Moviéndose a través del espacio y el tiempo

Una persona siempre está motivada por un deseo de lo desconocido, incluso tiene un neurotransmisor especial, la dopamina, que es un motivador químico para obtener información. El cerebro necesita constantemente un flujo de datos nuevos, e incluso si estos datos no son necesarios para la supervivencia, sucede que hay un mecanismo y es un pecado no usarlos.

En el siguiente artículo, me gustaría describir las formas de ciencia ficción de moverse a estrellas y galaxias distantes, actualmente disponibles en el marco de teorías e hipótesis científicas.

imagen

Frente al cosmos, la mayoría de los asuntos humanos parecen insignificantes, incluso insignificantes. Karl Sagan, 1980
Cada persona al menos una vez en su vida levantó la cabeza en una cálida tarde de verano y miró las estrellas. La profundidad del espacio atrae y causa asombro, alguien, nuevamente, por un corto tiempo, y alguien de por vida.

Que hay ¬ŅHay vida all√≠? ¬ŅY qu√© milagros puede haber en estos innumerables mundos?


Por supuesto, la √ļnica forma de llegar all√≠ y descubrirlo es viajar a trav√©s del espacio-tiempo a estas estrellas, planetas, nebulosas e incluso ... GALAXIAS distantes.

Pero, ay, ah, no es el momento adecuado. ¬°Lo √ļnico a lo que llegaron nuestras tecnolog√≠as de movimiento no est√° lejos del sistema solar, gracias a las sondas autom√°ticas del proyecto Voyager, del cual la Voyager 1 se lanz√≥ en 1977!

imagen

Pero para hablar seriamente de otros mundos, necesitamos una velocidad al menos igual a la velocidad de la luz e, idealmente, superligera.

¬ŅQu√© hay en el camino?

Aquí todo es simple: las leyes de la física son fundamentales, además, fundamentales.

Ley de causalidad


La conclusión es que la investigación no puede adelantarse a la causa. Nadie vio, por ejemplo, un pato que cayó muerto primero, y luego un cazador disparó. A velocidades superiores a C, la secuencia de eventos se vuelve inversa, la cinta de tiempo se rebobina. Esto se puede verificar fácilmente a partir del siguiente argumento simple.

Supongamos que estamos en cierta nave espacial movi√©ndose m√°s r√°pido que la luz. Luego, gradualmente nos pondr√≠amos al d√≠a con la luz emitida por la fuente en tiempos m√°s y m√°s tempranos. Primero, nos pondr√≠amos al d√≠a con los fotones emitidos, digamos, ayer, luego emitidos anteayer, luego, una semana, un mes, un a√Īo atr√°s, y as√≠ sucesivamente. Si la fuente de la luz fuera un espejo que reflejara la vida, primero ver√≠amos los eventos de ayer, luego anteayer, y as√≠ sucesivamente. Pudimos ver, por ejemplo, un anciano que gradualmente se convierte en un hombre de mediana edad, luego en un hombre joven, en un hombre joven, en un ni√Īo ... Es decir, el tiempo volver√≠a atr√°s, nos mover√≠amos del presente al pasado. Las causas y los efectos cambiar√≠an de lugar.

Limitaciones de la antig√ľedad Alberta


(Teoría especial de la relatividad)

Adem√°s del problema de la causalidad, la naturaleza establece condiciones a√ļn m√°s estrictas: el movimiento es imposible de lograr no solo con una velocidad superluminal, sino tambi√©n con una velocidad igual a la velocidad de la luz: solo puede acercarse a √©l . De la teor√≠a de la relatividad, se deduce que con un aumento en la velocidad del movimiento, surgen tres circunstancias: la masa del objeto en movimiento aumenta , su tama√Īo disminuye en la direcci√≥n del movimiento y el flujo de tiempo en este objeto disminuye (desde el punto de vista del observador externo `` en reposo ''). A velocidades normales, estos cambios son insignificantes, pero a medida que se acercan a la velocidad de la luz, se vuelven m√°s notorios, y en el l√≠mite, a una velocidad igual a C, la masa se vuelve infinitamente grande , el objeto pierde completamente el tama√Īo en la direcci√≥n del movimiento y el tiempo se detiene . Por lo tanto, ning√ļn cuerpo material puede alcanzar la velocidad de la luz. ¬°Solo la luz misma tiene tal velocidad! (A la velocidad cercana a la luz, la part√≠cula "todo penetrante", el neutrino, todav√≠a se est√° moviendo).

En general, además de los problemas descritos anteriormente, hay muchos problemas, por ejemplo, a una velocidad cercana a la luz, cuando un objeto que pesa 1 kg colisiona con un grano de arena, se libera una cantidad de energía que permite convertir 10 mil toneladas de acero en vapor en 1 segundo. Si comparamos esto con la masa real de la nave estelar, entonces el poder de la explosión será igual o mayor que el poder de los procesos nucleares que tienen lugar en el Sol.

Pero el inteligente no subir√°, la monta√Īa inteligente girar√°, porque hay leyes para romperlas ... Estoy bromeando, no puedes romper las leyes, pero la ciencia ficci√≥n (y casi ciencia) nos ofrece formas de movernos en torno a los principios de SRT.

imagen

Métodos de movimientos superligeros en el espacio-tiempo.


Puentes Einstein-Rosen


Los puentes de Einstein-Rosen , tambi√©n conocidos como agujeros de gusano o agujeros de gusano, son quiz√°s los medios m√°s conocidos de viaje interestelar, y lo m√°s probable es que existan. La teor√≠a general de la relatividad de Albert Einstein predijo la existencia de agujeros de gusano, aunque a√ļn no se han descubierto.

En t√©rminos simples, el puente Einstein-Rosen es un t√ļnel en el espacio causado por la deformaci√≥n del espacio-tiempo. Los objetos masivos, como las estrellas o los agujeros negros, doblan el tiempo y el espacio, al igual que una bola de boliche dobla un trampol√≠n. Un objeto suficientemente masivo puede doblar el espacio-tiempo tanto que crea una conexi√≥n entre dos puntos que son bastante remotos en el estado normal.

Imagine una hoja de papel y dos puntos en ella. Necesita ir de un punto a otro, y si se mueve estrictamente sobre la superficie del papel, este "viaje" tomar√° alg√ļn tiempo. Sin embargo, si doblamos la hoja de modo que los puntos coincidan y la perforemos en este lugar con un l√°piz, luego, usando el l√°piz como t√ļnel (o puente), reduciremos significativamente la distancia entre los puntos.

imagen

La entrada al agujero de gusano a menudo se representaba como una entrada al t√ļnel, lo que tiene sentido dado el nombre. Pero esto es un error. En la pel√≠cula "Interestelar", este momento se muestra correctamente: desde el punto de vista del observador en el espacio tridimensional, el agujero de gusano debe verse como una esfera.

Los agujeros de gusano son un método tentador para los movimientos interestelares porque no requieren que excedas la velocidad de la luz. La física nos dice que nada puede moverse más rápido que la luz. Pero con los agujeros de gusano, se pueden superar grandes distancias interestelares sin violar esta ley.

imagen

Motor de urdimbre


Warp, tecnología FTL, que en este momento tiene una posibilidad real de implementarse. Warp se puede llamar con seguridad la forma más realista de moverse por encima de la velocidad de la luz de todos los conocidos. Deja que por ahora permanezca solo en forma de fórmulas en papel. Se trata del motor Alcubierre .

imagen

El principio de acción se deriva de una forma de eludir la Teoría Especial de la Relatividad, que postula que nada en el espacio puede moverse más rápido que la velocidad de la luz. El "camino" es que este postulado no se aplica al espacio en sí mismo, que puede contraerse y extenderse a partir de diversas influencias, por ejemplo, el campo gravitacional, el motor Warp comprime el espacio en frente de la nave y lo expande detrás de la nave, moviendo la burbuja espacial habitual junto con la nave hacia adelante .

En el universo de Star Trek, tales motores desarrollan velocidades bastante modestas seg√ļn los est√°ndares de la ciencia ficci√≥n: los viajes empresariales se limitaron a un sector de la galaxia cerca del Sistema Solar (~ 1,500 a√Īos luz), tomaron a√Īos y dejaron un mont√≥n de puntos blancos y √°reas inexploradas.

imagen

Hiperespacio


No hace mucho tiempo, aparecieron datos experimentales detallados de la nave espacial WMAP sobre las inhomogeneidades de la temperatura del CMB, que es uno de los principales objetos de observación en el estudio de nuestro universo. Un análisis de estos datos reveló una gran anomalía en la distribución angular de las fluctuaciones del CMB en armónicos bajos. Una de las explicaciones de este fenómeno fue la teoría de que la topología de nuestro universo es diferente de un plano o bola tridimensional. Al considerar la topología de nuestro universo en forma de dodecaedro, los cálculos teóricos convergen estrechamente con los datos experimentales.
“Un universo tridimensional plano y topológicamente complejo solo puede construirse sobre la base de cubos, paralelepípedos y prismas hexagonales. En el caso del espacio curvo, tales propiedades son poseídas por una clase más amplia de figuras. En este caso, los espectros angulares que se obtienen mejor en el experimento WMAP son consistentes con el modelo de dodecaedro del Universo ". Mikhail Prokhorov, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Investigador principal, Departamento de Astrofísica Relativista, Instituto Astronómico Estatal de Sternberg.
Por lo tanto, la posibilidad de la existencia del hiperespacio del Universo, en el que est√° presente nuestro universo limitado, est√° indicada por teor√≠as basadas en datos pr√°cticos sobre CMB. Sin embargo, incluso si existe hiperespacio, para moverse en este espacio se necesita alg√ļn tipo de motor especial.

Imagine que tiene un valle delante de usted y necesita llegar a un punto más allá del valle. Como solo puede moverse sobre una superficie plana (en un espacio bidimensional), debe rodear el obstáculo o bajar al valle, cruzarlo y luego subir. Pero si tiene a su disposición un avión que puede moverse en un espacio tridimensional, entonces llegará a donde lo necesita en línea recta.

En esencia, el hiperespacio tiene una m√©trica que es diferente del espacio tridimensional ordinario y el movimiento en √©l es similar al movimiento en un agujero de gusano, solo los t√ļneles pueden conectar no uno, sino varios puntos que salen al espacio tridimensional ordinario. Adem√°s, el movimiento en el propio hiperespacio diferir√° visualmente del movimiento en un agujero de gusano (contrario a las ilustraciones comunes), ya que la estructura tridimensional del universo "envolver√°" al viajero dentro del hiperespacio. Creo que si esto es posible, entonces el espect√°culo es realmente fascinante (estrellas visibles, nebulosas o c√ļmulos gal√°cticos enteros) lentamente se arrastran y se estiran, cambiando la paleta de colores durante el cambio a la zona roja cosmol√≥gica (?).

La idea del movimiento hiperespacial, en mi opini√≥n, fue filmada con √©xito en la pel√≠cula "Contacto" en 1997. (basada en la novela de Carl Sagan, la pel√≠cula gan√≥ el Premio Hugo. Segundo lugar en la lista de las pel√≠culas de ciencia ficci√≥n m√°s confiables seg√ļn la NASA). En ella, la instalaci√≥n, cuyos dibujos fueron recibidos por una se√Īal de una civilizaci√≥n extraterrestre capturada por la hero√≠na de la pel√≠cula, cre√≥ manipulaciones con energ√≠a ex√≥tica y como resultado "pas√≥" la cabina con una persona a trav√©s del espacio interior de la esfera. Aparentemente, la cabina cay√≥ en el hiperespacio, en el "t√ļnel" ya creado. Al final result√≥ que, hay una gran cantidad de estos t√ļneles en toda la galaxia, y todos son creados por una civilizaci√≥n m√°s antigua. Bueno, esto es de las palabras del representante de la raza, cuya se√Īal fue captada por la hero√≠na de la pel√≠cula. Eso es todo chicos. Personalmente, tengo esta pel√≠cula en la cima. Pero como muestra la pr√°ctica, no a todos les gusta.

imagen

Teletransportación inmaterial


Sabemos que la explicaci√≥n m√°s com√ļn para la teletransportaci√≥n es el movimiento instant√°neo de un objeto material en el espacio a una distancia arbitraria.
En este contexto, puede usar el agujero de gusano, pero ya hablamos sobre él, así que hablemos de una manera fundamentalmente diferente.

Y estamos interesados ‚Äč‚Äčen la teletransportaci√≥n de informaci√≥n sobre una sustancia, hasta una fotograf√≠a cu√°ntica, de un estado.

El proceso es aproximadamente el siguiente: su cuerpo coloca la instalación en el punto A, que lo escanea hasta las partículas subatómicas y su estado cuántico, y luego digitaliza su copia. Después de eso, el estado cuántico se transmite en un solo flujo a través de canales de comunicación estándar. Pero hay un problema: esta es una prohibición de la transmisión de datos superligeros, de acuerdo con SRT, por otro lado, si la ciencia demuestra la existencia de partículas hipotéticas con una masa de reposo negativa o imaginaria, como el taquión, la información sobre el objeto puede transmitirse a velocidad superluminal. O tal vez incluso con la ayuda de ondas gravitacionales (?). Después de eso, en el punto B, la persona se recrea en el nivel cuántico y listo, ya está en el destino. Debates sobre el "alma" destruida en la instalación. Y omito, porque soy ateo y no tengo esto en cuenta (basura).

Este método es bueno porque para la teletransportación cuántica de un objeto material, no es necesario utilizar la curvatura del espacio-tiempo y gastar una gran cantidad de energía. El problema, por supuesto, está en la entrega inicial de la instalación en sí, que reproducirá el objeto en el punto B. Pero también se puede entregar en formas más largas, sin limitarse a una o más vidas humanas.

imagen

Masa a cero


Todas las naves espaciales del universo Mass Effect de una forma u otra usan el Elemento Cero, que genera el Mass Effect designado, ya sea reduciendo la masa de objetos a su alrededor o incrementándola. Por lo tanto, es posible cambiar la Teoría de la Relatividad y superar la velocidad de la luz.

Los viajes ordinarios entre planetas y estrellas cercanas se realizan utilizando motores FTL, que solo pueden reducir la masa de la nave. Para vuelos interestelares a largas distancias, se utiliza Mass Relay: grandes estaciones construidas alrededor de n√ļcleos densos que consisten en un elemento cero. Los rel√©s generalmente est√°n vinculados a uno o m√°s rel√©s y pueden crear un corredor en el que la masa pr√°cticamente desaparece, transfiriendo casi instant√°neamente la nave a miles de a√Īos luz.

imagen

Curvas cerradas como el tiempo


La √ļltima forma de movimiento superluminal, que consideramos, a primera vista parece la menos cient√≠fica.

Durante 55 a√Īos, la serie Doctor Who ha estado contando sobre aventuras en el tiempo y el espacio del Doctor y sus compa√Īeros humanos. ¬ŅQu√© veh√≠culos usaron? Una gran caja azul conocida como TARDIS (Tiempo y dimensi√≥n relativa en el espacio), que puede transferirlos a cualquier lugar y en cualquier momento que lo deseen.

Construidas (o m√°s bien cultivadas) por la antigua raza de los Se√Īores del Tiempo, las TARDIS son m√°s m√°gicas que la tecnolog√≠a Mass Effect. Como el propio Doctor explic√≥, su veh√≠culo es una "fvrevina temporal svremennoe con pelusa temblorosa". Parece haber alg√ļn tipo de retraso al moverse en la TARDIS, es decir, est√° m√°s cerca del hiperimpulsor que del teletransportador. Pero, de hecho, la TARDIS desaparece aqu√≠, vuela a trav√©s del "torbellino temporal" y aparece all√≠. Eso es todo lo que realmente necesitas saber.

imagen

O no? Resulta que la TARDIS tiene una base a√ļn m√°s te√≥rica que el hiperespacio.

En 2013, los físicos Benjamin C. Tippett y David Tsang publicaron un documento proponiendo los fundamentos teóricos de la creación de una máquina de tiempo real, es decir. Una forma de viajar a tu pasado. El artículo se tituló "Dominios retrógrados de achnronal transitables en el espacio-tiempo" (consulte la abreviatura).

Tippett y Tsang describen a un viajero en el tiempo en una burbuja de espacio-tiempo que entra en una curva cerrada similar al tiempo (esencialmente lo mismo que el puente Einstein-Rosen). Dentro de esta curva, el viajero puede ir a cualquier parte en su propia línea de tiempo, mientras que dentro de la burbuja el tiempo parece fluir como de costumbre.

Dos físicos incluso han sugerido que las curvas temporales se pueden separar y conectar, lo que hace posible viajar no solo en su propia línea de tiempo, sino en cualquier lugar en el tiempo y el espacio.

Bueno, como todo lo que puedo ofrecerte.

Seguramente me perdí algo o incluso fui demasiado lejos en el reino de la fantasía. Así que estoy esperando tu versión en los comentarios.

Source: https://habr.com/ru/post/444244/


All Articles