamamilə mümkündür - təbii ki, vakuumdakı sürətinə qədər. Suda və ya şüşədə işıqdan daha sürətli hərəkət edən hər hansı bir şey ?erenkov radiasiyası adlanan səs bumunun parlaq ekvivalentini yaradır. Sualtı nüvə reaktorlarına cazibədar mavi parıltı verən budur.

Ancaq bu əyilmə sürücüsü haqqında ...

Eynşteynin sürət həddini aşmaq üçün edilən bütün cəhdlərdən, ehtimal ki, ən inandırıcısı nəzəri fizik Migel Alkubierin'çarpma sürücüsü'. Alcubierre-nin təklifi kosmik sürət həddini pozmur - onun ətrafında gedir. Yağlı bir qızartma qabı su ilə doldurmağa çalışın və sonra tavaya bir damla sabun qoyun. Yağ qabın kənarlarına uçacaq.

Çarpma sahəsinin vizuallaşdırılması. Gəmi dəyişdirilməmiş boşluq qabarcığında dincəlir, öndəki və arxada olanlar uzanır. Şəkil krediti: Trekky0623

Çarpma sahəsinin vizuallaşdırılması. Gəmi dəyişdirilməmiş boşluq qabarcığında dincəlir, öndəki və arxada olanlar uzanır. Şəkil krediti:Trekky0623

Alcubierre-nin əyilmə sürücüsü eyni şeyi edirməkanın özü. Alcubierre göstərdi ki, maddənin uyğun paylanması ilə siz kosmik gəminizin qarşısındakı boşluğu daralda və kosmik gəminin arxasına uzatmaqla gəminin ətrafında istədiyiniz qədər sürətlə hərəkət edən kiçik bir qabarcıq yarada bilərsiniz. Kosmos gəminin qarşısında daraldığından, gəmi rəsmi olaraq işıq sürətindən daha sürətli hərəkət etməyəcəkdi. Əslində, gəmi əyilmə qabarcıqlarına nisbətən dincələcək və gəminin içindəki insanlar heç bir sürətlənmə hiss etməyəcəklər. Rahat gəzinti haqqında danışın!

Yalnız bir kiçik problem var ... Alcubierre-in kosmosdakı əyriliyi yalnız 'zəif enerji vəziyyəti' adlanan bir şeyi pozmaqla yarana bilər. Elm adamları zəif enerji vəziyyətinin həmişə doğru olduğunu sübut edə bilməzlər, lakin hər hansı bir pozuntu mənfi enerji sıxlığı və mümkün olan bir çox qəribə şeylər yarada bilər.qurd dəliklərivə yazaman maşınları. Əla - bunun üçün məni qeydiyyatdan keçirin! Amma biz heç vaxt zəif enerji vəziyyətində faktiki pozuntu görməmişik. Beləliklə, Alcubierre əyilmə sürücüsü bir növ fizikanın alacakaranlıq zonasını tutur - tamamilə istisna edilmir, lakin çox da inandırıcı deyil.

Bəs bəşəriyyət ulduzlara necə çatacaq? 'İşıqdan daha sürətli səyahət' qeyd olunan qapı üzümüzə çırpıldı və qaynaqla bağlandı. Başqa bir şəkildə gizlənməliyik. İşə get!

Söhbət' lazy="lazy" data-src='img/human-world/84/faster-than-light-travel.gif

Robert Şerrerprofessoru və fizika və astronomiya kafedrasının müdiridirVanderbilt Universiteti.

Bu məqalə əvvəlcə nəşr olunduSöhbət.
oxuyunorijinal məqalə.