Bergerak menembus ruang dan waktu

Seseorang selalu didorong oleh keinginan untuk hal yang tidak diketahui, ia bahkan memiliki neurotransmitter khusus - dopamin, yang merupakan motivator kimia untuk memperoleh informasi. Otak terus-menerus membutuhkan aliran data baru, dan bahkan jika data ini tidak diperlukan untuk bertahan hidup, kebetulan ada mekanisme dan adalah dosa untuk tidak menggunakannya.

Dalam artikel di bawah ini, saya ingin menguraikan cara-cara fiksi bergerak ke bintang dan galaksi yang jauh, yang saat ini tersedia dalam kerangka teori dan hipotesis ilmiah.

Dalam menghadapi kosmos, sebagian besar urusan manusia terlihat tidak penting, bahkan sepele. Karl Sagan, 1980

Setiap orang setidaknya sekali dalam hidupnya mengangkat kepalanya pada malam musim panas yang hangat dan menyaksikan bintang-bintang. Kedalaman ruang menarik dan menyebabkan kekaguman, seseorang, sekali lagi, untuk sesaat, dan seseorang untuk seumur hidup.

Ada apa disana Apakah ada kehidupan di sana? Dan keajaiban apa yang bisa ada di dunia yang tak terhitung jumlahnya ini?

Tentu saja, satu-satunya cara untuk pergi ke sana dan mengetahuinya adalah melakukan perjalanan melalui ruang-waktu ke bintang-bintang, planet-planet, nebula, dan bahkan yang jauh ini - GALAXIES.

Tapi sayang dan ah - waktunya tidak tepat. Satu-satunya hal yang bisa dicapai oleh teknologi pergerakan kami adalah tidak jauh di luar tata surya, berkat penyelidikan otomatis proyek Voyager, yang diluncurkan Voyager 1 pada tahun 1977!



Tetapi untuk bisa serius berbicara tentang dunia lain, kita membutuhkan kecepatan setidaknya sama dengan kecepatan cahaya, dan idealnya - superlight.

Apa yang menghalangi?

Semuanya sederhana di sini - hukum-hukum fisika itu fundamental, apalagi, fundamental.

Hukum kausalitas

Intinya adalah bahwa investigasi tidak dapat mendahului penyebabnya. Tidak ada yang pernah menyaksikan, misalnya, seekor bebek pertama kali mati, dan kemudian seorang pemburu menembak. Pada kecepatan melebihi C, urutan kejadian menjadi terbalik, pita waktu diputar ulang. Ini dapat dengan mudah diverifikasi dari argumen sederhana berikut.

Misalkan kita berada di pesawat ruang angkasa tertentu bergerak lebih cepat dari cahaya. Kemudian kita akan secara bertahap mengejar cahaya yang dipancarkan oleh sumber pada waktu yang lebih awal. Pertama, kita akan mengejar foton yang dipancarkan, katakanlah, kemarin, lalu dipancarkan sehari sebelum kemarin, lalu - seminggu, sebulan, setahun lalu, dan seterusnya. Jika sumber cahayanya adalah cermin yang memantulkan kehidupan, maka kita pertama-tama akan melihat peristiwa kemarin, lalu sehari sebelum kemarin, dan seterusnya. Kita bisa melihat, katakanlah, seorang lelaki tua yang lambat laun berubah menjadi lelaki paruh baya, kemudian menjadi lelaki muda, menjadi lelaki muda, menjadi seorang anak ... Artinya, waktu akan berbalik, kita akan bergerak dari masa kini ke masa lalu. Penyebab dan efek akan mengubah tempat.

Keterbatasan Alberta Purbakala

(Teori Relativitas Khusus)

Selain masalah kausalitas, alam menetapkan kondisi yang bahkan lebih ketat: gerakan tidak mungkin dicapai tidak hanya dengan kecepatan superluminal, tetapi juga dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya - Anda hanya dapat mendekatinya . Dari teori relativitas, dapat disimpulkan bahwa dengan peningkatan kecepatan gerak, tiga keadaan muncul: massa benda yang bergerak bertambah , ukurannya menurun ke arah gerak, dan aliran waktu pada objek ini melambat (dari sudut pandang pengamat "istirahat" eksternal). Pada kecepatan biasa, perubahan-perubahan ini dapat diabaikan, tetapi ketika mereka mendekati kecepatan cahaya, mereka menjadi lebih terlihat, dan dalam batas - pada kecepatan yang sama dengan C - massa menjadi sangat besar , objek benar-benar kehilangan ukuran ke arah gerakan dan waktu berhenti di atasnya. Karena itu, tidak ada benda material yang dapat mencapai kecepatan cahaya. Hanya cahaya itu sendiri yang memiliki kecepatan seperti itu! (Pada kecepatan mendekati cahaya, partikel "semua-penetrasi", neutrino, masih bergerak).

Secara umum, di samping masalah yang dijelaskan di atas, ada banyak masalah, misalnya, dengan kecepatan mendekati cahaya, ketika sebuah benda yang beratnya 1 kg bertabrakan dengan butiran pasir, sejumlah energi yang dilepaskan memungkinkan 10 ribu ton baja diubah menjadi uap dalam 1 detik. Jika kita membandingkan ini dengan massa nyata kapal luar angkasa, maka kekuatan ledakan akan sama atau lebih besar dari kekuatan proses nuklir yang terjadi di Matahari.

Tapi yang pintar tidak akan naik, yang pintar akan memintas, karena ada hukum untuk melanggarnya ... Saya bercanda, Anda tidak bisa melanggar hukum, tetapi fiksi ilmiah (dan hampir ilmiah) menawarkan kepada kita cara untuk bergerak di sekitar prinsip-prinsip SRT.

Metode gerakan superlight dalam ruang-waktu

Jembatan Einstein-Rosen

Jembatan Einstein-Rosen , juga dikenal sebagai lubang cacing atau lubang cacing, mungkin merupakan sarana perjalanan antarbintang yang paling terkenal - dan kemungkinan besar benar-benar ada. Teori relativitas umum Albert Einstein meramalkan keberadaan lubang cacing, meskipun belum ditemukan.

Secara sederhana, jembatan Einstein-Rosen adalah terowongan dalam ruang yang disebabkan oleh deformasi ruang-waktu. Benda-benda besar, seperti bintang atau lubang hitam, menekuk ruang dan waktu, seperti bola bowling yang menekuk trampolin. Objek yang cukup masif dapat membengkokkan ruang-waktu sedemikian rupa sehingga menciptakan koneksi antara dua titik yang cukup jauh dalam keadaan normal.

Bayangkan selembar kertas dan dua titik di atasnya. Anda perlu berpindah dari satu titik ke titik lain, dan jika Anda bergerak dengan ketat di atas permukaan kertas, "perjalanan" ini akan memakan waktu. Namun, jika kita melipat lembaran sehingga titik-titik tersebut bertepatan dan menusuknya di tempat ini dengan pensil, kemudian menggunakan pensil sebagai terowongan (atau jembatan), kita akan secara signifikan mengurangi jarak antara titik-titik tersebut.



Pintu masuk ke lubang cacing sering direpresentasikan sebagai pintu masuk ke terowongan, yang masuk akal diberi nama. Tapi ini adalah kesalahpahaman. Dalam film "Interstellar" momen ini ditampilkan dengan benar - dari sudut pandang pengamat dalam ruang tiga dimensi, lubang cacing harus terlihat seperti bola.

Lubang cacing adalah metode yang menggoda untuk pergerakan antar bintang karena mereka tidak mengharuskan Anda untuk melebihi kecepatan cahaya. Fisika memberi tahu kita bahwa tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya. Tetapi dengan lubang cacing, jarak antarbintang yang sangat besar dapat diatasi tanpa melanggar hukum ini.

Mesin lungsin

Warp, teknologi FTL, yang saat ini memiliki peluang nyata untuk diimplementasikan. Warp dapat dengan aman disebut cara paling realistis untuk bergerak di atas kecepatan cahaya yang diketahui. Biarkan saja untuk saat ini tetap hanya dalam bentuk formula di atas kertas. Ini tentang mesin Alcubierre .



Prinsip tindakan mengikuti dari cara untuk memotong Teori Relativitas Khusus, yang mendalilkan bahwa tidak ada sesuatu pun di ruang angkasa yang dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya. "Jalan" adalah bahwa postulat ini tidak berlaku untuk ruang itu sendiri, yang dapat berkontraksi dan membentang dari berbagai pengaruh, misalnya, medan gravitasi, mesin lungsin memampatkan ruang di depan kapal dan memperluasnya di belakang kapal, memindahkan gelembung ruang biasa bersama dengan kapal ke depan .

Di alam semesta Star Trek, mesin seperti itu mengembangkan kecepatan yang agak sederhana dengan standar fiksi ilmiah - Perjalanan perusahaan terbatas pada satu sektor galaksi dekat Tata Surya (~ 1.500 tahun cahaya), membutuhkan waktu bertahun-tahun dan meninggalkan banyak bintik putih dan area yang belum dijelajahi.

Hyperspace

Belum lama berselang, data eksperimen terperinci muncul dari pesawat ruang angkasa WMAP pada ketidakhomogenan suhu CMB, yang merupakan salah satu objek pengamatan utama dalam studi tentang alam semesta kita. Analisis data ini mengungkapkan anomali besar dalam distribusi sudut fluktuasi CMB pada harmonik rendah. Salah satu penjelasan untuk fenomena ini adalah teori bahwa topologi alam semesta kita berbeda dari bidang atau bola tiga dimensi. Ketika mempertimbangkan topologi alam semesta kita dalam bentuk dodecahedron, perhitungan teoretis menyatu erat dengan data eksperimen.

“Semesta tiga dimensi datar yang kompleks secara topologi hanya dapat dibangun atas dasar kubus, parallelepiped, dan prisma heksagonal. Dalam hal ruang melengkung, sifat-sifat seperti itu dimiliki oleh kelas yang lebih luas. Dalam hal ini, spektrum sudut terbaik yang diperoleh dalam percobaan WMAP konsisten dengan model dodecahedron Semesta. " Mikhail Prokhorov, Doktor Ilmu Fisika dan Matematika, Peneliti Terkemuka, Departemen Astrofisika Relativistik, Sternberg State Astronomical Institute.

Dengan demikian, kemungkinan keberadaan hyperspace of the Universe, di mana alam semesta kita yang terbatas hadir, ditunjukkan oleh teori-teori yang didasarkan pada data praktis tentang CMB. Namun, bahkan jika hyperspace ada, untuk bergerak di ruang ini diperlukan beberapa jenis mesin khusus.

Bayangkan Anda memiliki sebuah lembah di depan Anda, dan Anda harus sampai pada titik di luar lembah. Karena Anda hanya bisa bergerak di permukaan datar (dalam ruang 2 dimensi), maka Anda harus mengitari penghalang atau turun ke lembah, menyeberang, dan kemudian memanjat. Tetapi jika Anda memiliki sebuah pesawat yang dapat bergerak dalam ruang 3 dimensi, maka Anda akan mendapatkan apa yang Anda butuhkan dalam garis lurus.

Intinya, hyperspace memiliki metrik yang berbeda dari ruang 3 dimensi biasa dan gerakan di dalamnya mirip dengan gerakan di lubang cacing, hanya terowongan yang bisa menghubungkan bukan satu, tetapi beberapa titik sekaligus yang keluar ke ruang 3 dimensi biasa. Selain itu, gerakan di hyperspace itu sendiri akan secara visual berbeda dari gerakan di wormhole (bertentangan dengan ilustrasi populer), karena struktur tiga dimensi alam semesta akan "menyelimuti" pelancong dalam hyperspace. Saya pikir jika ini mungkin, maka tontonan itu benar-benar memikat - bintang yang terlihat, nebula atau seluruh gugus galaksi - perlahan-lahan menyebar dan meregangkan, mengubah palet warna selama perpindahan ke zona merah kosmologis (?).

Gagasan gerakan hyperspace, menurut saya, berhasil difilmkan dalam film "Kontak" pada tahun 1997. (berdasarkan novel karya Carl Sagan, film ini memenangkan Hadiah Hugo. Posisi ke-2 dalam daftar film fiksi ilmiah paling andal menurut NASA). Di dalamnya, instalasi, gambar-gambar yang diterima oleh sinyal dari peradaban luar angkasa yang ditangkap oleh pahlawan film, menciptakan manipulasi dengan energi eksotis dan sebagai hasilnya "melewati" kabin dengan seseorang melalui ruang batin bola. Rupanya, kabin itu jatuh ke hyperspace, ke "terowongan" yang sudah dibuat. Ternyata, ada banyak sekali terowongan ini di seluruh galaksi, dan semuanya diciptakan oleh peradaban yang lebih tua. Nah, ini dari kata-kata perwakilan lomba, yang sinyalnya ditangkap oleh pahlawan film. Itu dia teman-teman. Secara pribadi, saya memiliki film ini di atas. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh latihan, tidak semua orang menyukainya.

Teleportasi tidak penting

Kita tahu bahwa penjelasan paling umum untuk teleportasi adalah pergerakan sesaat dari objek material di ruang angkasa pada jarak yang sewenang-wenang.
Dalam konteks ini, Anda dapat menggunakan lubang cacing, tetapi kami sudah membicarakannya, jadi mari kita bicara tentang cara yang berbeda secara mendasar.

Dan kami tertarik pada teleportasi informasi tentang suatu zat, hingga foto kuantum, suatu keadaan.

Prosesnya kira-kira sebagai berikut: Tubuh Anda menempatkan instalasi pada titik A, yang memindai Anda hingga partikel subatom dan keadaan kuantumnya, dan kemudian mendigitalkan salinan Anda. Setelah itu, keadaan kuantum ditransmisikan dalam aliran tunggal melalui saluran komunikasi standar. Tetapi ada masalah - ini adalah larangan transmisi data superlight, menurut SRT, di sisi lain, jika sains membuktikan keberadaan partikel hipotetis dengan massa sisa negatif atau imajiner, seperti tachyon, informasi tentang objek dapat ditransmisikan dengan kecepatan superluminal. Atau mungkin bahkan dengan bantuan gelombang gravitasi (?). Setelah itu, di titik B, orang tersebut diciptakan kembali di tingkat kuantum dan voila - dia sudah sampai di tujuan. Diskusi tentang "jiwa" hancur dalam instalasi. Dan saya menghilangkan, karena saya seorang ateis dan tidak memperhitungkan ini (serasah).

Metode ini bagus karena untuk teleportasi kuantum dari objek material, Anda tidak perlu menggunakan kelengkungan ruang-waktu dan menghabiskan banyak energi. Masalahnya, tentu saja, adalah pengiriman awal instalasi itu sendiri, yang akan mereproduksi objek pada titik B. Tetapi juga dapat disampaikan dengan cara yang lebih lama, tidak terbatas pada satu atau lebih kehidupan manusia.

Menekan massa

Semua pesawat ruang angkasa dari alam semesta Efek Massa dalam satu atau lain cara menggunakan Elemen Nol, yang menghasilkan Efek Massa yang ditunjuk, baik mengurangi massa benda di sekitarnya, atau meningkatkannya. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mengubah Teori Relativitas dan melampaui kecepatan cahaya.

Perjalanan biasa antara planet dan bintang terdekat dilakukan menggunakan mesin FTL, yang hanya bisa mengurangi massa kapal. Untuk penerbangan antarbintang jarak jauh, Mass Relay digunakan - stasiun besar yang dibangun di sekitar inti padat yang terdiri dari elemen nol. Relai biasanya terikat pada satu atau lebih relai lainnya dan mampu menciptakan koridor di mana massa secara praktis menghilang, hampir secara instan mentransfer kapal ke ribuan tahun cahaya.

Kurva mirip waktu tertutup

Bentuk terakhir dari gerakan superluminal, yang kami pertimbangkan, pada pandangan pertama tampaknya yang paling tidak ilmiah.

Selama 55 tahun, seri Doctor Who telah menceritakan tentang petualangan dalam ruang dan waktu sang Dokter dan teman-teman manusianya. Kendaraan apa yang mereka gunakan? Sebuah kotak biru besar yang dikenal sebagai TARDIS (Waktu dan Dimensi Relatif dalam Ruang), yang dapat memindahkannya ke tempat mana pun dan kapan pun mereka mau.

Dibangun (atau lebih tepatnya tumbuh) oleh ras kuno Time Lords, TARDIS lebih ajaib daripada teknologi Mass Effect. Seperti yang dijelaskan oleh Dokter itu sendiri, kendaraannya adalah "figovina-svremennoe figovina yang goyah sementara." Tampaknya ada beberapa jenis keterlambatan saat bergerak di TARDIS - yaitu, lebih dekat ke hyperdrive daripada teleportator. Tetapi, pada kenyataannya, TARDIS menghilang di sini, terbang melalui "angin puyuh sementara" dan muncul di sana. Hanya itu yang perlu Anda ketahui.



Atau tidak? Ternyata TARDIS bahkan memiliki landasan teori lebih dari hyperspace.

Pada 2013, fisikawan Benjamin C. Tippett dan David Tsang menerbitkan sebuah makalah yang mengusulkan landasan teoretis untuk menciptakan mesin waktu nyata, yaitu cara untuk melakukan perjalanan ke masa lalu Anda. Artikel itu berjudul "Traverseable Achnronal Retrograde Domains in Spacetime" (lihat singkatannya).

Tippett dan Tsang menggambarkan penjelajah waktu dalam gelembung ruang-waktu yang memasuki kurva mirip waktu (pada dasarnya sama dengan jembatan Einstein-Rosen). Dalam kurva ini, traveler dapat pergi ke mana saja dengan timeline-nya sendiri, sementara di dalam waktu bubble tampaknya mengalir seperti biasa.

Dua fisikawan bahkan menyarankan bahwa kurva seperti waktu dapat dipisahkan dan dihubungkan, memungkinkan untuk melakukan perjalanan tidak hanya pada timeline Anda sendiri, tetapi di mana saja dalam waktu dan ruang.

Ya, seperti semua yang bisa saya tawarkan kepada Anda.

Tentunya saya melewatkan sesuatu atau bahkan melangkah terlalu jauh ke dunia fantasi. Jadi saya menunggu versi Anda di komentar.