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畴昔的东谈主类会使用曲速引擎探索天地吗?咱们无法破除这种可能性。
曲速引擎发祥于有史以来最受接待的科幻演义系列之一,但它们确乎有科学依据。一篇新的论文研究了它们背后的科学,并商酌了曲速引擎的容器故障是否会辐射可探伤的引力波。
这篇论文的标题是“曩昔没东谈想法过的东西:曲速引擎坍缩的引力波”。作家是凯蒂·克拉夫、蒂姆·迪特里希和塞巴斯蒂安·汗,他们是来自英国和德国机构的物理学家。
广义相对论中有曲速驱动的空间,墨西哥物理学家米格尔·阿尔库别雷(Miguel Alcubierre)在1994年刻画了它们在表面上是若何职责的。他在天外和物理学界因“阿尔库别雷曲速引擎”而闻名。
每个东谈主皆知谈莫得物体的速率能向上光速。但曲速引擎可能提供了一个处置有筹备。通过诬陷时空本人,领有曲速引擎的天地飞船不会冲破超光速(FTL)章程。
作家写谈:“尽管曲速驱动发祥于科幻演义,但在广义相对论中有一个具体的刻画,阿尔库别雷开头冷落了一个复古超光速旅行的时空度量。”
制造曲速引擎有彰着的科学崎岖。但咱们有可能模拟出它们是若何职责的,以及在发生故障时若何通过引力波探伤到它们。曲速驱动器会诬陷时空本人,就像黑洞和中子星等细巧物体的双子星解除同样。从表面上讲,它们辐射的引力波信号可能与解除的信号交流。作家解说说:“为了寻找这么的信号并在测量数据中正确识别它们,了解它们的风光学和性质是很焦灼的。”
开头要了解曲速引擎是若何职责的,为此,咱们必须长远研究物理学。
“曲速驱动背后的基本念念想是,与其在局部参考系中平直向上光速,会违犯洛伦兹不变性,一个‘曲速泡’不错通过削弱它前边的时空和延迟它背面的时空来穿越比光速更快的距离(由一些远处的不雅察者测量),”论文指出。
第一个崎岖强横速引擎需要零能量要求(NEC)。物理学指出,一个空间区域弗成能有负能量密度。有一些表面上的处置依次,但现在,莫得一个是实用的。
作家解说说:“曲速驱动度量的其他问题包括可能出现闭塞的类时弧线,从更执行的角度来看,飞船上的东谈主员在抑制和排斥气泡方面存在发愤。”这是因为船员将莫得目的向船的前部发送信号。正如本文所解说的那样,气泡内的事件很难影响曲速气泡外的事件。
“从动态模拟曲速引擎的角度来看,环节的挑战是领悟性,”作家解说说。方程标明,阿尔库别雷曲速引擎不错使用爱因斯坦方程运转曲速气泡,但莫得已知的方程不错看守它。“(据咱们所知)莫得已知的景色方程不错使曲速引擎随时辰保持领悟的景色。因此,天然领先不错要求曲速气泡是恒定的,但它将很快从该景色演变而来,何况在大浩荡情况下,曲速流体和时空变形将分布或坍缩到一个中心点。”
天然不领悟性强横速引擎的主要崎岖,但它也可能使它们被探伤到。若是阿尔库别雷曲速引擎达到恒定速率,它是无法检测到的。它不产生引力波,也莫得ADM质地。ADM代表Arnowitt-Deser-Misner,以三位物理学家的名字定名。
然而,只好当曲速驱动是恒定和领悟的时,它才是弗成检测的。一朝它领会、加快或延缓,就不错被检测到。在他们的研究中,作家允许曲速引擎的气泡崎岖。他们写谈:“从物理上讲,这可能与后曲速文雅(随机)用来复古曲速气泡闪耀崩溃的收留场的崎岖磋磨。”
在他们的构想中,船本人的性质并不焦灼。只好曲速气泡和里面的曲速流体才是焦灼的。
研究东谈主员模拟了曲速气泡崎岖的流程。他们发现,坍缩产生的引力波的特征与解除产生的引力波不同。他们写谈:“信号以爆发的神色出现,领先莫得引力波内容,随后是一个特征频率为1/[R]阶的飘浮周期。总的来说,这个信号与引力波探伤器不雅察到的典型的紧密双星解除特地不同,更雷同于不领悟中子星的坍缩或两个黑洞的正面碰撞。”
作家指出,天然曲速引擎产生了GW信号,但它超出了咱们现在大地探伤器的频率界限。他们写谈:“高频探伤器的建议依然冷落,因此在畴昔,东谈主们可能能够为这种信号的存在设定界限。”
飞船本人也不错发送某种类型的多信使信号,但很难知谈飞船的物资若何与惯例物资互相作用。研究东谈主员解说说:“由于咱们不知谈用于斥地曲速飞船的物资类型,咱们也不知谈它在天地中传播时是否会与平淡物资互相作用(除了引力)。”
这是一个意旨的念念想实验。在远处的畴昔,有可能存在某种超光速旅行的处置有筹备。若是确乎如斯,它可能与更好地领悟暗物资和暗能量磋磨。若是有外星人命存在,他们可能会行使咱们尚未掌抓的天地基本学问。
若是他们依然弄昭彰了若何斥地和使用曲速引擎,即使它看起来是弗成能的,他们的动作也可能会产生引力波,咱们畴昔的天文台致使不错在其他星系中探伤到。但到现在为止,这些皆是表面上的。
作家在论断中写谈:“咱们告诫说,所赢得的波形可能高度特定于所给与的模子,这有几个已知的表面问题,正如序文中所商酌的那样。需要进一步的职责来了解这些签名的浩荡性,并正确地刻画它们的可探伤性。”
毫无疑问,一些有趣的物理学家将无间研究这个问题。
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- 合计九溪十八涧仍是很好意思了,直到我去了这里 2024-06-26