Czy będziemy podróżować w przestrzeni z prędkością bliską prędkości światła?

Poruszanie się z prędkością światła zaoszczędziłoby czas w głębokim kosmosie, redukując go do lat lub nawet minut w zależności od miejsca docelowego, a nie do setek tysięcy lat. Jeśli ten technologiczny wyczyn napotkał wiele trudności i był niewyobrażalny przez długi czas, wówczas pojawiało się kilka opcji: silnik jądrowy, napęd warp lub wykorzystanie tuneli czasoprzestrzennych lub fotoniki. Coś, co sprawia, że ​​marzysz.

Światło to fala elektromagnetyczna, której prędkość w próżni wynosi około 300 000 000 metrów na sekundę (300 000 kilometrów na sekundę). W rzeczywistości jest to przepływ protonów o zerowej masie i dlatego trudno sobie wyobrazić, że pewnego dnia moglibyśmy podróżować z tą samą prędkością na statkach o określonej wadze.

Co więcej, teoria względności Einsteina, wspomniana na początku XX wieku, wyjaśnia niemożność osiągnięcia tego. Zgodnie z zasadą, obiekt zyskuje masę wraz ze swoim przyspieszeniem. Przy 300 000 kilometrów na sekundę miałby ogromną, prawie nieskończoną masę. Ponieważ przyspieszenie ciężkiego obiektu wymaga dużo energii, paliwo potrzebne do osiągnięcia prędkości światła zbliża się do nieskończoności!

Napęd jądrowy wymaga nieskończonej ilości energii

Jednak możliwość super-podróży (większej niż prędkość światła) napędza badania zaawansowanych technologii kosmicznych, które mogą na to pozwolić. W 1947 r. Stanislav Ulam (pionier bomby atomowej) chciał zbudować statek kosmiczny o napędzie atomowym, ponieważ wybuchy jądrowe wytwarzają bardzo silny ciąg. w latach pięćdziesiątych, Projekt Oriona Bada tę technikę i umożliwia uzyskanie wysokiej jakości impulsu, który może osiągnąć już 7% prędkości światła.

Siła wybuchów jądrowych, zdaniem naukowców, powinna umożliwić spełnienie wymagań takiego kierunku w stosunku do masy statku. Po raz pierwszy taki pomysł został rozważony, ale Projekt Orion nie odniesie sukcesu ze względu na ryzyko związane z radioaktywnością. Jeśli od tego czasu pojawiły się inne projekty, Miał on jedynie na celu znaczne zwiększenie prędkości, z jaką mógł osiągnąć chemiczny pocisk miotający ’, wyjaśnia Osbek i Rika Roland Lehoucq, astrofizyk w Komisji Energii Atomowej. ” Prędkości celów mieściły się w zakresie od 1 do 10% prędkości światła, co jest naprawdę duże w przypadku obecnych silników odrzutowych, pokrywając mniej niż 0,01% prędkości światła. Dziś wszystko, co pozostaje, tojedno ciało (Fundacja Tau Zero), która marzy o super lśniącym statku.

W rzeczywistości konwencjonalna technologia napędu silnikowego wydaje się dość słaba, biorąc pod uwagę ilość wymaganej mocy. ” Przemieszczanie ogromnej materii dokładnie z prędkością światła wymaga nieskończonej ilości energii Badacz dodaje. ” Na przykład, prosta energia kinetyczna 1000-tonowego statku, wystrzelonego z prędkością 10% prędkości światła, jest równoważna energii zużywanej przez ludzkość w ciągu jednego roku. ”.

Napęd warp (lub napęd warp) zniekształci czasoprzestrzeń, aby osiągnąć super błyszczące prędkości

Zatem typ silnika musi się zmienić, i tak w 1994 r. Miguel Alcubierre planował zaprojektować statek wyposażony w silnik odkształcający, jego teoria nie naruszała ogólnej teorii względności Einsteina. Uważa się, że napęd warp zniekształca czasoprzestrzeń, aby funkcjonować, wykorzystując ciemną energię (która prawdopodobnie spowoduje przyspieszoną ekspansję wszechświata) i dodatkowe wymiary, zgodnie z raport Departament Obrony USA, upubliczniony.

” Kontrolowanie tych dodatkowych wymiarów przestrzennych może umożliwić techniczną manipulację gęstością ciemnej energii i może doprowadzić do rozwoju egzotycznych technik napędowych; specjalny napęd warp „Czy możemy tam czytać”. Podróż między planetami w naszym Układzie Słonecznym zajęłaby godziny zamiast lat, a podróż do lokalnych układów gwiezdnych zajęłaby tygodnie zamiast setek tysięcy lat. ”.

Pour mieux envisager son fonctionnement, il faut comprendre que si la vitesse de déplacement des particules ne peut excéder la vitesse de la lumiere, la déformation ondulatoire de l’espace-temps (qui se contracte dans une direction et seraune ut) zmiana. W rzeczywistości pozwoliłoby to hipotetycznemu statkowi kosmicznemu na „surfowanie” po fali czasoprzestrzeni, ponieważ cząstki unoszone przez jego tkaninę oddalałyby się od siebie z dużą prędkością.

Tylko, że silnik warp musi wykorzystywać „dziwną” energię, która zachowuje się jak energia ujemna (poprzez efekty kwantowe). Byłaby to kwestia „manipulowania” ciemną energią w celu rozszerzenia dodatkowego wymiaru, który uformowałby bańkę zdolną pomieścić miskę lub objętość 100 metrów sześciennych. Ale i tutaj stworzenie takiej bańki wymaga ilości ciemnej energii, której masa jest prawie nieograniczona, a fizycy nie znają jeszcze natury tej energii, ani sposobu jej wytwarzania lub przechowywania.

Następnie musimy przejść do innych opcji, takich jak wykorzystanie tuneli czasoprzestrzennych, które powstały po śmierci gwiazdy. W astrofizyce tunel czasoprzestrzenny jest mapowany na hipotetyczny obiekt, który łączy dwa różne regiony czasoprzestrzeni (po jednej stronie). Czarna dziura Po drugiej stronie znajduje się biała dziura, która tworzy szybszy od światła skrót przez czasoprzestrzeń. Aby jednak dotrzeć do tej odległej od nas wormholu, musimy znaleźć rozwiązanie na szybki ruch kosmosu…

Rozważ inne rozwiązania technologiczne

W 2020 roku astronomowie odkryli niewidzialne struktury spowodowane oddziaływaniami grawitacyjnymi w Układzie Słonecznym: „Kosmiczne Autostrady” który umożliwia szybki ruch. Jeśli chodzi o wydajność, sieć może na przykład przenosić (bez płacenia) obiekty z Jowisza na Neptuna w ciągu kilku dekad, a nie w ciągu setek tysięcy lat, które normalnie są wymagane.

Zamiast tego istnieje technologia o nazwie MEGA (Efekt grawitacji Macha) Rozumiesz Inny rodzaj systemu Który nie potrzebuje paliwa, tylko źródło energii elektrycznej. Ale najbardziej wykonalny projekt może wymagać projektu Międzygwiezdny żagiel fotonowy To by napędzało statek kosmiczny z prędkością 20% prędkości światła, wystarczająco szybkim, aby na przykład odbyć podróż do najbliższej gwiazdy i układu planetarnego w ciągu zaledwie dwudziestu lat (zamiast kilku tysięcy lat). W ramach projektu Breakthrough Starshot naukowcy rozpoczęli już ulepszanie jego konstrukcji, biorąc pod uwagę nacisk fotonów na żagiel i możliwość pęknięcia w jego strukturze.

Jeśli chodzi o rekordy, sonda do eksploracji układu słonecznego Helios 2 wciąż osiąga prędkość 253 000 km/h. Ale sonda Parker Solar Probe już z niej wyrosła Po osiągnięciu 700 000 km/hktóra wciąż jest bardzo daleka od prędkości światła.

Ciągłe zwiększanie prędkości statków kosmicznych to zniechęcające wyzwanie, które wymaga dużo czasu i zasobów, a badania i rozwój nowych technologii, aby to osiągnąć, to obszar, którego postęp jest trudny do przewidzenia, ponieważ opiera się w dużej mierze na pracach badawczych. moja opinia. Chociaż technologie w fazie rozwoju obiecują zbliżać się wkrótce, prawdopodobnie dojrzeją one po dziesięcioleciach, a nawet stuleciach.