Was würde ein externer Beobachter sehen, wenn er an einem Antriebsschiff von Alcubierre vorbeifährt?

Dies ist ein ziemlich normales Problem der Speziellen Relativitätstheorie.

Um hier nicht all die Mathematik zu groken, was Sie berücksichtigen müssen, sind die einzelnen Photonen, die von verschiedenen Punkten des Schiffes kommen und sich genau mit Lichtgeschwindigkeit auf den Beobachter zubewegen. Besondere Vorsicht für den Moment, in dem das Photon die Grenze der Antriebsblase von Alcubierre überspringt.

Da die Wellenlänge (oder Frequenz) von der relativen Geschwindigkeit des Emitters und des Beobachters beeinflusst wird, sollten wir anfangen zu denken, dass ein Standard-Doppler-Effekt hierher gehört, mit rötlichem Licht für ein sich entfernendes Raumschiff und bläulichem für ein sich näherndes, aber das ist nicht wahr. Ein Schiff in einer Antriebsblase von Alcubierre bewegt sich nicht, die Blase selbst bewegt sich, also gibt es keine Wellenlängenänderung.

Interessant ist, wie die Photonen die Blase durchqueren. Ich stelle mir das als eine sehr extreme Brechung vor, die nicht durch irgendein Material verursacht wird, sondern dadurch, dass die Metrik der Raumzeit komprimiert oder expandiert wird.

Es gibt zwei Effekte: Einer ist der von Photonen, die aus unterschiedlichen Entfernungen kommen (der Standardeffekt, der dazu führt, dass Sie sowohl eine vollständige Seite eines Würfels senkrecht zu Ihnen als auch seine Vorderseite auf derselben Seite sehen) und ein anderer, der durch Brechung verursacht wird, bei dem die Photonen ' Richtung wird geändert.

Eine Zusammenfassung wäre, dass Sie ein sehr sehr verzerrtes Bild in Echtfarbe sehen.

Ein Lichtstreifen, der in zwei Richtungen von Ihnen weggeht.

Es gäbe keine Doppler-Verschiebung, aber mit moderneren Interpretationen, die weniger als ein Universum voller Energie erfordern würden, ist die Blase innen größer als außen. Alles im Inneren würde von einem externen Beobachter sehr klein aussehen.

Sie würden natürlich sehen, wie sich das Licht von ihm zurückzieht, nachdem es vorbeigegangen ist, aber es scheint sich auch auf dem Weg zurück zu bewegen, den es gekommen ist, weil es sein eigenes Licht auf dem Weg zu Ihnen überholt hat.

Ein Alcubierre-Antrieb erzeugt im Wesentlichen ein schwarzes Loch wie eine Kompression der Raumzeit vor dem Schiff, ein weißes Loch wie eine Expansion dahinter und einen zeitraumneutralen Bereich in einem Ring um ihn herum. Je nachdem, in welchem ​​Winkel das Licht auftrifft, werden also unterschiedliche Dinge passieren.

Der Bereich hinter dem Schiff übt eine nach außen gerichtete Krümmung auf alles Licht aus, das sich ihm nähert, enthält jedoch nicht unbedingt Energie zum Emittieren; also kann es sein, dass es nicht so hell ist. Bei niedrigen Geschwindigkeiten würde eine negative Masse wie ein weißer, durchscheinender Plastikklecks aussehen, aber wenn das Feld intensiver wird, wirkt sie undurchsichtiger und erzeugt eine weniger gestreute Reflexion, wodurch sie spiegelähnlicher wird. Im Fall von FTL bedeutet sich schneller als Licht zu bewegen, dass kein Licht von hinten eingeholt werden kann, um davon zu reflektieren, und Licht, das es überholt, kann nicht schneller weggedrückt werden, als es getroffen wird. Dies bedeutet, dass Licht wie ein Kegel aus dem hinteren Feld ausstrahlt und einem ähnlichen Muster wie bei einem Überschallknall folgt.

Licht kann sich durch den Ring des normalen Raums um Ihr Schiff herum bewegen, aber es wird alles in Ihrem weißen Lochfeld aufgewirbelt, was bedeutet, dass Sie die Form Ihres Schiffes überhaupt nicht sehen können.

Die positive Masse vor Ihrem Schiff absorbiert alles Licht; also nichts zu sehen.

All diese Faktoren zusammen bedeuten, dass Sie nur als flache Lichtscheibe erscheinen, die von Ihrem hinteren negativen Massenfeld ausgeht.

Das Licht, das emittiert wird, wenn Sie näher am Ziel sind, während Sie sich ihm nähern, wird jedoch zuerst angezeigt, gefolgt von dem, was zuvor emittiert wurde. Das heißt, Sie sehen den "Leuchtboom" umgekehrt. Sie können auch sehen, dass der Lichtring schneller als das Licht implodiert, wenn Sie zwischen 1c und 2c unterwegs sind. Dies ist nur eine optische Täuschung, die durch das Licht verursacht wird, das Sie alle ungefähr zur gleichen Zeit einholt. Je schneller Sie sich bewegen, desto langsamer scheint der Ring zu implodieren und desto dunkler wird das Licht.

Die letzte Frage ist die Farbe. Trotz vieler Antworten, die besagen, dass es keine Rotverschiebung geben wird, ist dies einfach nicht wahr. Die Rotverschiebung wird verursacht, weil Lichtwellen in Bereichen des Raums ausstrahlen, die sich im Laufe der Zeit relativ zu Ihrer Position ändern. Wie diese Änderung erfolgt, ist irrelevant, da sich alles Licht, das Ihre Warp-Blase verlässt, mit 1c bewegt. Wenn ein Schiff auf Sie zubeschleunigt und sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, sehen Sie eine Blauverschiebung. Wenn es auf 1c trifft, werden alle Lichtwellen vorübergehend zu einem superdichten Gammastrahlenausbruch verdichtet, aber was cool ist, ist, dass das Warpschiff, sobald es 1c überschreitet, tatsächlich rotverschoben wird, selbst wenn es sich auf den Beobachter zubewegt, weil die Wellen invertiert werden und Sie werden eine Blauverschiebung nur bei bestimmten Winkeln sehen, bei denen der relative Winkel des Schiffes zum Beobachter eine relative Annäherungsgeschwindigkeit zwischen 0c und 1c erzeugt

Ein letztes Detail, das Sie beachten sollten, ist, dass das Schiff Sie bereits erreicht oder an Ihnen vorbeigefahren ist, wenn Sie diese leichte Implosion sehen; Es gibt also noch ein weiteres bemerkenswertes Phänomen: Wie sieht ein FTL-Schiff aus, das direkt neben Ihnen aus dem Warp kommt?

Erinnern Sie sich an das schwarze Loch vor Ihrem Schiff? All das Licht und die Materie, die es während des Transports aufgesaugt hat, wird freigesetzt, wenn Sie aus dem Warp kommen. Nehmen wir an, es braucht Zeit, um ein Warpschiff zu verlangsamen, wenn Sie Ihr Warpfeld senken. Das bedeutet, dass Sie kurz vor der Ankunft des Schiffes eine sehr blau verschobene Lichtkugel aus dem Nichts auftauchen sehen, wenn das Schwarze Loch aufhört, stark genug zu sein, um sein gesamtes Licht zu halten. Es scheint sich schneller als Lichtgeschwindigkeit zu bewegen, aber das ist eine Illusion, sobald Sie dies sehen, bedeutet dies, dass sich das Schiff mit weniger als 1c bewegt. Sie werden auch sehen, wie sich ein Lichtring ausdehnt. Dies ist der Lichtring, den ich zuvor besprochen habe, da er bei weniger als 1c erscheint. Wenn das Schiff langsamer wird, beginnt die blaue Schicht abzufallen, und der Lichtring beginnt, die Richtung und Rotverschiebung umzukehren, wenn das umgekehrte Wellenphänomen beginnt, Sie einzuholen, wie zuvor besprochen. Wenn das Schiff ankommt, sehen Sie immer noch den implodierenden Lichtring, der in der Ferne dahinter verblasst.

Ich würde sagen, als ein äußerer Beobachter des Warp-Feldes, wenn es vorbeikommt, würde das Schiff sehr, sehr lang erscheinen und sich über den gesamten „komprimierten“ Raum erstrecken. Wenn eine Meile in 30 Fuß komprimiert wird, erscheint ein 30-Fuß-Schiff als eine Meile lang, da es tatsächlich diese ganze Meile gleichzeitig überspannt.

Ich denke, es würde zuerst am nächstgelegenen Punkt (oder Punkten, wenn der Reiseweg keine Linie, sondern eine Kurve ist) für den Betrachter erscheinen (da das zurückgeworfene Licht zuerst von diesem Ort ankommen sollte) und dann sollte sich das Bild (oder die Bilder) aufteilen zwei Bilder, die auf dem Reiseweg vorwärts und rückwärts zu den entferntesten Stellen des Reisewegs reisen. Einige Bilder, wenn der Fahrweg eine Kurve ist, können auf den weiteren "Fahrwegkurvenspitzen" zusammenlaufen und dann verschwinden.

Wenn der Fahrweg eine Kurve ist, können Schiffsbilder nacheinander erscheinen (es kann so aussehen, als gäbe es mehr davon, mindestens zwei im Falle einer Linie, nicht eines Kurvenwegs), basierend auf der Entfernung der "Kurvenspitze" zum Betrachter .

Aber das würde immer noch mit Lichtgeschwindigkeit passieren, also nehme ich an, dass es nur ein paar Blinzeln sein würde, wenn überhaupt. Und danach sollte der Ton kommen (wenn nicht im Weltraum).

Aus diesem Blinken können sich die Motoremissionen ausbreiten. Aber anfangs haben sie Schiffsgeschwindigkeit und werden nach einer Weile langsamer.

Wenn Sie durch den Ereignishorizont der Antriebsblase klar sehen können, dann ist es eine grundlegende relativistische Frage; Antwort: Das Schiff erscheint am Punkt der engsten Annäherung und zieht sich dann von dort in beide Richtungen mit einer großen Knotengeschwindigkeit zurück, das ist für einen geradlinigen Transit, der höchstwahrscheinlich angesichts der Probleme des Wendens bei diesen Geschwindigkeiten ist.

Nun kann es sein, dass der Ereignishorizont in irgendeiner Weise undurchsichtig oder stark verzerrt ist. In diesem Fall sehen Sie immer noch ein Objekt am Punkt der größten Annäherung erscheinen und in zwei Richtungen verschwinden, aber jetzt ist dieses Objekt kein Schiff, sondern die Blase darum die selbst aus nächster Nähe sichtbar oder nicht sichtbar sein können und jedes vorstellbare Aussehen haben können, wenn sie sichtbar sind.

Ich bin mir nicht sicher, warum, aber ich glaube, dass jede FTL-Technologie, unabhängig von den Methoden, als kleiner Ausbruch von Gammastrahlung erscheinen würde, wenn sie sich an einem äußeren Beobachter vorbei „bewegt“. Der Grund dafür ist, dass der Weltraum kein perfektes Vakuum ist. Es werden diffuse Gase und Staub hervorgehoben. Alq Drive erschafft sein eigenes kleines Universum. Wenn der Raum verzerrt/komprimiert, u komprimiert wird, wird die an der Grenze gefangene Materie effektiv auf FTL-Geschwindigkeiten beschleunigt, da sie mit einer Grenzschicht aus Alq gebürstet wird. Fahrt. Da nichts schneller sein kann als Licht innerhalb desselben Bezugsrahmens, werden Gas und Staub zu Gammastrahlung. Mit Alq. Beim Fahren müssen wir uns mit dem Konzept der realisierten Geschwindigkeit wohlfühlen. Geschrieben als V^r . Wobei 'r' ein Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit 'v' ist. V^1 ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. V^2 ist doppelte Lichtgeschwindigkeit und so weiter.

Gar nichts.

Erstens ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Alcubierre-Blase bewegt, so groß, dass sie nicht lange genug in Sichtweite wäre, um sie zu sehen. Es dauert ungefähr eine Zehntelsekunde, um ein Objekt zu sehen. Selbst wenn Sie das Objekt aus 1000 Meilen Entfernung sehen könnten, als es mit 182.000 Meilen pro Sekunde vorbeiflog (vorausgesetzt nur mit Lichtgeschwindigkeit und nicht schneller), wird es nur weniger als 1 Hundertstel Sekunde in Ihrer Reichweite sein. Nicht annähernd lange genug für Ihr Gehirn, um zu erkennen, dass das Objekt überhaupt da war.

Zweitens funktioniert ein Alcubierre-Antrieb, indem er das Schiff aus der normalen Raumzeit herausholt, was bedeutet, dass das Schiff für den Rest des Universums nicht mehr in der normalen Realität existiert. Es gibt also nichts zu sehen, selbst wenn Sie die Fähigkeit hätten, etwas zu erkennen und sich mit dieser Geschwindigkeit zu bewegen.