Alcubierre Warp-Lanes, was ist der stabilste Weg, sie zu erstellen?

Am Ende dieser Frage finden Sie 2 Informationsquellen für die Felder von Alcubierre.

Warp-Lanes sind keine Neuheit in der Science-Fiction. Raumschiffe können eine bestimmte Route benutzen, um mit oft überlichter Geschwindigkeit durch eine Galaxie zu fliegen. Alcubierre fand einen Weg, die aktuelle Physik der Relativitätstheorie von Einstein zu nutzen und eine Möglichkeit für FTL-Reisen im Alcubierre-Antrieb zu schaffen. Einer der Nachteile dieses Antriebs ist, dass Sie die negative Masse verlieren, die Sie für das Feld benötigen. Die Lösung dafür besteht darin, ein subluminales Schiff mit der negativen Masse zu schicken, und dieses Schiff erzeugt eine Spur negativer Masse, die von Schiffen später verwendet und wiederverwendet werden kann, um schneller als Licht zu reisen.

Ein Problem, das ich erwarte, ist, dass sich alles dreht. Die Masse eines Planeten dreht sich um eine Achse, die Achse dreht und wackelt um eine Sonne, die Sonne dreht sich um das Zentrum des Universums. Der Bau einer Warp-Lane von einem Sonnensystem zum anderen könnte einfach "Jahreszeiten" haben, in denen während einer bestimmten Jahreszeit der Ein- / Ausstiegspunkt der Warp-Lane weiter oder näher am Zentrum des Sonnensystems liegt. Aber es könnte auch bedeuten, dass Sie alle paar Jahre Warp-Lanes bauen und neu bauen müssen, um eine richtige Lane offen zu halten.

Meine Frage ist: Was ist der effizienteste Weg, um eine Warp-Lane so zu verlegen, dass für eine bestimmte Zeit die geringste Menge an neuen Warp-Lanes erforderlich ist? Sagen Sie 1 galaktische Rotation.

Bei Bedarf werden zwei Szenarien betrachtet:

  • Eine Warp-Spur von der Erde nach Alpha-Centauri.
  • Eine Warp-Spur von der Erde zu einem System in 50.000 Lichtjahren Entfernung von der Erde am anderen Ende der Galaxis (die Erde ist ungefähr 25.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt).

Als Antwort ist es erlaubt, die Warp-Lane einfach weiter zu verlängern, wenn sie abdriftet, solange die Warp-Lane-Länge nicht mehr als 20 % der ursprünglichen Länge verlängert wird.

Einige Hintergrundinformationen finden Sie hier: https://www.youtube.com/watch?v=94ed4v_T6YM

Weitere Informationen finden Sie hier: https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive

Bemerkenswert sind die Vorteile in diesem Papier:

  • Vorteil 1: Beseitigung der interstellaren Distanzbarriere, da nicht mehr auf subluminale Geschwindigkeitsbegrenzungen beschränkt. Werden Sie schneller als das Licht, gemessen von einem entfernten Beobachter außerhalb der gestörten Region. Dies wird Missionen zu nahen Sternen und eine genauere Untersuchung astrophysikalischer Phänomene ermöglichen, als dies heute möglich ist.

  • Vorteil 2:
    Es ist ein herkömmliches Transportschema, da es kein „Zerreißen“ von Raum oder nicht-triviale Topologien (z. B. Wurmlöcher) erfordert und keine Übertragung von Kopien von Objekten über den Raum erfordert, um zum Ziel zu gelangen ( dh Teleportation). Warp-Antrieb ist ein einfacher Transport vom Ursprung zum Ziel durch den Weltraum.

  • Vorteil 3:
    Keine Zeitdilatationseffekte, wie normalerweise bei anderen Weltraumantriebsschemata aufgrund der speziellen Relativitätstheorie zu erwarten. Dies liegt daran, dass sich das Fahrzeug mit subluminaler Geschwindigkeit bewegen könnte, sodass die Uhren an Bord mit dem Start- und Zielort synchronisiert bleiben würden.

  • Vorteil 4:
    Keine relativistische Massenzunahme des Fahrzeugs, da sich das Schiff im Zentrum der Warpblase befindet und in Bezug auf den lokal flachen Raum in Ruhe ist.

  • Vorteil 5:
    Keine Anforderung an einen raketenartigen Antrieb, um nahezu Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, was normalerweise die erreichbare Höchstgeschwindigkeit aufgrund spezieller relativistischer Effekte wie unendlichem Schub für unendliche Massen einschränkt.

  • Vorteil 6:
    Technologische und wirtschaftliche Vorteile für die Menschheit.

(1) (PDF) Der Status des Warp-Antriebs. Verfügbar unter: https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive [aufgerufen am 29. Januar 2019].

Vielleicht möchten Sie eine Schreibweise standardisieren; Derzeit verwendet die Frage sowohl Warp-Lane als auch Warplane . Bitte beachten Sie, dass unter einem „ Kampfflugzeug “ üblicherweise ein Kampfflugzeug verstanden wird. Wenn Sie nach dem „effizientesten Weg“ fragen , um etwas zu tun, müssen Sie die Metrik definieren: Was bedeutet „am effizientesten“?
@AlexP Ich dachte, ich hätte sie alle, bevor ich sie einschickte, danke. Die "effizienteste" wird sofort als die Version erklärt, die am wenigsten Zeit benötigt, um die Warp-Lane neu zu erstellen. Habe eine kleine Änderung vorgenommen, um es weiter zu verdeutlichen.
Bei dieser Frage musste ich an „Ice Road Trucker“ denken. Die Straßen werden jeden Winter auf dem Eis des Sees angelegt und beginnen gegen Ende der kalten Jahreszeit zu schmelzen, was zu einigen hochgradig dramatischen Engpässen führt, bei denen die Fahrer auf schwachem Eis an die Grenzen gehen und nur eine weitere schwere Ladung riskieren. Sollte dir zumindest etwas Story-Futter geben :)
Es ist mir unklar, warum die Antwort nicht lautet: "Folgen Sie dem Schiff zur Fahrspurherstellung zu Ihrem Ziel" oder was dazu gedacht ist, diese Fahrspuren offen und nutzbar zu halten, ohne dass das Schiff anwesend ist.
Ich habe dafür gestimmt, diese Frage offen zu lassen, aber ich habe sie abgelehnt. Sie bitten uns, die effizienteste Methode zur Durchführung einer fiktiven Aktion mit fiktiven Schiffen zu ermitteln, die auf einem fiktiven Motor im Laufe einer galaktischen Rotation (230 Millionen Jahre ) basieren. Das gesamte Konzept ist so weit in den Tiefen der Clarkean Magic, dass die Frage der Effizienz zu 100% irrelevant ist. Vielleicht hätte ich für das Schließen stimmen sollen, da es hauptsächlich auf Meinungen basiert. Meh.

Antworten (2)

Wenn sich die Bahnen selbst nicht zusammen mit der Galaxie, in der sie sich befinden, durch den Weltraum bewegen, dann ist das gesamte System eine Wäsche. Aber wenn sie es tun (und Ihrer Beschreibung nach klingt es so), dann haben Sie unter den von Ihnen festgelegten Parametern möglicherweise nicht die Probleme, die Sie sich vorstellen.

Denken Sie daran, dass sich eine Galaxie nicht nur dreht, sondern sich auch durch das Universum bewegt. Wie Sie sie beschreiben, sind Ihre Warpspuren in Bezug auf das galaktische Zentrum fixiert. Wenn dem so ist, bedeutet das, dass sie zusammen mit der Galaxie im Allgemeinen reisen; Wenn nicht, dann sitzen sie allein im Weltraum, während der Rest der Galaxie sie schnell hinter sich lässt. Wenn sie also zusammen mit der Galaxie reisen, warum können sie dann nicht auch die Galaxie umkreisen wie jeder andere Bewohner?

Nun, auf den ersten Blick scheint das Ihr Problem nicht vollständig zu lösen, da Sternensysteme alle eine Galaxie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umkreisen. Da Sie jedoch einen Spielraum von bis zu 20% erwähnen, müssen Sie sich darüber wahrscheinlich überhaupt keine Sorgen machen, da es viele tausend Jahre relativer Drift zwischen den Systemen dauern würde, bis sich eine Warp-Spur über diese Grenze hinaus "erstreckt". Alternativ (oder zusätzlich) könnten Sie mehrere Endpunkte im Voraus einrichten, um ältere zu ersetzen, wenn sich Planetensysteme in der Entfernung zueinander verschieben, aber das wäre eine weit in die Zukunft gerichtete Planung.

Als viel kleinere Sorge sollten Sie auch bedenken, dass die Umlaufebene eines Sonnensystems nicht unbedingt mit der Ebene der Muttergalaxie übereinstimmt. Die Bahnebene unseres eigenen Sonnensystems liegt ungefähr in einem 60-Grad-Winkel zur Bahnebene der Milchstraße. Wenn Sie Ihre Warp Lane-Systeme entwerfen, können Winkel, die günstiger oder extremer zueinander sind, von Fall zu Fall einen gewissen Einfluss auf die idealen/optimalen Endpunkte für Ihre Lanes haben. (Zum Beispiel könnte eine Spur in der Lage sein, im Wesentlichen einen inneren Planeten mit einem anderen inneren Planeten zu verbinden, während in einem anderen Fall eine Spur besser geeignet ist, am Rande des Systems herauszukommen.) Aber selbst dann würde der Winkel zwischen den Systemen benötigt ziemlich nahe an 90 Grad sein, damit dies ein Problem darstellt.

Update als Antwort auf den Kommentar zum "Verdrehen und Wenden" der Warp Lane:

Eine solche Drehbewegung muss nicht auftreten. Die Faktoren, die die Position eines Objekts beeinflussen, beeinflussen nicht gleichermaßen seine Ausrichtung. Um eine sehr vereinfachte Analogie zu verwenden: Wenn Ihre Warp-Bahnen wie "Röhren" durch den Weltraum sind, müssen sie nicht an ihren Endpunkten festgebunden werden, sie müssen sich nur an ihren gewünschten Positionen befinden (umkreisen).

Theoretische Warp-Lane-Konstrukte, wie Sie sie beschreiben, hätten zwangsläufig ein gewisses Maß an "Spannung". Also, um mit meiner extrem vereinfachten Analogie fortzufahren: Stellen Sie sich einen Schlauch vor, der in ein Wasserbecken (auf der Erdoberfläche) getaucht ist. Wenn Sie einen Schlauch teilweise ins Wasser sinken lassen und dann anfangen, das Becken zu drehen, dann wird dieser Schlauch zwar dem Einfluss von Turbulenzen ausgesetzt sein, die Sie gerade erzeugt haben, aber die dominierenden Kräfte, die seine Position beeinflussen, sind Hydrostatik und Schwerkraft, so als ob das Becken ruhen würde. Wenn wir dieses Experiment in den Größenordnungen durchführen würden, mit denen Sie sich befassen, wären die Auswirkungen vergleichsweise noch vernachlässigbarer.

Es ist natürlich keine perfekte Analogie, aber es ist sehr ähnlich, wie sich die dominanten Gravitationskräfte auswirken würden, die die Endpunkte Ihrer Warp-Bahnen beeinflussen. Die Endpunkte sind nicht relativ an ihren Standorten "geklebt", sie befinden sich an ihren Standorten im Orbit. Der Rotationseinfluss von Körpern in der Nähe (dh die "Turbulenz") wird nicht ausreichen, um die Stabilität Ihrer Warp-Spur zu stören, so dass sie anfangen würden, sich auf störende Weise zu verdrehen. Vielmehr übt der gesamte Gravitationseinfluss der nahegelegenen Objekte (dh das „hydrostatische Gleichgewicht“) in Wechselwirkung mit der Masse der Fahrspur selbst den größten Einfluss aus.

Zugegeben, diese Beschreibungen sind je nach Betrachterperspektive relativ. Aber die allgemeine Vorstellung, dass stabile Warp-Bahnen nicht unbedingt katastrophal zerstörerische Verwindungseffekte aufweisen, wird unabhängig davon beibehalten. Der einfache Grund dafür ist, dass sie, wenn sie von solchen Kräften so leicht beeinflusst würden, nicht stabil genug wären, um überhaupt zu existieren.

Eines der Dinge, über die ich mir Sorgen mache, ist Folgendes: Sie beginnen in einem Sonnensystem, Sie drehen und wenden sich zusammen mit diesem Sonnensystem. Jede negative Masse, die Sie an diesem Punkt um sich herum platzieren, wird sich ebenfalls mit diesem Sonnensystem drehen und wenden. Jetzt beschleunigen Sie, Sie verwenden ein System, damit die negative Masse Ihre Geschwindigkeit nicht mitfährt, sondern im Vergleich zum Startpunkt "still" bleibt, oder die Warp-Lane selbst von sich wegdriften würde. Aber bis Sie Ihren Zielausgangspunkt erreichen, möchten Sie, dass sich der Endpunkt zusammen mit diesem Sonnensystem dreht und windet ... Was unweigerlich zu Problemen führen wird
@Demigan Ich habe meine Antwort in Bezug auf Ihren Kommentar aktualisiert. Aber die kurze Antwort ist, dass sie solchen Effekten nicht in dem Maße ausgesetzt sind, worüber Sie sich Sorgen machen.

Konstruieren Sie ein Netz aus Warp-Lanes mit festen Punkten im Raum relativ zu einem vorher festgelegten galaktischen "Handelszentrum". In Bezug auf diesen Punkt im Universum sind die Warp-Tore also unbeweglich (drehen sich nicht mit dem Rest des Universums). Ordnen Sie das Netzwerk so an, dass es immer einen Weg gibt, irgendwo in die Nähe Ihres gewünschten Ziels zu gelangen, vorausgesetzt, dass einige Orte (mit den Jahreszeiten) mehr oder weniger schwer zu erreichen sind. In diesem Szenario erfordern die „Jahreszeiten“ keinen Wiederaufbau der Warp-Lanes, sondern erfordern, dass Reisende verschiedene Routen durch den Weltraum wählen, um dorthin zu gelangen, wo sie hin möchten.

Ökonomisch bedeutet dies, dass derjenige, der das Zentrum des Netzes besitzt, einen Vorteil gegenüber dem gesamten Netzwerk von Warp-Gates hat. Aber es kann mehr als ein Netz von Warp-Toren mit unterschiedlichen relativen Zentren geben. Dies bedeutet, dass die Verkehrsführung zwischen zwei weit entfernten Orten im Universum sehr komplex, aber keineswegs unmöglich werden kann. Wenn Ihr Schiffscomputer über alle Informationen verfügt, die er benötigt, um die Bewegung dieser Netze zu simulieren, kann er im laufenden Betrieb den besten Weg zwischen zwei beliebigen Punkten generieren.

Sie benötigen also viele Warp-Gates, um zu starten, aber die Änderung der Abstände zwischen zwei Gates wird keinen Einfluss auf die Wartung der Gates haben.

Ich bin mir nicht sicher, ob dies eine solide Antwort ist. Klassifizieren Sie den Bau von Ersatz-Warp-Lanes nicht einfach als den Bau von Ersatz-Warp-Lanes neu? Sogar ein Sternensystem in der Nähe des galaktischen Zentrums wird ein paar hundert davon benötigen, ein Sternensystem am äußeren Umfang der Galaxie könnte Billionen benötigen ... Und jedes wird wahrscheinlich etwas Wartung mit Weltraumschrott und dergleichen benötigen (was geht eine Zukunftsfrage sein).
Ja, ziemlich genau das habe ich getan. Sternsysteme in der Nähe des äußeren Umfangs müssen mit weniger Zugänglichkeit fertig werden und priorisieren nur wenige Orte, zu denen sie einen relativ konsistenten Zugang aufrechterhalten möchten.