ال محرك Alcubierre هو أحد محركات الالتواء الأكثر شهرة على النماذج الورقية - حيث يبدو أن إحدى الطرق الممكنة لمحرك الالتواء تعمل رياضيًا طالما أنك لا تتعطل كثيرًا في فيزياء العالم الحقيقي وبعض مشكلات الحدود المزعجة.
تم مؤخرًا اختبار مفهوم محرك Alcubierre ضمن نموذج رياضي مادة خارقة - والتي يمكن أن تقدم تشبيهًا تقريبيًا للزمكان. ومن المثير للاهتمام ، تبين أنه في ظل هذه الظروف ، فإن محرك Alcubierre غير قادر على كسر حاجز الضوء - ولكنه قادر تمامًا على القيام بنسبة 25 ٪ من سرعة الضوء ، وهو ما لا يمكن تسميته بطيئًا.
حسنًا ، هناك مشكلتان مفاهيميتان يجب معالجتهما هنا. ما هو محرك Alcubierre - وما هي المادة الفوقية؟
محرك Alcubierre هو نوع من تجربة التفكير الرياضي حيث تتخيل أن المركبة الفضائية الخاصة بك لديها آلية محرك قادرة على تزييف فقاعة الزمكان بحيث يتقلص مكون الفقاعة أمامك مما يجعل النقاط أمامك أقرب - بينما الفقاعة خلفك تتوسع ، وتحرك ما وراءك بعيدًا.
تحرك هذه الهندسة الملتوية المركبة الفضائية إلى الأمام ، مثل راكب أمواج على موجة من الزمكان. قد يؤدي الحفاظ على هذا الالتواء ديناميكيًا ومستمرًا أثناء تحرك السفينة للأمام إلى سرعات أسرع من الضوء من وجهة نظر مراقب خارج الفقاعة - بينما بالكاد تتحرك السفينة على الإطلاق بالنسبة إلى الزمكان المحلي داخل الفقاعة. في الواقع ، طوال الرحلة ، يعاني الطاقم من ظروف السقوط الحر ولا تزعجهم القوات G.
تستخدم الصور القياسية لوصف محرك Alcubierre.اليسار:تريد أن تجعل Kessel تعمل في 12 فرسخ فلكي؟ لا توجد مشكلة - فقط قم بضغط Kessel في 12 فرسخ فلكي.حق:يمكن اعتبار مفهوم Alcubierre بمثابة مركبة فضائية تتصفح على موجة من الزمكان. مصدر الصور daviddarling.info.
تتمثل بعض قيود نموذج محرك Alcubierre في أنه على الرغم من أن الرياضيات يمكن أن تشير إلى أن الحركة إلى الأمام للسفينة ممكنة نظريًا ، إلا أن الكيفية التي يمكن أن تبدأ بها ثم تتوقف لاحقًا عند وجهتها ليست واضحة. كما تبقى الآلية الكامنة وراء توليد الفقاعة بحاجة إلى شرح. لتشويه الزمكان ، يجب إعادة توزيع الكتلة أو كثافة الطاقة بطريقة ما. إذا كان هذا ينطوي على دفع الجسيمات إلى حواف الفقاعة ، فهذا يخاطر بوضع حيث تتحرك الجسيمات الموجودة على حدود الفقاعة أسرع من الضوء داخل الإطار المرجعي للزمكان الخارجي للفقاعة - وهو ما ينتهك مبدأ أساسيًا النسبية العامة.
هناك العديد من الحلول البديلة المقترحة ، بما في ذلك الطاقة السلبية والمواد الغريبة والتاكيون - على الرغم من أنك في حفرة الأرانب في هذه المرحلة. ومع ذلك ، إذا كنت تستطيع تصديق ستة أشياء مستحيلة قبل الإفطار ، فلماذا لا تقود سيارة Alcubierre أيضًا.
الآن ، تعد المواد الفوقية هياكل شبيهة بالمصفوفة ذات خصائص هندسية يمكنها التحكم في الموجات الكهرومغناطيسية وتشكيلها (بالإضافة إلى الموجات الصوتية أو الموجات الزلزالية). حتى الآن ، لم يتم وضع نظريات لمثل هذه المواد فحسب ، بل بُنيت - على الأقل مع القدرة على معالجة الإشعاع ذي الموجات الطويلة. لكن من الناحية النظرية ، قد تكون المواد الخارقة الدقيقة جدًا قادرة على معالجة الأطوال الموجية الضوئية والأقصر - مما يخلق إمكانية عباءات الاختفاء وأجهزة إخفاء المركبات الفضائية ... على الأقل ، من الناحية النظرية.
على أي حال ، يمكن تصميم المواد الفوقية القادرة على معالجة معظم الطيف الكهرومغناطيسي رياضيًا - حتى لو لم يكن من الممكن بناؤها بالتقنيات الحالية. تم استخدام هذه النمذجة لإنشاء ثقوب سوداء افتراضية والتحقيق في احتمالية إشعاع هوكينغ - فلماذا لا تستخدم نفس النهج لاختبار محرك الالتواء Alcubierre؟
لقد اتضح أن المعلمات المادية لما يسمى بمادة metamaterial 'المثالية' لن تسمح لقيادة Alcubierre بكسر سرعة الضوء ، ولكنها ستسمح لها بتحقيق 25٪ من سرعة الضوء - حوالي 75000 كيلومتر في الثانية. ينقلك هذا إلى نظام Alpha Centauri في غضون سبعة عشر عامًا تقريبًا ، بافتراض أن التسارع والتباطؤ مجرد مكونات صغيرة في الرحلة.
ما إذا كانت القيود التي تفرضها المادة الفوقية في هذا الاختبار هي مؤشر على أنه لا يمكن محاكاة تزييف الزمكان - الذي يحتاجه محرك Alcubierre لكسر سرعة الضوء - أو ما إذا كان محرك Alcubierre لا يمكنه فعل ذلك ، يظل سؤالًا مفتوحًا . الأمر المثير للدهشة والمشجع هو أن محرك الأقراص يمكن أن يعمل بالفعل ... قليلاً.
قراءة متعمقة:سموليانينوف ، آي. نموذج قائم على المواد الفوقية لمحرك السداء Alcubierre.
