Ist der Warp-Antrieb ein legitimer Weg der wissenschaftlichen Untersuchung?

Ich habe eine Reihe von Online-"Pop-Sci"-Artikeln zum Thema "Warp-Antrieb" gelesen - abgeleitet von der Arbeit, die ursprünglich von Alcubierre durchgeführt wurde.

Einige der jüngsten Artikel besagen, dass es Forscher bei der NASA gibt, die eine theoretische Grundlage dafür gefunden haben, den Weltraum nicht nur auf die von Alcubierre beschriebene Weise zu „verzerren“, sondern dass Schätzungen über die Mengen an „exotischer“ Materie, die erforderlich sind, um ihn zum Laufen zu bringen, weit entfernt sind vernünftiger als ursprünglich angenommen (~500 kg statt ~1 Jupitermasse) und dass derzeit Laborversuche durchgeführt werden, um dies alles zu validieren. Darüber hinaus würde es problemlos eine interstellare Reise von sagen wir 20 Lichtjahren in nur wenigen Monaten ermöglichen. Einige Aussagen wurden gemacht, dass wir nur noch wenige Jahrzehnte von einem echten Raumschiff entfernt sein könnten, das zu einer solchen Reise fähig ist.

Meine Frage ist: Was wurde bisher wirklich geleistet, bewiesen oder widerlegt?

Ich denke, meine Frage hatte wirklich zwei grundlegende Teile (1) die Feststellung der Glaubwürdigkeit von Behauptungen in Bezug auf theoretische/experimentelle Forschung auf der Grundlage der „Alcubierre-Metrik“ und, falls glaubwürdig, (2) wo fällt diese Arbeit auf den Weg zu einer umsetzbaren Technologie . Ich stimme zu, meine Frage(n) gehören wahrscheinlich eher in die Physik SE als hier.
Dies kann eine kohärente Einzelfrage sein, wenn man sich strikt auf die Legitimität konzentriert. Die Frage, die sich stellt, ist, ob die Erforschung von Schneller-als-Licht-Reisen (FTL) legitim ist. Einige Leute verwenden Definitionen von "Warp", um abzulenken. FTL-Reisen sind leicht definierbar und verstoßen per Definition gegen die spezielle Relativitätstheorie. Die Antwort ist zweiteilig, 1) dass die Alcubierre-Metrik nicht unbedingt FTL ist und 2) FTL-Reisen nicht möglich sind.
Das ist für mich verwirrend, weil ich dachte, der entscheidende Punkt ist, dass Alcubierre eine "Schlupfstelle" in der Relativitätstheorie gefunden hat, die effektiv eine Form von FTL-Reisen erlaubt (keine Geschwindigkeitsbegrenzung bei Ausdehnung oder Kontraktion des Weltraums), und dass die Theorie solide ist und nur geht Fragen der Machbarkeit der Umsetzung.
Der Alcubierre-Antrieb erfordert eine negative Masse. Bisher gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass Materie mit negativer Masse existiert. 500kg Zeug, das es nicht gibt, ist nicht vernünftiger als 1 Jupiter Masse Zeug, das es nicht gibt.

Antworten (4)

Wenn Sie viele Internetforen lesen, wie Reddit und Quora, und sogar dieses hier in gewissem (aber geringerem) Maße, werden Sie eine Menge Skepsis gegenüber der möglichen Funktionsweise des Alcubierre-Laufwerks feststellen. Die meisten wissenschaftlichen Arbeiten und anderen Quellen, die ich finden konnte, neigen jedoch dazu, nicht skeptisch zu sein, warum ist das so? Schwer zu sagen, vielleicht bemühen sich Menschen außerhalb der formellen Wissenschaft stärker, bestimmten kontroversen Themen skeptisch gegenüberzustehen.

Das heißt, es kommt darauf an. Ja, der Alcubierre-Antrieb ist nach den aktuellen Gesetzen der Physik ein vernünftiger Weg, um eine gültige Art zu erklären, schneller als Licht zu reisen, und der einzige Weg (es sei denn, es werden jemals Wurmlöcher beobachtet), um die Lichtgeschwindigkeit zu „brechen“. Allerdings, und das ist ein großer Unterschied, was AD für unsere gegenwärtige Zivilisation unmöglich oder unglaubwürdig macht, ist, wie man es zum Laufen bringt. Dazu bräuchten wir entweder exotische Materie mit negativer Masse (was noch hypothetisch ist) oder irgendwie den Casimir-Effekt nutzen, der negative Masse verursacht. Beides ist nicht unmöglich, aber wir wissen noch nicht, wie es geht. Also, vielleicht würde morgen jemand den Weg finden oder vielleicht nie.

Wenn Sie also zum Beispiel an einem Science-Fiction-Buch arbeiten und wollen, dass es hartes Sci-Fi wird, ist der „schwierige“ Weg, FTL zu machen, mit AD, aber für viele Leute ist das selbst dann nicht mehr der Fall „hartes“ Sci-Fi (aber das ist irgendwie subjektiv).

Danke für die Erwähnung des Casimir-Effektwinkels. Ich habe gesehen, wie Alcubierre FTL entlassen wurde, weil es "exotische Materie erfordert"; diese Abhängigkeit scheint im Mittelpunkt der Skepsis zu stehen. Da der Casimir-Effekt, wie Sie betont haben, diese Abhängigkeit von exotischer Materie ersetzt, stellt sich die Frage (und meine eigentliche Frage), ob FTL von der bekannten Physik absolut verboten ist oder ob es eine Frage des "Wie" ist. Es ist keine weltbildende Frage, es geht nur darum, eine rationale Perspektive zu bewahren und sich weder in übertriebenem Optimismus noch in abschätziger Skepsis zu verfangen.
Nun, wie andere Benutzer erwähnt haben, wäre der Alcubierre Drive auch ohne FTL ein unglaublicher Fortschritt in der Technologie und würde es ermöglichen, das Sonnensystem einfach zu erkunden und zu kolonisieren (dies wird übrigens selten in Sci-Fi verwendet) und noch mehr, in der Nähe des Sternensystems wäre Reichweite in einem Menschenleben (es wird noch Jahrzehnte dauern, außer in Fällen wie Alpha Centauri und Barnard, vorausgesetzt, wir verstehen bestimmte wichtige praktische Aspekte wie den Umgang mit der Explosion am Zielort, die Navigation und wie man den Effekt "abschaltet", um ihn zu "abschalten". entschleunigen), daher ist die Untersuchung in AWD immer noch ein sehr wichtiges Unterfangen.
Ob FTL möglich ist, nun, die klare Antwort auf unseren wissenschaftlichen Erkenntnisstand lautet nein, technisch gesehen fährt der AWD in diesem Sinne nicht FTL (es verursacht nur die Illusion), wenn es jemals praktisch möglich ist, ist es möglich und nicht nur durch den Casimir-Effekt, einige Wissenschaftler denken auch, dass die toroidale negative Energiedichte verwendet werden kann). Wenn solche praktischen Aspekte gelöst sind und es sich als möglich erweist, müssten natürlich neue Elemente wie die Akausalität neu bewertet werden.
Eine gute Nachricht und ein Update, anscheinend waren Wissenschaftler in der Lage, negative Masse zu erzeugen ( phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html ), was AD in der Realität viel praktikabler macht. Ich meine, es ist noch lange nicht geschaffen (die Mechanik, wie man es zum Laufen bringt, ist noch weit entfernt), aber die Tatsache, dass negative Masse existiert und erzeugt werden kann, ist ein wichtiger Durchbruch, da es das einzige war, was es "hypothetisch" hält ".

Ursprüngliche Antwort

Angesichts der Mathematik von Alcubierre und der Berechnungen von White ist dies ein gangbarer Weg der Forschung.

Unabhängig davon, ob es als FTL praktikabel ist oder nicht, und angesichts der erwarteten maximalen scheinbaren Geschwindigkeit von etwa der 10-fachen Lichtgeschwindigkeit (Weiß) und dass die Mathematik sagt, dass es möglich sein sollte, sollte ein Versuch unternommen werden, eine Prototypenserie zu implementieren von immensem Nutzen. Auch wenn das Laufwerk nicht funktioniert, liefert der Laufwerkstest interessante Messwerte.

Daher sind Untersuchungen der Warp-Antriebsgleichungen von Alcubierre in einem praktischen (eher als theoretischen) Modus wissenschaftlich von Nutzen.

Beachten Sie auch: Jeder gemessene Effekt, auch wenn er nicht vorhergesagt wurde, führt zu Verbesserungen in der Theorie.

Außerdem erlaubt die NASA White, ein praktisches Experiment durchzuführen.

Beachten Sie, dass Warp Drive, selbst wenn es keine FTL zulässt (oder wie Alcubierres Theorie feststellt, scheinbare FTL-durch-STL-Bewegung des Fahrzeugs innerhalb der STL-Bewegung des Raums, durch den sich das Fahrzeug bewegt), eine STL-Version immer noch massiv reduziert Reise mal. Ein 0,01-C-Laufwerk bringt den Mars nur wenige Stunden entfernt. Am weitesten entfernt ist der Mars etwa 18 Lichtminuten entfernt; 1800 Minuten Fahrzeit sind 30 Stunden - nicht einmal 2 Tage.

Beachten Sie, dass aus logistischen und gesundheitlichen Gründen eine ungefähr 60-90-tägige Mission (Hin- und Rückfahrt) das Limit ist. White hat angedeutet, dass er erwartet, dass 10 °C praktikabel sind – das bringt Alpha Centauri, die Heimat des nächsten entdeckten extrasolaren Planeten, auf eine Reisezeit von 156 Tagen. Aus praktischen Gründen ist ein 10-C-Laufwerk also kein interstellares. Bei 40 C scheinbarer Geschwindigkeit wird das Alpha Centauri-System einigermaßen praktisch. Das bedeutet, dass das Warp-Laufwerk immer noch ein systeminternes Laufwerk sein wird, es sei denn, offensichtliche Geschwindigkeiten, die höher sind als Whites 10-C-Beispiele, sind praktikabel.

2015-Aktualisierung

Es ist erwähnenswert, dass die NASA seit Mai 2015 glaubt, dass der EM-Antrieb tatsächlich einen Alcubierre-Warp erzeugt und tatsächlich Schub in einem Vakuum erzeugt. Dr. White arbeitet in dem Team, das dieses Laufwerk testet.

Die NASA hat noch keine Daten veröffentlicht, die dieser Autor zu Dr. Whites genehmigten Tests eines reinen Warp-Antriebs finden kann, aber wenn der EM-Antrieb ein Warp-Feld erzeugt, kann dies das Ergebnis zweier unabhängiger Forschungslinien sein, die zusammenlaufen.

Verweise

White, Harold „Sonny“, Warp Field Mechanics 101 (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936_2011016932.pdf) Abgerufen am 5. August 2013.

Peckham, Matt, NASA arbeitet tatsächlich am Warp-Antrieb (http://techland.time.com/2012/09/19/nasa-actually-working-on-faster-than-light-warp-drive/) Abgerufen am 5. August 2013 .

José Rodal, Ph.D, Jeremiah Mullikin und Noel Munson, Evaluating NASA's Futuristic EM-Drive , (http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/) , abgerufen am 3. Mai 2015.

Irgendwelche Informationen darüber, welches Experiment White versuchen wird?
Das Papier impliziert, einen Laser durch ein schwaches Feld von einem Bench-Rig zu führen und auf Verschiebung und Modulation zu prüfen, aber ich habe keine harten Beweise.
@aramis, warum ist "eine 160-tägige Hin- und Rückfahrt ein Alptraum"??? Ich meine, in menschlicher Hinsicht scheint das ein ziemlich geringer Preis zu sein, um als Erster in ein anderes Sonnensystem zu gelangen! Ohne zu wissen, wie der Antrieb eigentlich funktioniert, springen wir logistisch nicht auf?
Das Problem ist Lagerkoller und Lebensmittelvorräte. 160 Tage sind über den Punkt hinaus, an dem die meisten Besatzungen einen moralischen Zusammenbruch erleiden. Jede sinnvolle Reise braucht mehr als nur die Crew, die benötigt wird, um das Schiff am Laufen zu halten, aber dann kommt man auf die Frage „Wie halten wir sie während der Reise beschäftigt und bei Verstand?“

Dies ist ein Repository-Community-Wiki-Beitrag mit Verweisen auf aktuelle Arbeiten zum Alcubierre-Laufwerk bei der NASA (Harold White) und an anderen Orten.

Das Originalwerk:

Einschränkungen:

Exotische Materie ist ein Bereich, der einen Blick wert ist. Die Geometrie des Warp-Antriebs (oder äquivalent Krasnikov-Röhren) ist für FTL-Reisen nicht wirklich so interessant, wie die Leute glauben: Etwas, das normalerweise übersehen wird, ist die Kausalität der Materie-Geometrie-Abhängigkeit. Sie müssen die Materie zuerst in einer raumähnlichen Region zwischen einem Zuhause und einem Ziel einsetzen, und dann ändert sich die Raumzeit, um FTL-Reisen zu ermöglichen.

Es ist klar, dass Sie, wenn Sie auf der Erde sind, selbst wenn Sie die exotische Materie in ausreichenden Mengen hatten, immer noch eine Möglichkeit brauchen, sie entlang der Straße einzusetzen, sonst gibt es keinen Warp!. Zusammenfassend benötigen Sie also ein FTL-Laufwerk, um die Materie einzusetzen, die ein Warp-Laufwerk ermöglicht. Es könnte jedoch noch andere Anwendungen finden. Beispielsweise könnte (im Prinzip) angewendet werden, um die Grenzen der Rechengeschwindigkeit zu überschreiten, die durch die Lichtgeschwindigkeit dem lokalen Informationsaustausch zwischen verschiedenen Regionen eines Computers auferlegt werden.

Ein vernünftigerer Vorschlag für Raumfahrtanwendungen ist die Erforschung von Mikrowurmlöchern, die stabil und groß genug werden könnten, um beobachtbar zu sein, wenn exotische Materie dazu gebracht werden kann, über den Einschränkungen zu bestehen, die durch die schwachen und dominanten Energiebedingungen auferlegt werden. Eric Davis untersucht Parabolspiegel, die hohe Quantenfluktuationen auf engstem Raum fokussieren. Das dürfte interessant sein, um die Allgemeingültigkeit der Energiebedingungen zu testen

Ist der Warp-Antrieb ein legitimer Weg der wissenschaftlichen Untersuchung?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v