Jos haluat galaksin kattavan tieteiseepoksen, tarvitset nopeampaa kuin valomatkaa. Vaihtoehtona vie vuosikymmeniä tai vuosisatoja saavuttaa muukalainen tähtijärjestelmä, mikä ei ole läheskään yhtä hauskaa. Joten aloitat jostain villistä tieteellisestä ideasta, lisäät vähän teknopuhetta ja pöh!Nopein Astraan. Sci-fissä on käytetty kaikkea madonrei'istä hyperavaruuteen, mutta ehkä tunnetuin FTL-trooppi on poimuajo.
Loimikäyttöä on käytetty sci-fissä 1930-luvulta lähtien, mutta sen suosituksi tuli 1960-luvun televisio-ohjelmaStar Trek. Vaikka se perustuu yleiseen suhteellisuusteoriaan, jossa painovoima voi vääntää tilaa ja aikaa, tv-sarja ei mennyt yksityiskohtiin. Loimikelat, mumble mumble, dilitiumkiteitä. Älä välitä siitä, että suhteellisuusteoria selvästi sanoo, etteivät esineet voi kulkea valoa nopeammin. Ilman loimivoimaa kapteeni Kirk ei koskaan pystyisi houkuttelemaan kauniita avaruusolentoja.
Ajatus oli kuitenkin tarpeeksi kiehtova, jotta muutamat tiedemiehet yrittivät kehittää teoriaa sen toimimisesta. Esimerkiksi fyysikko ja tieteiskirjailija Robert Forward ehdotti useita ideoita. Mutta asiat todella lähtivät liikkeelle, kun Miguel Alcubierre julkaisi artikkelinKlassinen ja kvanttipainovoimajota voisi todella kutsua loimikäytöksi.
Esimerkki Alcubierren loimiefektistä. Luotto: Wikipedian käyttäjä AllenMcC
Paperi osoitti, kuinka yleinen suhteellisuusteoria, joka salli avaruuden, voidaan vääntää tavalla, joka mahdollisti FTL-matkailun. Teoriassa laiva ei voisi koskaan matkustaakauttaavaruus on valoa nopeampi, mutta voit muodostaa vääntyneen avaruuskuplan laivan ympärille, jolloin se saavuttaa kaukaiset tähdet lähes hetkessä. Idea tunnettiin nimellä Alcubierre drive.
Oli vain yksi ongelma. Vaikka Alcubierren ajaminen oli mahdollista yleisessä suhteellisuusteoriassa, se toimi vain, jos saat käsiisi planeetan arvoisen eksoottisen materiaalin, jolla on negatiivinen massa. Kaikilla tunnetuilla aineilla on positiivinen massa, joten se on eräänlainen sopimusten katkaisija. Jopa Alcubierre on sanonut, että idea ei todennäköisesti toimisi tosielämässä.
Uusi tutkimus ratkaisee osan näistä ongelmista, mutta esittelee toisia. Alcubierren ja Lobon työ keskittyy enimmäkseen heikon kentän loimiefektiin. He havaitsevat, että pienet vääntymisefektit toimivat samalla tavalla kuin reaktioton käyttö, kuten mitä on ehdotettu EM Driven kanssa. He havaitsivat myös, että vaikka käyttö vaatii edelleen negatiivista massaenergiaa, tämä voitaisiin hypoteettisesti tehdä aluksella, jonka massa on positiivinen äärellinen.
Hypeettiset soliton-loimikuplat erilaisiin laivamalleihin. Luotto: Erik Lentz
Erik Lentzin toisessa äskettäisessä artikkelissa on erilainen lähestymistapa. Hän huomauttaa, että on olemassa tiettyjä loimikokoonpanoja, jotka muistuttavat solitoneita. Solitonit ovat aaltovaikutelma, joka vahvistaa itseään. Solitonit voivat säilyttää muotonsa liikkuessaan tasaisella nopeudella, ja niitä on havaittu vedessä ja muissa nesteissä. Lentz osoitti, että vaikka solitonin loimikuplat vaatisivat uskomattoman määrän tiheää ainetta, se ei vaadi aineen energian olevan negatiivinen.
Näillä molemmilla ideoilla on myös toinen ongelma. Luomalla relativistisen kuplan laivan ympärille ne eristävät aluksen tehokkaasti ulkomaailmasta. Tämä tunnetaan horisonttiongelmana, ja se tarkoittaa, että laivan loimikuplaa ei voida hallita aluksen sisältä. Laivan matkaa olisi ohjattava ulkopuolelta. Jean Luc Picard voisi olla aluksen kapteeni, mutta hän ei voinut yksinkertaisesti 'tehdä siitä niin'.
On selvää, että loimikäyttö on edelleen hypoteettinen. Siinä on syviä teoreettisia haasteita, puhumattakaan tekniikan haasteista. Mutta ehkä saamme tämän kaiken selvitettyä 23. vuosisadalla, ja voimme vihdoin vääntyä nopeasti tähtiin.
Viite:Alcubierre, Miguel. ' Loimikäyttö: hypernopea matka yleisessä suhteellisuusteoriassa .'Klassinen ja kvanttipainovoima11,5 (1994): L73.
Viite:Alcubierre, Miguel ja Francisco SN Lobo. ' Warp Driven perusteet .'Madonreiät, loimikäytöt ja energiaolosuhteet. Springer, Cham, 2017. 257-279.
Viite:Lentz, Erik. ' Loimiesteen rikkominen: Hypernopeat solitonit Einstein-Maxwell-plasmateoriassa .'Klassinen ja kvanttipainovoima(2021).