Tanyakan pada Ethan: Fisika mustahil apa yang mungkin dicapai dengan drive warp?

gambar
Enterprise starship dari Star Trek: The Next Generation

Ketika debut seri Star Trek 50 tahun yang lalu pertama kali memperkenalkan drive warp ke dalam kesadaran publik, pemahaman kita tentang alam semesta berbeda dari hari ini. Pertama, mesin lungsin hanyalah alat bantu untuk plot, yang memungkinkan untuk mencapai bintang yang jauh tanpa menua karakter dan Semesta. Diyakini bahwa itu secara fisik tidak mungkin, karena melanggar hukum relativitas Einstein. Kedua, diyakini bahwa gravitasi bekerja untuk menarik galaksi yang jauh satu sama lain, dan bahwa jika Anda bepergian dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, maka pada akhirnya terbang ke mana saja; kami tidak tahu tentang energi gelap. Sebuah studi tahun 1998 tentang Alam Semesta yang dipercepat memberi tahu kami bahwa hanya 3% galaksi di Alam Semesta yang dapat diobservasi yang dapat dijangkau dengan kecepatan cahaya. Tetapi pada tahun 1994, Miguel Alcubierre menemukan solusi untuk relativitas umum, yang tiba-tiba memindahkan mesin lungsin ke area yang secara fisik memungkinkan. Bisakah warp drive membantu kita mencapai galaksi-galaksi ini? Pembaca hanya tertarik pada ini:
Akankah mungkin, menggunakan mesin Alcubierre , untuk mencapai galaksi yang saat ini dianggap tidak terjangkau?

Jawaban positif untuk pertanyaan hanya membuka tabir apa yang mungkin terjadi dalam kasus ini.


Seperti apa bentuk mesin warp

Di alam semesta kita, hal-hal yang mungkin dan tidak mungkin dibedakan oleh teori relativitas. Sehubungan dengan partikel materi lain atau radiasi, baik itu masif atau tanpa massa, tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Secara fisik tidak mungkin untuk mempercepat objek besar ke kecepatan cahaya, karena ini akan membutuhkan banyak energi. Kita hanya bisa berharap untuk mendekatinya, yang akan memungkinkan kita melakukan perjalanan dengan sangat cepat, tetapi tidak dengan cepat. Karena jalinan Semesta, ruang-waktu, dengan sendirinya mengembang pada kecepatan tertentu, galaksi yang jauh dari kita akan menjauh dari kita dengan kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan cahaya. Tentu saja, mereka tidak bergerak secara langsung, tetapi perluasan Semesta menjamin bahwa segala sesuatu yang berjarak 15 miliar tahun cahaya dari kita tidak akan dapat diakses oleh kita karena ruang yang terlalu cepat berkembang di antara kita.


Kuning adalah Alam Semesta yang dapat diamati, ungu dapat dicapai

Tidak peduli berapa banyak energi yang kita pompa ke pesawat ruang angkasa, tidak masalah seberapa dekat kita dengan kecepatan cahaya, galaksi yang berada di luar zona yang dapat dijangkau akan berkembang jauh dari kita dengan kecepatan yang melebihi batas relativitas Einstein. Seiring waktu, mereka akan semakin jauh dari kita, bahkan jika kita terbang ke arah mereka dengan kecepatan cahaya. Inilah yang terlihat seperti Alam Semesta, di mana materi gelap mendominasi: bahkan jalinan ruang bermain melawan Anda. Tetapi keputusan Alcubierre untuk GRT tidak hanya mengubah batasan-batasan ini, tetapi juga menghilangkannya. Suatu objek masih tidak dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya melalui ruang, tetapi tiba-tiba ruang di sekitar objek Anda dapat melakukan sesuatu yang tidak terjadi sebelumnya.



Meskipun solusi Alcubierre membutuhkan jenis materi atau energi baru - suatu zat dengan massa negatif / energi istirahat - solusi ini memungkinkan Anda untuk secara signifikan mengubah bentuk (kompres) ruang di depan Anda ke arah gerakan Anda, dan pada saat yang sama membalikkan bentuk (memperluas) ruang di belakang Anda. Secara praktis, ini memungkinkan Anda untuk mengurangi jarak berbaring di depan Anda puluhan, ratusan atau ribuan kali: ini setara dengan bergerak pada kecepatan lebih besar dari Warp 9 di alam semesta Star Trek. Dan jika Anda dapat mengompres jarak ke tujuan Anda, Anda dapat mengatasi ekspansi ruang di alam semesta yang mengembang.

Efek dari apa yang tiba-tiba menjadi mungkin secara fisik sangat mengejutkan.


Cluster galaksi jarak jauh tidak dapat dicapai tanpa mesin warp

Lihat galaksi yang tak terlihat. Anda tidak hanya dapat "menangkap" segala sesuatu yang bergerak di ruang angkasa dari Anda, bahkan jika ruang mengembang lebih cepat dari kecepatan cahaya - ini memungkinkan Anda untuk "menangkap" galaksi di luar Alam semesta yang dapat diamati! Sekarang kita hanya bisa melihat jarak yang ditempuh cahaya melalui alam semesta yang mengembang dalam 13,8 miliar tahun yang telah berlalu sejak Big Bang. Tetapi jika Anda dapat merusak ruang dan melampaui batas dengan menyalip foton dalam perjalanan Anda, Anda dapat terbang melintasi Semesta dan melihat bintang, galaksi, dan bagian Semesta yang cahayanya tidak akan pernah mencapai Bumi. Ini benar-benar akan menjadi perjalanan ke tempat-tempat yang belum pernah dikunjungi sebelumnya!



Untuk melihat masa depan yang tidak akan pernah dilihat Bumi. Segala sesuatu di Alam Semesta melihat Alam Semesta yang sama seperti kita: Alam Semesta, ada 13,8 miliar tahun. Tetapi ketika kita melihat bintang-bintang dan galaksi yang berjarak ribuan, jutaan, atau milyaran tahun cahaya dari kita, Anda melihat apa itu ribuan, jutaan atau miliaran tahun yang lalu! Untuk semua galaksi yang tidak ada di grup lokal kami, ada batasan berapa usia kita bisa melihatnya, karena hanya "cahaya muda" yang bisa menjangkau kita. Cahaya yang dipancarkan oleh sebagian besar galaksi tidak akan pernah mencapai kita karena perluasan alam semesta. Tetapi dengan memiliki mesin warp, kita dapat mengunjungi mereka dan melihat hari ini. Ini akan memungkinkan kita untuk mengamati tahapan evolusi kosmik secara langsung - untuk apa yang hanya dapat kita tebak.


Bintang berdebu yang sangat muda, seperti apa matahari kita semasa muda

Untuk melihat diri kita di masa lalu. Mesin lungsin tidak dapat bergerak dalam waktu, tetapi jika dimungkinkan untuk menyalip cahaya yang dipancarkan Bumi, Matahari atau Bima Sakti, maka Anda dapat menangkapnya dengan bantuan alat yang sesuai. Anda dapat terbang kembali 65 juta tahun cahaya, dan dengan bantuan teleskop yang cukup kuat, Anda dapat melihat asteroid yang menghancurkan dinosaurus. Terbanglah sejauh 12.000 tahun cahaya dan saksikan akhir zaman es terakhir. Terbang selama 53 tahun cahaya dan lihat sendiri siapa yang membunuh John F. Kennedy. Terbang 4,5 miliar tahun cahaya jauhnya dan saksikan kelahiran tata surya. Mesin lungsin, ditambah dengan teleskop yang kuat, dapat menjadi alat forensik yang ideal.


Sebuah kapal dengan senjata konvensional, seperti laser yang dibatasi oleh kecepatan cahaya, dapat dengan mudah diakali dan dihancurkan dengan mesin warp

Berlari lebih cepat dari senjata apa pun, serang sepenuhnya tiba-tiba. Pertempuran apapun dibatasi oleh kecepatan benda: kecepatan cahaya. Tetapi jika Anda bisa bergerak lebih cepat, maka serangan yang dibatasi oleh kecepatan cahaya tidak akan menyakiti Anda. Dan jika Anda, sebagai penyerang, mendekati target dengan kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya, itu tidak akan dapat membangun kedekatan Anda dengan sensor apa pun. Faktanya, jika Anda berhasil mengenai lawan Anda dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya, maka dia akan pertama-tama merasakan pukulan itu, lalu dia akan melihat tinju Anda di wajahnya, dan kemudian dia akan melihat bagaimana tinju Anda menjauh dari wajahnya dengan kecepatan tinggi yang sewenang-wenang.

Dengan cara yang sama, Anda dapat membuat ilusi atau efek yang sekilas melebihi kecepatan cahaya, meskipun hanya jalinan ruang yang berubah.



Pada kenyataannya, mesin warp tidak akan melanggar hukum fisika. Distorsi ruang yang terkendali hanya akan memintas satu batasan yang mungkin - bahwa tidak ada benda yang dapat bergerak di ruang relatif terhadap objek lain lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Jika mesin Alcubierre itu nyata, kita tidak hanya bisa mencapai bintang atau galaksi di Semesta, tetapi juga mencapai apa yang dianggap mustahil hari ini. Kita dapat mengetahui hal-hal yang tidak dapat kita ketahui dengan cara lain - untuk menguji keyakinan kita bahwa Semesta bersifat isotropik, homogen, dan bahwa sifat-sifat CMB adalah sama untuk semua titik ruang. Pengenalan teknologi fantastis ke dalam kehidupan akan menjadi berkah paling luar biasa bagi sains dari semua yang bisa dibayangkan.

Source: https://habr.com/ru/post/id405421/


All Articles