Kontakta författare

Att resa snabbare än ljusets hastighet: möjligt?

OK, jag ska erkänna det: Jag har sett en hel del Star Trek under min tid. Och som de flesta barn på min ålder, fängslades jag också av fantasivärlden i Star Wars. Båda serierna innehöll en futuristisk era där stjärnorna var lätt inom räckhåll. Drömmen om att nå andra världar har aldrig riktigt lämnat mig, men mänskligheten är fortfarande "fängslad" på jorden. Är det snabbare än lätt att resa för människor, eller fastnar vi här för gott?

Vi lever i ett universum som styrs av en oändligt komplex uppsättning regler och begränsningar. Ljushastighet är en av dem. Ljushastigheten, även känd som c, är en fysisk konstant, och den representerar inte bara ljus. C är den maximala hastigheten med vilken partikel som helst kan röra sig, inklusive både ljuspartiklar (fotoner) eller partiklar med massa. Du kanske till och med känner igen c som en del av den berömda E = mc 2- ekvationen.

Om det är sant, hur kan en varp-enhet vara möjlig? Att resa snabbare än ljus borde tekniskt vara omöjligt, men det kan finnas sätt att "böja" de regler som universum arbetar under och resa snabbare på det sättet.

Den här artikeln kommer att gå igenom några av de teoretiska sätten att vi kan resa snabbare än ljusets hastighet. Det inkluderar Alcubierre-varpdrivningsteorin och användningen av maskhål som Krasnikov-röret.

Förresten, jag kommer att undvika superteknisk jargong och förbli ganska "allmän". Om du är intresserad av ekvationer och saker som jag refererar till, fråga bara så ska jag peka dig i rätt riktning.

Låt oss börja!

Hur snabbt kan vi gå med aktuell teknik?

Den nuvarande tekniken möjliggör vad som kallas "sub-luminal" resor. Med andra ord är det ganska långsamt. Hastighet är en relativ sak. Voyager 1, som nyligen har lämnat solsystemet, har rest längre än någon annan konstgjord skapelse. Den reser med en hastighet av cirka 62 000 km / h, tillräckligt snabb för att omge världen en gång och sedan en del, men i rymden är det verkligen ganska långsamt.

Till exempel kommer det att gå cirka 40 000 år innan Voyager 1 kommer någonstans nära en annan stjärna. Det är ganska längre än vår inspelade mänskliga historia!

Det finns några teorier om hur vi kan nå och utforska andra solsystem och stjärnor med konventionell teknologi, till exempel konstant acceleration. Om ett rymdskepp skulle drivas med en konstant hastighet av 1 g, skulle du teoretiskt kunna nå närliggande stjärnor på några år.

Daedalus-projektet: Detta var en teoretisk process för att analysera sätt vi kunde nå andra stjärnor under en enda livstid med konventionell teknologi.

Konceptet var enkelt: du skapar ett massivt rymdskepp som främst är bränsletankar. Den skulle använda fusionsraketer för att driva sig till över 10% av ljusets hastighet. Med Barnards Star som mål skulle rymdfarkosten Daedalus nå stjärnsystemet på cirka 50 år.

Det finns dock några nackdelar: för det första skulle bränslekällan vara mestadels Helium-3, som måste brytas från Jupiter. För det andra skulle det vara ungefär samma storlek som Empire State Building, så det skulle vara ett stort företag.

Slutligen skulle rymdskeppet inte ha något sätt att bromsa ner! Det skulle bokstavligen vara en "fly-by" av Barnard's Star, så vi skulle bara ha några dagar för att samla in den information vi kunde. Då skulle vi ha 5, 9 års väntan på att uppgifterna kommer fram.

Rymdskepp för sol segel: Du kanske har hört talas om solsegel tidigare. De använder antingen trycket från solvind, eller trycket från ljuspartiklar för att accelerera.

Hur kan ljus driva ett rymdskepp? Ge att det inte finns någon (eller väldigt liten) friktion i rymden, en mycket liten mängd tryck kan driva ett föremål. Så genom att använda ett enormt segel och en laser- eller partikelkälla i hemmasystemet kan ett segelfartyg uppnå otroliga hastigheter.

Naturligtvis betyder det att seglet måste vara helt massivt, troligen över 100 km åtminstone, och det kräver en laser med en aldrig tidigare skådad kraft, förmodligen utöver vad mänskligheten kan samla på denna punkt.

Det har förmågan att resa till över 10% av ljusets hastighet, och alla segelfartyg kommer att lossas av bränslelagring.

En bild av Alcubierre-varpdrivsystemet. Delas under Creative Commons-licensen. |

Vad är Alcubierre Warp Drive? Superluminal resor på våra fingertoppar?

I mitten av 1990-talet utvecklade Miguel Alcubierre ett teoretiskt sätt på vilket ett rymdskepp tänkbart kan resa snabbare än ljusets hastighet utan att bryta någon av de grundläggande fysiska lagarna.

Konceptet är en lösning som faller inom begränsningarna i Albert Einsteins fältekvationer. Den grundläggande idén är att du skulle använda negativ massa, eller antimateria, för att "varpa" utrymme runt rymdskeppet.

Tanken skulle vara att kontrahera utrymmet framför hantverket och att utöka det bakom, effektivt placera rymdskeppet i en "bubbla". Med denna metod skulle rymdskeppet aldrig färdas snabbare än ljusets hastighet i bubblan, men det skulle gå mycket snabbare i förhållande till omvärlden och observatörer.

Alcubierre teoretiserade att detta hantverk skulle kunna uppnå en relativ hastighet på upp till tio gånger ljusets hastighet med denna metod.

Nackdelar och nackdelar:

Det finns betydande kritik mot denna metod för resor. Även om det teoretiskt är fullt möjligt är det ganska utom räckhåll praktiskt sett. Det kräver en form av energi som vi inte är säkra på att utnyttja, och det kräver det i stora mängder. Ursprungligen teoretiserade Alcubierre att massenergi motsvarande planeten Jupiter skulle vara nödvändig!

Det finns också oro för att Hawking-strålning skulle finnas när som helst när rymdskeppet började resa snabbare än ljusets hastighet, vilket skulle steka passagerarna och förstöra fartyget.

De är faktiskt inte ens säkra på att fartygsoperatören skulle kunna kommunicera med framsidan av fartyget för att bromsa det.

Senaste utvecklingen:

2012 beslutade NASA att bedriva konceptet att vrida utrymmet för att uppnå snabbare än ljushastigheter. Detta leds av Harold White, och de kommer att fokusera på vridning av rymden i minsta skala för att se om teorin håller.

White och hans team har också teoretiserat att genom att ändra bubblan till en "munkform", kan ett stort energibehov rakas av, vilket innebär att mycket mindre exotiska ämnen behövs för att uppnå en fungerande Alcubierre-varpdrivning.

I alla händelser syftar de aktuella experimenten till att bestämma genomförbarheten, och det är osannolikt att en fungerande "human sized" -prototyp snart är klar.

Vad är Krasnikov Tube? Använda maskhål

En annan teoretisk möjlighet att resa snabbare än ljusets hastighet utan att använda en varpdrivare är att använda maskhål. Einstein teoretiserade att rymdtid är böjd, och på grund av det kan det finnas 'genvägar' från ett område till ett annat.

Även känd som Einstein-Rosen-bron är ett maskhål ett ställe där utrymmet viks in på sig själv för att skapa en länk mellan två punkter.

Det är svårt att visualisera (omöjligt, faktiskt), men föreställ dig ett papper med två prickar på. Du kan resa från punkt A till punkt B, men om du viker papperet ordentligt finns de två punkterna praktiskt taget på samma plats.

Den typ av maskhål som behövs för våra ändamål skulle kallas "tvärgående maskhål", eftersom vi skulle behöva resa genom dem i båda riktningarna. Nuvarande teori är ganska skakig, men det är möjligt att maskhål existerade naturligt i det tidiga universum.

Återigen bevaras den allmänna relativiteten eftersom ingenting skulle resa snabbare än ljusets hastighet. Istället skulle utrymmet i sig vikas för att förkorta resan med en betydande mängd.

För att hålla ett maskhål öppet och upprätthålla skulle ett skal av exotiskt material troligtvis krävas. Tekniskt sett skulle detta skal vara extremt svårt att skapa och underhålla, och det är förmodligen lite avstånd i praktiska termer, om det alls är möjligt.

Krasnikov Tube:

Röret är utvecklat av Serguei Krasnikov och är teoretiskt möjligt men använder teknik som vi ännu inte har uppnått.

I huvudsak måste en "vakna" skapas genom att resa nära ljusets hastighet. Efter att ha åkt till en destination i närheten av superluminala hastigheter kan en distorsion mellan tid och rum skapas, och du kan resa tillbaka till ögonblicket precis efter att du åkte.

Detta är ett mycket teoretiskt koncept, och det är ganska osannolikt att det snart kommer att förvandlas till en verklighet.

Undersökning av Warp Drive:

Tror du att det går snabbare än lätt att resa en dag?

  • Ja absolut.
  • Inte en chans.
  • Jag är på staketet.
Se resultat

Så när kan jag köpa ett Warp Drive-rymdskepp?

Nu när du har lärt dig att en varpstation är teoretiskt möjlig undrar du förmodligen samma sak som jag är: när kommer det att vara praktiskt?

Jag skulle uppskatta att vi fortfarande är långt borta från alla slags användbara varpdrivsystem i ett rymdskepp. Tänk på att vi fortfarande inte ens är säkra på vad antimateria är, än mindre hur vi innehåller det utan att spränga oss.

Jag förväntar mig att nästa århundrade kommer att få en enorm explosion i rymdresor, och vi kommer att börja fylla och bryta i närheten asteroider och planeter. Vi kanske till och med ser några generationsfartyg gå mot stjärnorna, särskilt eftersom våra teleskoper blir bättre och vi kanske börjar upptäcka några jordliknande exoplaneter varje dag nu.

Jag är säker på att om du berättade för en man som levde år 1913 att vi skulle gå på månen om 56 år, skulle han spotta. Jag hoppas bli lika förvånad!

Tack för att du läser!