Frage:
Ist Warp Drive ein legitimer Weg für wissenschaftliche Untersuchungen?
Anthony X
2013-08-05 23:35:37 UTC
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Ich habe eine Reihe von Online-Artikeln über "Pop-Sci" zum Thema "Warp Drive" gelesen - abgeleitet von Arbeiten, die ursprünglich von Alcubierre ausgeführt wurden.

Einige der neuesten Artikel sagen dies Es gibt Forscher an der NASA, die theoretische Grundlagen gefunden haben, um nicht nur den Raum auf die von Alcubierre beschriebene Weise zu "verziehen", sondern auch Schätzungen über die Mengen an "exotischer" Materie, die erforderlich sind, damit er funktioniert, sind weitaus vernünftiger als ursprünglich angenommen (~ 500 kg) anstelle von ~ 1 Jupitermasse), und dass derzeit Experimente auf dem Tisch durchgeführt werden, um alles zu validieren. Darüber hinaus würde es leicht ermöglichen, eine interstellare Reise von beispielsweise 20 Lichtjahren in nur wenigen Monaten abzuschließen. Es wurden einige Aussagen gemacht, dass wir möglicherweise nur wenige Jahrzehnte von einem echten Raumschiff entfernt sind, das zu einer solchen Reise fähig ist.

Meine Frage lautet: Was wurde bisher wirklich erreicht, bewiesen oder widerlegt ?

Ich denke, meine Frage hatte wirklich zwei grundlegende Teile: (1) Feststellung der Glaubwürdigkeit von Behauptungen in Bezug auf theoretische / experimentelle Forschung auf der Grundlage der "Alcubierre-Metrik", und wenn glaubwürdig, (2) wo fällt diese Arbeit auf den Weg zu implementierbarer Technologie . Ich stimme zu, meine Frage (n) gehören wahrscheinlich mehr zur Physik-SE als hier.
Dies kann eine kohärente Einzelfrage sein, wenn man sich ausschließlich auf die Legitimität konzentriert. Die Frage ist, ob die Erforschung von FTL-Reisen (Quick-than-Light) legitim ist. Einige Leute verwenden Definitionen von "Warp", um abzulenken. FTL-Reisen sind leicht zu definieren und verletzen per Definition die spezielle Relativitätstheorie. Die Antwort ist zweiteilig: 1) Die Alcubierre-Metrik ist nicht unbedingt FTL und 2) FTL-Reisen sind nicht möglich.
Das ist für mich verwirrend, weil ich dachte, der entscheidende Punkt ist, dass Alcubierre eine "Lücke" in der Relativitätstheorie gefunden hat, die eine Form der FTL-Bewegung effektiv zulässt (keine Geschwindigkeitsbegrenzung für die Expansion oder Kontraktion des Raums), und dass die Theorie solide ist und nur übrig bleibt Fragen der Durchführbarkeit der Umsetzung.
Siehe auch diese aktuelle Frage zu Skeptikern: [* Hat ein 19-jähriger Egyption-Student ein neues Weltraumantriebssystem erfunden? *] (Http://skeptics.stackexchange.com/q/17189/5337).
Der Alcubierre-Antrieb erfordert eine negative Masse. Bisher gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass Materie mit negativer Masse existiert. 500 kg Sachen, die es nicht gibt, sind nicht vernünftiger als 1 Jupiter Masse von Sachen, die es nicht gibt.
Es scheint, dass wir jetzt https://phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html machen
Vier antworten:
#1
+21
aramis
2013-08-06 02:49:41 UTC
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Ursprüngliche Antwort

Angesichts der Mathematik von Alcubierre und der Berechnungen von White ist dies ein praktikabler Forschungsweg.

Ob es als FTL praktikabel ist oder nicht und angesichts des erwarteten Maximums Eine scheinbare Geschwindigkeit von etwa dem Zehnfachen der Lichtgeschwindigkeit (Weiß) und die Mathematik sagt, dass dies möglich sein sollte. Ein Versuch, eine Prototypenserie zu implementieren, sollte von immensem Nutzen sein. Selbst wenn das Laufwerk nicht funktioniert, liefert der Laufwerkstest interessante Messungen.

Daher sind Untersuchungen der Alpubierre-Warp-Laufwerksgleichungen in einem praktischen (und nicht in einem theoretischen) Modus wissenschaftlich von Nutzen.

Beachten Sie auch: Jeder gemessene Effekt, auch wenn er nicht vorhergesagt wird, führt zu Verbesserungen in der Theorie.

Außerdem erlaubt die NASA Weiß, ein praktisches Experiment durchzuführen.

Beachten Sie, dass Warp Drive, auch wenn es keine FTL zulässt (oder wie Alcubierres Theorie feststellt, scheinbar FTL durch STL-Bewegung des Fahrzeugs innerhalb der STL-Bewegung des Raums Fahrzeug bewegt sich durch), eine STL-Version wird die Reisezeiten immer noch massiv verkürzen. Mit einer 0,01-Grad-Fahrt ist der Mars nur wenige Stunden entfernt. In der weitesten Entfernung ist der Mars etwa 18 Lichtminuten entfernt. Die Reisezeit von 1800 Minuten beträgt 30 Stunden - nicht einmal 2 Tage.

Beachten Sie, dass aus logistischen und gesundheitlichen Gründen eine Mission von ungefähr 60 bis 90 Tagen (Hin- und Rückfahrt) ungefähr die Grenze überschreitet. White hat angedeutet, dass er erwartet, dass 10 ° C praktisch sind - dies bedeutet, dass Alpha Centauri, Heimat des nächsten entdeckten extrasolaren Planeten, 156 Tage Reisezeit hat. Aus praktischen Gründen ist ein 10-C-Laufwerk kein interstellares. Bei einer scheinbaren Geschwindigkeit von 40 ° C wird das Alpha Centauri-System einigermaßen praktisch. Dies bedeutet, dass das Warp-Laufwerk, sofern keine offensichtlichen Geschwindigkeiten höher sind als die von White erarbeiteten 10-C-Beispiele, weiterhin ein systeminternes Laufwerk ist.


Update 2015

Es ist erwähnenswert, dass die NASA ab Mai 2015 der Ansicht ist, dass der EM-Drive tatsächlich einen Alcubierre-Warp erzeugt und tatsächlich einen Schub in einem Vakuum erzeugt. Dr. White arbeitet an dem Team, das dieses Laufwerk testet.

Die NASA hat noch keine Daten veröffentlicht, die dieser Autor zu Dr. Whites genehmigten Tests eines reinen Warp-Laufwerks finden kann, aber wenn dies beim EM-Laufwerk der Fall ist Das Erzeugen eines Warp-Feldes kann ein Ergebnis der Konvergenz zweier Linien nicht zusammenhängender Forschung sein.


Referenzen

White, Harold "Sonny", Warp Field Mechanics 101 (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936_2011016932.pdf) Abgerufen am 5. August 2013.

Peckham, Matt, NASA arbeitet tatsächlich am Warp Drive (http://techland.time.com/2012/09/19/nasa-actually-working-on-faster-than- Light-Warp-Drive /) Abgerufen am 5. August 2013.

José Rodal, Ph.D., Jeremiah Mullikin und Noel Munson, Bewertung des futuristischen EM-Drive der NASA , (http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/), abgerufen am 3. Mai 2015.

Gibt es Informationen darüber, welches Experiment Weiß versuchen wird?
Das Papier impliziert, einen Laser durch ein Feld mit geringer Leistung von einer Bank zu führen und auf Verschiebung und Modulation zu prüfen, aber ich habe keine eindeutigen Beweise.
@aramis warum ist "eine 160-Tage-Reise ist ein Albtraum" ??? Ich meine, menschlich gesehen scheint das ein ziemlich geringer Preis zu sein, um als erster zu einem anderen Sonnensystem zu gelangen! Logistisch gesehen, ohne zu wissen, wie der Antrieb tatsächlich funktioniert, springen wir dann nicht mit der Waffe?
Das Problem ist Kabinenfieber und Nahrungsmittelversorgung. 160 Tage sind vorbei an dem Punkt, an dem die meisten Besatzungen unter moralischen Störungen leiden. Jede sinnvolle Reise muss mehr als nur die Besatzung haben, die benötigt wird, um das Schiff am Laufen zu halten, aber dann kommen Sie zu "Wie halten wir sie während der Reise beschäftigt und gesund?"
#2
+15
Deer Hunter
2013-08-06 00:01:24 UTC
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Dies ist ein Repository-Community-Wiki-Beitrag mit Verweisen auf aktuelle Arbeiten zum Alcubierre-Laufwerk bei der NASA (Harold White) und an anderen Orten.

Das Originalwerk:

p> Einschränkungen:
#3
+8
lurscher
2013-08-30 20:11:47 UTC
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Exotische Materie ist ein Bereich, den man sich ansehen sollte. Die Geometrie des Warpantriebs (oder gleichwertig der Krasnikov-Röhren) ist für FTL-Reisen nicht so interessant, wie die Leute glauben: Was normalerweise übersehen wird, ist die Kausalität der Abhängigkeit von Materie und Geometrie. Sie müssen die Angelegenheit zuerst in einer raumähnlichen Region zwischen einem Haus und einem Ziel bereitstellen, und dann ändert sich die Raumzeit, um FTL-Reisen zu ermöglichen.

Es ist klar, dass Sie auf der Erde, selbst wenn Sie die exotische Materie in ausreichenden Mengen hatten, immer noch eine Möglichkeit benötigen, sie entlang der Straße einzusetzen, da es sonst keine Verzerrung gibt!. Zusammenfassend benötigen Sie also ein FTL-Laufwerk, um die Angelegenheit bereitzustellen, die ein Warp-Laufwerk ermöglicht. Es könnten jedoch noch andere Anwendungen gefunden werden. Zum Beispiel könnte (im Prinzip) angewendet werden, um die Grenzen der Berechnungsraten zu überschreiten, die durch die Lichtgeschwindigkeit für den lokalen Informationsaustausch zwischen verschiedenen Regionen eines Computers auferlegt werden.

Ein vernünftigerer Vorschlag für Raumfahrtanwendungen ist die Forschung Mikro-Wurmlöcher, die stabil und groß genug werden könnten, um beobachtet zu werden, wenn exotische Materie über die durch die schwachen und dominanten Energiebedingungen auferlegten Einschränkungen hinaus bestehen kann. Eric Davis untersucht Parabolspiegel, die hohe Quantenfluktuationen auf engstem Raum fokussieren. Das sollte interessant sein, um die allgemeine Gültigkeit der Energiebedingungen zu testen.

#4
  0
Daniel
2019-11-09 16:17:36 UTC
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Wenn Sie viele Internetforen wie Reddit und Quora lesen, und sogar dieses bis zu einem gewissen (aber geringeren) Grad, werden Sie viel Skepsis gegenüber der möglichen Funktionsweise des Alcubierre-Laufwerks bemerken. Die meisten wissenschaftlichen Arbeiten und anderen Quellen, die ich finden kann, sind jedoch eher skeptisch. Warum ist das so? Schwer zu sagen, vielleicht versuchen Leute außerhalb der formalen Wissenschaft, skeptisch gegenüber bestimmten kontroversen Themen zu sein.

Das heißt, es kommt darauf an. Ja, der Alcubierre-Antrieb ist nach den geltenden Gesetzen der Physik eine solide Möglichkeit, eine gültige Art des Reisens schneller als das Licht zu erklären und die einzige Möglichkeit (sofern keine Wurmlöcher jemals beobachtet werden), die Lichtgeschwindigkeit zu „brechen“. Was jedoch AD für unsere gegenwärtige Zivilisation unmöglich oder unplausibel macht, ist, wie es funktioniert. Dafür müssten wir ob exotische Materie mit negativer Masse (die immer noch hypothetisch ist) oder irgendwie den Casimir-Effekt nutzen, der negative Masse verursacht. Beides ist nicht unmöglich, aber wir wissen auch noch nicht, wie wir es machen sollen. Vielleicht würde morgen jemand den Weg finden oder vielleicht nie.

Wenn Sie zum Beispiel an einem Science-Fiction-Buch arbeiten und möchten, dass es hartes Science-Fiction ist, ist die „harte“ Art, FTL zu erstellen, die AD, aber für viele Menschen sogar in diesem Fall ist dann nicht mehr "hart" Sci-Fi (aber das ist irgendwie subjektiv).

Vielen Dank, dass Sie den Casimir-Effektwinkel erwähnt haben. Ich habe gesehen, wie Alcubierre FTL entlassen wurde, weil es "exotische Materie erfordert"; Diese Abhängigkeit scheint im Mittelpunkt der Skepsis zu stehen. Da, wie Sie bereits betont haben, der Casimir-Effekt diese Abhängigkeit von exotischer Materie ersetzt, stellt sich die Frage (und meine * echte * Frage), ob FTL von der bekannten Physik völlig verboten ist oder ob es um das "Wie" geht. Es ist keine weltbildende Frage, nur eine Frage der Wahrung einer rationalen Perspektive und nicht in Überoptimismus oder abweisende Skepsis verwickelt zu sein.
Wie andere Benutzer erwähnen, wäre der Alcubierre Drive auch ohne FTL ein unglaublicher technologischer Fortschritt und würde es ermöglichen, das Sonnensystem leicht und kolonisiert zu erkunden (dies wird im Science-Fiction-Bereich übrigens selten verwendet), und noch mehr wäre das Near-Star-System in Reichweite in einem menschlichen Leben (es wird noch Jahrzehnte dauern, außer in Fällen wie Alpha Centauri und Barnard, vorausgesetzt, wir finden bestimmte wichtige praktische Aspekte heraus, wie den Umgang mit der Explosion in Ziel, Navigation und wie man den Effekt "ausschaltet", um dies zu erreichen de-acelerate), daher ist die Untersuchung in AWD immer noch ein sehr wichtiges Unterfangen.
Ob FTL möglich ist, lautet die eindeutige Antwort auf unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse: Nein. Technisch gesehen reist die AWD nicht FTL (es verursacht nur die Illusion) in diesem Sinne. Wenn es jemals möglich ist, dies praktikabel zu machen, ist dies möglich und nicht Nur durch den Casimir-Effekt glauben einige Wissenschaftler, dass die toroidale negative Energiedichte genutzt werden kann. Wenn solche praktischen Aspekte gelöst werden und sich als möglich erweisen, müssten natürlich neue Elemente wie die Kausalität neu bewertet werden.
Eine gute Nachricht und ein Update, anscheinend konnten Wissenschaftler eine negative Masse erzeugen (https://phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html), was AD in der Realität viel praktikabler macht. Ich meine, es ist noch weit davon entfernt, erschaffen zu werden (die Mechanik, wie es funktioniert, ist noch weit entfernt), aber die Tatsache, dass negative Masse existiert und erzeugt werden kann, ist ein wichtiger Durchbruch, da es das einzige war, was es "hypothetisch" hält ".


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