Konsep warp drive yang baru membengkokkan ruang, dan tidak menggerakkan kita dengan sangat cepat

Sebuah tim fisikawan telah menemukan bahwa adalah mungkin untuk membangun mesin warp yang nyata tanpa melanggar aturan fisika yang diketahui. Satu peringatan: kapal aksi warp tidak dapat melebihi kecepatan cahaya, sehingga tidak akan ada tempat menarik dalam waktu dekat. Namun penelitian ini masih mewakili kemajuan penting dalam pemahaman kita tentang gravitasi.

Bergerak tanpa bergerak

Teori relativitas umum Einstein adalah perangkat untuk memecahkan masalah terkait gravitasi yang menghubungkan massa dan energi dengan distorsi ruang-waktu. Pada gilirannya, distorsi ruang-waktu ini memberi tahu massa dan energi bagaimana cara bergerak. Di hampir semua kasus, fisikawan menggunakan persamaan relativitas untuk mengetahui bagaimana sekelompok benda bergerak. Mereka memiliki beberapa skenario fisika, seperti sebuah planet yang mengorbit sebuah bintang atau dua lubang hitam bertabrakan, dan mereka bertanya-tanya bagaimana objek-objek ini mendistorsi ruang-waktu dan bagaimana evolusi sistem selanjutnya.

Namun perhitungan Einstein juga dapat dilakukan secara terbalik dengan membayangkan gerakan yang diinginkan dan menanyakan distorsi ruang-waktu seperti apa yang memungkinkan hal tersebut terjadi. Beginilah cara fisikawan Meksiko Miguel Alcubierre menemukan dasar fisik dari penggerak warp, yang merupakan pokok fisika yang sudah lama ada. Perjalanan Bintang Waralaba komersial.

Tujuan dari warp drive adalah berpindah dari A ke B di sela-sela jeda iklan, yang biasanya melibatkan pergerakan lebih cepat dari kecepatan cahaya. Namun relativitas khusus secara eksplisit melarang kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya. Meskipun hal ini tidak mengganggu buku tersebut Perjalanan BintangHal itu membuat Alcubierre marah. Dia menemukan bahwa membuat warp drive dapat dilakukan melalui manipulasi ruang-waktu yang cerdik, mengaturnya sehingga ruang di depan kapal terhapus dan ruang di belakang kapal diperluas. Ini menghasilkan gerakan tanpa gerakan dalam arti sebenarnya.

Ini mungkin tampak seperti sebuah kontradiksi, namun ini hanyalah salah satu dari banyak aspek menarik dari relativitas umum. Penggerak warp Alcubierre menghindari pelanggaran batas kecepatan cahaya karena tidak pernah bergerak selama ruang angkasa; Sebaliknya, ruang angkasa itu sendiri pada dasarnya dimanipulasi untuk membawa pesawat ruang angkasa lebih dekat ke tujuannya.

Meski membingungkan, desain Alcubierre punya cacat fatal. Untuk menghasilkan distorsi ruang-waktu yang diperlukan, pesawat ruang angkasa harus mengandung beberapa bentuk materi eksotik, yang biasanya berupa materi bermassa negatif. Massa negatif menghadapi beberapa masalah konseptual yang tampaknya menantang pemahaman kita tentang fisika, seperti kemungkinan jika Anda menendang bola yang berbobot negatif 5 kilogram, bola tersebut akan terbang mundur, sehingga melanggar prinsip kekekalan momentum. Selain itu, tidak ada seorang pun yang pernah melihat benda bermassa negatif ada di alam semesta nyata.

Masalah dengan massa negatif ini telah menyebabkan fisikawan mengajukan berbagai versi “kondisi energi” sebagai tambahan pada relativitas umum. Hal ini tidak dimasukkan ke dalam relativitas itu sendiri, namun penambahan diperlukan karena relativitas umum memungkinkan adanya hal-hal seperti massa negatif yang tampaknya tidak ada di alam semesta kita, dan kondisi energi ini membuat hal-hal tersebut tidak masuk dalam persamaan relativitas. Ini adalah tanggapan para ilmuwan terhadap fakta meresahkan bahwa vanilla GR memungkinkan terjadinya hal-hal seperti pergerakan super ringan, namun seluruh alam semesta tampaknya tidak setuju.

Faktor warp adalah nol

Kondisi energi belum dibuktikan secara eksperimental atau observasi, namun merupakan data yang konsisten dengan semua pengamatan alam semesta, sehingga sebagian besar fisikawan menganggapnya serius. Sampai baru-baru ini, fisikawan memandang kondisi energi ini memperjelas 100% bahwa Anda tidak dapat membuat warp drive, bahkan jika Anda benar-benar menginginkannya.

Namun ada jalan keluarnya, yang ditemukan oleh tim fisikawan internasional yang dipimpin oleh Jared Fox di Universitas Alabama di Huntsville. (Tim ini juga berafiliasi dengan Applied Physics Propulsion Laboratory, sebuah pusat penelitian virtual yang didedikasikan untuk meneliti, antara lain, warp drive.) Dalam makalah yang telah diterima untuk dipublikasikan di jurnal Gravitasi klasik dan kuantumpara peneliti menyelidiki relativitas untuk mengeksplorasi apakah versi penggerak torsi apa pun dapat berfungsi.

Persamaan relativitas umum sangat sulit dipecahkan, terutama dalam kasus-kasus kompleks seperti warp drive. Jadi tim beralih ke algoritma perangkat lunak; Daripada mencoba menyelesaikan persamaan secara manual, mereka mengeksplorasi solusinya secara numerik dan memverifikasi kesesuaiannya dengan kondisi energi.

Tim sebenarnya tidak mencoba membuat perangkat propulsi. Sebaliknya, mereka mengeksplorasi berbagai solusi relativitas umum yang memungkinkan perjalanan dari satu titik ke titik lain tanpa kapal mengalami percepatan atau mengalami gaya pasang surut yang menghancurkan di dalam kapal, sehingga memberikan kelegaan besar bagi penumpang yang imajinatif. Mereka kemudian memeriksa apakah solusi ini sesuai dengan kondisi energi yang mencegah penggunaan benda asing.

Para peneliti telah menemukan solusi untuk warp drive: sebuah cara untuk memanipulasi ruang sehingga wisatawan dapat bergerak tanpa akselerasi. Namun, tidak ada yang namanya makan siang gratis, dan sifat dari warp drive ini disertai dengan peringatan besar: kapal dan penumpang tidak dapat melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya. Yang juga mengecewakan: fakta bahwa para peneliti di balik penelitian baru ini tampaknya tidak peduli untuk mengetahui konfigurasi materi apa yang memungkinkan terjadinya distorsi.