Гэрлийн хурдаар сансрын аялал: Энэ нь хэзээ бодит болох вэ?

Гэрлийн хурдаар аялах санаа нь олон жилийн турш шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчдыг төдийгүй эрдэмтдийн сонирхлыг татсаар ирсэн. Гэрэл секундэд 299,792,458 метр гайхалтай хурдтайгаар тархдаг. Энэ хурдаар та ердөө нэг секундын дотор дэлхийг 1947-оос илүү удаа тойрч, хүмүүс эцэст нь манай нарны аймгийн гаднах орчлон ертөнцийг судлах боломжтой болсон. онд хүн төрөлхтөн анх дууны хурдыг давж (дашрамд хэлэхэд энэ нь хамаагүй удаан) Конкорд болон бусад дуунаас хурдан онгоц зэрэг арилжааны нисэх онгоцуудын замыг зассан. Гэхдээ бид гэрлийн хурдаар явж чадах болов уу?

Бидний өнөөгийн физик, байгалийн ертөнцийн хязгаарын талаарх ойлголт дээр үндэслэн хариулт нь харамсалтай нь үгүй. Альберт Эйнштейний хэлснээр харьцангуйн тусгай онолАлдарт E=mc² тэгшитгэлээр дүрсэлсэн гэрлийн хурд (c) нь сансар огторгуйн хурдны хязгаарын нэг төрөл бөгөөд үүнийг давж гарах боломжгүй юм. Тиймээс гэрлийн хурдаар эсвэл түүнээс хурдан аялах нь физикийн хувьд боломжгүй зүйл, ялангуяа сансрын хөлөг, хүн гэх мэт масстай бүх зүйлийн хувьд.

Субатомын тоосонцор гэх мэт маш өчүүхэн зүйлийн хувьд ч гэрлийн хурдад ойртоход шаардагдах эрчим хүчний хэмжээ (E) нь ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Дэлхий дээрх хамгийн том бөгөөд хамгийн хүчирхэг бөөмсийн хурдасгуур болох Large Adron Collider (LHC) нь протонуудыг гэрлийн хурдад аль болох ойртуулсан байна. Гэсэн хэдий ч өчүүхэн протон хүртэл гэрлийн хурдад хүрэхийн тулд бараг хязгааргүй эрчим хүч шаарддаг бөгөөд хүмүүс "бараг хязгааргүй энерги" гэж юу болохыг хараахан олж чадаагүй байна.

Гэсэн хэдий ч хүн төрөлхтнийг сансарт аялахыг хориглодог физикийн үндсэн хууль байхгүй гэдэгт физикчид болон сонирхогчид итгэлтэй байна - энэ бол маш хэцүү зүйл юм. Тэгвэл өнөөдөр энэ салбарын мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар од хоорондын аялал хийх боломжит аргуудыг хамгийн багааас эхлээд хамгийн үнэмшилтэй хүртэл авч үзье.

Мөн уншина уу: Дуу чимээг арилгах чихэвч хортой юу? Аудиологичдын дүгнэлт

Гэрлийн хурдаас илүү хурдан аялах

Та хэзээ ч гэрлийн хурдаас илүү хурдан аялж чадахгүй. Наад зах нь Эйнштейний харьцангуйн тусгай онол буюу орон зай, цаг хугацааг нэгтгэж, харилцан уялдаатай болгосон хувьсгалт онолын ачаар бид үүнийг ойлгож байна. Физикийн ирээдүйн дэвшил энэ хязгаарлалтыг даван туулж чадна гэж хэлэхэд хялбар боловч ийм үзэл баримтлалыг практикт хэрэгжүүлэх нь илүү төвөгтэй байж болох юм.

Тусгай харьцангуйн онол бол бүх физикийн хамгийн нарийн шалгагдсан онолуудын нэг юм. Учир нь энэ нь зөвхөн онол биш юм; энэ нь а meta- онол. Энэ бол бусад физик онолыг бий болгоход туслах заавруудын багц юм. Тусгай харьцангуйн онол бидэнд орон зай, цаг хугацаа хэрхэн үндсэндээ харилцан уялдаатай байдгийг заадаг. Энэ холболтын шинж чанар нь гэрлийн хурдыг хурдны үндсэн хязгаар болгон тогтоодог. Энэ нь зөвхөн гэрэл эсвэл бүр хөдөлгөөний тухай биш юм; Энэ нь өөрөө учир шалтгааны тухай юм.

Энэ онол нь өнгөрсөн, одоо, ирээдүйн хоорондын уялдаа холбоог тогтоох үндэс суурийг тавьдаг. Өөрөөр хэлбэл, гэрлээс хурдан аялах нь цаг хугацаагаар аялах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь манай орчлонд боломжгүй мэт санагддаг. Орчин үеийн бусад бүх физик онолууд харьцангуйн онол дээр суурилдаг тул тэдгээрийн аль нэгийг турших болгондоо бид харьцангуйн онолыг туршиж үздэг. Хэдийгээр бид орон зай-цаг хугацааны үндсэн бүтцийн талаар буруу байж болох ч гэрлийн хурдны хязгаарыг өөрчлөх боломжгүй юм.

Мөн уншина уу: Үүнийг ашиглах эсвэл алдах: AI хүний ​​сэтгэлгээг хэрхэн өөрчилдөг вэ?

Хорхойн нүхнүүд

Гэрлийн хурдны хязгаар нь өт хорхойн харагдах боломжгүй байдалтай ч холбоотой. Хорхойн нүхнүүд нь орчлон ертөнцийн дурын хоёр цэгийг холбодог сансар огторгуйн товчлол юм. Эдгээр хачирхалтай биетүүд нь Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын зүй ёсны таамаглал бөгөөд таталцал нь орон зай-цаг хугацааны муруйлт, гажуудлаас хэрхэн үүсдэгийг тайлбарладаг.

Харьцангуйн ерөнхий онол нь орон зай-цаг хугацааг маш өвөрмөц байдлаар гажуудуулж өт хорхой үүсгэх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч жижиг анхааруулга байдаг: эдгээр объектууд нь сүйрлийн хувьд тогтворгүй байдаг. Аливаа зүйл, тэр байтугай ганц фотон ч өтний нүхний хоолойгоор дамжин өнгөрөхийг оролдох тэр мөчид тэр даруй тасардаг. Хорхойн нүхийг тогтворжуулах цорын ганц мэдэгдэж байгаа арга бол түүнд чамин бодисын утас оруулах явдал юм. Энэ бодис нь сөрөг масстай бөгөөд энэ нь цаг хугацаагаар аялахтай адил манай орчлонд хориотой юм шиг санагддаг.

Бидний ирээдүйн үр хойч өт хорхойн нүхийг тогтворжуулах, од хоорондын аялалыг бодит болгох өөр аргыг олж мэдэх бүрэн боломжтой. Гэсэн хэдий ч физикийн шаардлагатай нээлтүүдийг илрүүлэхэд шаардагдах хугацаа нь одод руу хийх аялалаас илүү урт байж магадгүй юм.

Мөн уншина уу: Таталцлын долгион ба LIGO-ийн тухай 6 сонирхолтой баримт

Үе үеийн хөлөг онгоцууд

Өөр од руу сансрын хөлөг илгээх нь физикийн үндсэн асуудал үүсгэхгүй байж болох ч инженерийн олон бэрхшээлийг дагуулдаг. Од хоорондын аялалын сонирхолтой санаануудын нэг бол ихэнх зорчигчид зорьсон газартаа хүрэхийн тулд амьдрах боломжгүй том, удаан хөдөлдөг хөлөг онгоцуудыг бүтээх явдал юм. Үүний оронд тэд бие даах чадвартай хот-хөлөг онгоцонд хэдэн үеэрээ амьдрах бөгөөд эцэст нь өөр одтой болох болно.

Техникийн хувьд хүн төрөлхтөн аль хэдийн од хоорондын төрөл юм. Олон жилийн өмнө Вояжер 1 сансрын хөлөг манай нарны аймгийн хил орчмын гелиопаузыг давж одод хоорондын орон зайд нэвтэрсэн билээ. Сайн мэдээ гэвэл энэ амжилтад хүрэхийн тулд хэдхэн арван жил зарцуулсан. Гэхдээ муу мэдээ нь энэ бол дөнгөж эхлэл юм. 57,940 км/цагийн гайхалтай хурдтай байсан ч хэрэв Вояжер 1 нь 4.2 гэрлийн жилийн зайд орших манай хамгийн ойрын хөрш од болох Проксима Центаври руу чиглэж байсан бол сансрын хөлөг зорьсон газартаа хүрэхийн тулд ойролцоогоор 40,000 жил шаардлагатай болно. Энэ хугацаа нь анхны хотууд үүсч, газар тариалан үүсэхээс өмнөх үе юм. Харин сайн мэдээ гэвэл таталцлын хүчний туслах маневруудын ачаар Паркер нарны датчик одоогоор хамгийн дээд хурд буюу 700,000 км/цаг хурдалж байна. Хэрэв тэр Проксима Центаври руу чиглэж байсан бол ирэхэд 6,500 орчим жил шаардлагатай. Ахиц дэвшил илт харагдаж байна.

Тэгэхээр “үеийн хөлөг онгоц” гэдэг нь хэдхэн үе биш, харин олон зуун үе бөгөөд оддын хоорондох хоосон орон зайд ус, түлш, хоол хүнс, сэлбэг хэрэгслийн нэмэлт эх үүсвэргүйгээр бие даан амьдрах шаардлагатай байдаг. Учир нь 6,500 жил ч гэсэн асар их цаг хугацаа юм.

Мөн уншина уу: Бүх талаар Microsoftийн Majorana 1 Квант процессор: нээлт үү эсвэл хувьсал уу?

Маш хурдан хөлөг онгоц

Бусад одод хурдан хүрэхийн тулд аварга том хөлөг онгоц хэрэггүй гэж бусад сонирхогчид маргадаг. Үүний оронд аль болох бага байх ёстой. Ингэснээр пуужин эсвэл бусад төрлийн түлш илүү өндөр хурдтай болж, аяллыг богиносгодог. Нэмж дурдахад харьцангуйн онол нь өндөр хурдтай ажиллахад тусалдаг. Гэрлийн хурдны тогтмол байдлаас шалтгаалан орон зай дахь хөдөлгөөн нь цаг хугацааны хөдөлгөөнөөс ялгаатай байдаг. Аливаа объект орон зайд хэдий чинээ хурдан хөдөлнө, төдий чинээ цаг хугацааны явцад удаан хөдөлдөг. Хурд нь гэрлийн хурд руу ойртох тусам аялагчийн нэг жил сар, өдөр, бүр хэдэн минут болж багасч магадгүй юм.

Харамсалтай нь эдгээр харьцангуй нөлөөлөл нь биет гэрлийн хурдны 90% -иас илүү хүрэх үед л эхэлдэг бөгөөд хүн төрөлхтөн хараахан хүрч чадаагүй байна. Гэсэн хэдий ч бөөмсийн хурдасгуурууд нь бөөмсийг гэрлийн ойролцоо хурдаар тогтмол хурдасгадаг тул энэ нь боломжгүй зүйл биш юм.

Асуудал нь бид асар том сансрын хөлөг биш, жижиг хэсгүүдтэй харьцаж байгаа явдал юм. Хүний хэмжээтэй зүйлийг гэрлийн хурдны 90% хүртэл хурдасгахын тулд нарны мянган жилийн хугацаанд үйлдвэрлэдэг эрчим хүчнээс илүү эрчим хүч шаардагдана. Гэхдээ энэ нь үндсэн физик хязгаарлалтаас илүү инженерийн асуудал юм.

Мөн уншина уу: AI дахь тектоник шилжилт: байна Microsoft Бооцоо тавих DeepSeek?

Уламжлалт warp хөтөчийн үзэл баримтлал

Уран жолоодлогын тухай уламжлалт шинжлэх ухааны уран зөгнөлт ойлголт нь орон зай цагийг маш тодорхой байдлаар эргүүлэхийг агуулдаг: түүнийг хөлөг онгоцны урд шахаж, ард нь өргөжүүлэх. Онолын хувьд энэ нь сансрын хөлөг орон нутгийн хурдны хязгаарыг хэтрүүлэхгүйгээр гэрлээс илүү хурдан явах боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч энэ санааг судлах өмнөх судалгаанууд үүнийг боломжтой болгохын тулд "сөрөг энергийн нягтрал" бүхий чамин материйн хэлбэрүүд шаардлагатай гэж үзсэн. Эдгээр чамин материалууд нь зөвхөн онолын шинж чанартай бөгөөд ажиглагдаагүй бөгөөд тэдгээрийг бүтээх, тогтворжуулахад ихээхэн бэрхшээл учруулдаг.

Бидний өдөр тутмын туршлагаас харахад энерги үргэлж эерэг байдаг. Вакуум орчинд ч гэсэн "вакуум энерги" эсвэл "тэг цэгийн энерги" гэж нэрлэгддэг бага хэмжээний эерэг энерги байдаг. Үүний үр дүнд Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчим Хамгийн бага энергийн төлөв байдалд ч гэсэн системд үргэлж энергийн хэлбэлзэл байдаг гэж заасан квант механикт.

Сөрөг энергийн нягтрал байгаа нь мэдэгдэж буй физикийн хүрээнд маш их таамаглал, асуудалтай байдаг. Термодинамикийн хуулиуд болон харьцангуйн ерөнхий онолын энергийн нөхцөл нь их хэмжээний сөрөг энергийн нягтрал байхыг хориглодог бололтой. Зарим онолууд, тухайлбал Касимир эффект ба тодорхой квант талбайн онолууд нь тодорхой нөхцөлд бага хэмжээний сөрөг энергийн нягтрал байгааг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч эдгээр нөлөө нь ерөнхийдөө маш бага бөгөөд микроскопийн масштабаар хязгаарлагддаг.

Эндээс л шинэ судалгаа гарч ирдэг. Хэрэглээний физикийн судлаачид хэзээ нэгэн цагт warp drive технологийг боломжтой болгох шинэ аргыг олж тогтоожээ. Тус баг харьцангуйн онолын зарчимд нийцсэн "тогтмол хурдтай эргэдэг хөдөлгүүр" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн.

Шинэ загвар нь чамин энергийн хэрэгцээг үгүй ​​болгож, оронд нь уламжлалт болон шинэ таталцлын аргуудын цогц хослолыг ашиглан биетүүдийг физикийн хүрээнд өндөр хурдтайгаар зөөвөрлөх чадвартай нугалах бөмбөлгийг бий болгожээ. "Энэхүү судалгаа нь тэнхлэгийн хөтчийн талаарх бидний ойлголтыг өөрчилдөг" гэж тэргүүлэх зохиолч Доктор Фукс хэлэв. "Төрийн анхны загварыг үзүүлснээр бид warp хөтлүүр нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиол биш гэдгийг харуулсан."

Шинэ төрлийн бөмбөлөгний онолын загварт уламжлалт болон шинэлэг таталцлын аргуудыг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн олон нийтэд нээлттэй хэрэгсэл болох Warp Factory боломжтой болсон. Энэхүү шийдэл нь чамин эрчим хүчний эх үүсвэр ашиглахгүйгээр объектуудыг өндөр, гэхдээ бага хурдтайгаар тээвэрлэх боломжийг олгодог. Энэ нь сансрын цаг хугацааны тэнхлэгийн хөтчийг таталцлын дагуу энгийн бодис шиг ажиллахаар зохион бүтээсэн нь ийм төрлийн анхны шийдэл болж чадсан юм.

Судалгааны хамтран зохиогч, доктор Кристофер Хелмерих "Хэдийгээр ийм загвар нь ихээхэн хэмжээний эрчим хүч шаардсаар байх боловч энэ нь материйн чамин хэлбэрүүдгүйгээр гажиг нөлөө үзүүлэх боломжтойг харуулж байна" гэж нэмж хэлэв. "Эдгээр олдворууд нь мушгиа хөтчийн эрчим хүчний хэрэгцээг ирээдүйд бууруулах замыг нээж байна."

Онгоц, пуужингаас ялгаатай нь хөлөг онгоцонд сууж буй зорчигчдод таталцлын хүчийг мэдрэхгүй. Энэ нь зарим шинжлэх ухааны уран зөгнөлт дүрслэлээс эрс ялгаатай юм. Багийн судалгаа нь энгийн бодис ашиглан ийм хөлөг онгоцыг хэрхэн бүтээх боломжтойг харуулж байна. Хэрэглээний физикийн тэнхимийн гүйцэтгэх захирал Жианни Мартире "Бид одоохондоо одод хоорондын аялалдаа бэлдээгүй байгаа ч энэхүү амжилт нь боломжуудын шинэ эрин үеийг харуулж байна" гэж тайлбарлав. "Хүн төрөлхтөн тэнхлэгт аялах эрин үед орж байгаа энэ үед бид тогтвортой ахиц дэвшил гаргасаар байна."

Хэрэглээний Физикийн баг одоо эдгээр сорилтуудыг шийдвэрлэхэд анхаарлаа хандуулж, загваруудаа үргэлжлүүлэн сайжруулж, нэгэн цагт гайхалтай мөрөөдөл байсан зүйлийг бодит болгохын тулд янз бүрийн салбар, байгууллагуудтай хамтран ажиллаж байна.

Мөн уншина уу: 2024 оны хамгийн гайхалтай робот техникийн шинэчлэл

Дүгнэлт

Бид сансрын хайгуулын шинэ эриний босгон дээр зогсож байгаа энэ үед мушгирсан хөтчүүдийг бий болгох хэтийн төлөв урьд өмнөхөөсөө илүү сонирхолтой болж байна. Шинэ нээлт, нээлт бүрээр бид одод болон сансар огторгуйд биднийг хүлээж буй хязгааргүй боломжууд руу нэг алхам ойртож байна. Хүн төрөлхтөн гэрлээс илүү хурдан аялах эрэл хайгуул хийж, тэнхлэгийн жолоодлоготой байж болзошгүй тул Орчлон ертөнц бидний хувьд гайхалтай адал явдал, нээлтүүдийг төсөөлж чадна.

Алс ирээдүйд, бидний физикийн талаарх өнөөгийн ойлголт (наад зах нь гэрлээс хурдан аялах, өтний нүхний хувьд) байгаа гэж үзвэл хүн төрөлхтөн бусад одод болон амьдрах боломжтой гаригууд руу хэдхэн даруухан даалгавар илгээх болно. Гэсэн хэдий ч манай Нарны аймаг дотор хэдэн зуун сар, мянга мянган астероидууд тоо томшгүй олон байдаг бөгөөд тэдгээрийг хэзээ нэгэн цагт эх орон гэж нэрлэж болох юм. Энэ бол тайлагдаагүй нууцлаг зүйлсээр дүүрэн асар том орон зай юм.

Гэр шиг газар байхгүй.

Мөн уншина уу:

• Биомимикри: Байгаль нь инженерүүдийг шинийг санаачлахад хэрхэн урамшуулдаг вэ?
• Цөмийн хог хаягдал: Энэ нь юу вэ, яаж устгадаг вэ?