Considere una nave en una órbita circular alrededor de un planeta. Activa una unidad de Alcubierre. ¿Permite la física de este impulso que la nave alcance una mayor distancia del planeta y, de ser así, de dónde proviene la diferencia de energía entre el potencial gravitacional nuevo y el antiguo?
(Mi nivel de habilidad en matemáticas es A-Level del Reino Unido, aproximadamente el equivalente al primer año de la universidad en los EE. terrible forma de abordar la física, dice que la nave en mi pregunta permanecería en una órbita circular alrededor del planeta, pero completaría esas órbitas a la velocidad a la que se configuró el motor).
Hay dos cosas que debe tener en cuenta al considerar la métrica de Alcubierre. Primero, es una métrica independiente del tiempo, es decir, describe una disposición de la materia (exótica) que ha existido durante un tiempo infinito y seguirá existiendo durante un tiempo infinito. En segundo lugar, asume que la unidad es el único objeto en el universo y no incluye ninguna interacción con la curvatura debido a la presencia de otra materia como el planeta que está orbitando.
Esto significa que la métrica de Alcubierre es insuficiente para hacer el cálculo que describe. Necesitamos una forma de describir la evolución de la geometría a medida que el anillo de materia exótica se ensambla para iniciar el impulso y luego se desmantela para detener el impulso. También necesitamos describir qué sucede si la unidad se ensambla y desmonta en un espacio-tiempo ya curvo en lugar de en un espacio plano.
Hasta donde yo sé, no hay soluciones exactas para describir ninguno de estos, por lo que el cálculo debe hacerse numéricamente. Tampoco conozco ningún intento de cálculo numérico como este. Entonces, como mucho, podemos adivinar la respuesta a su pregunta.
Sin embargo, me parece muy probable que, si bien la energía necesaria para ensamblar la unidad es probablemente igual a la energía necesaria para desmantelarla en un espacio-tiempo plano, las dos energías probablemente sean diferentes si los pasos de ensamblar y desarmar se realizan en fondos de espacio-tiempo con diferentes curvaturas. . Y parece probable que la diferencia en las energías sea igual al cambio en la energía potencial gravitacional y no ocurra ninguna violación de la conservación de la energía.
Pero debemos tener en cuenta que en GR la conservación de la energía solo se aplica cuando hay un vector Killing similar al tiempo. Por ejemplo, la energía no se conserva en un universo en expansión . Por lo tanto, es posible que se viole la conservación de energía cuando crea y luego destruye una unidad de Alcubierre. Si este sería el caso en su ejemplo, no lo sé.
Las unidades de Alcubierre requieren una enorme cantidad de energía negativa para funcionar. Si existiera una unidad de Alcubierre, aquí es de donde vendría la energía si se impulsara a una órbita más alta. Desafortunadamente, nadie sabe siquiera si existe la energía negativa, e incluso si existiera, se han exagerado las asombrosas propiedades de un disco de Alcubierre. No importa lo que te digan, no puedes ir de un planeta a otro más rápido que la velocidad de la luz según las leyes conocidas de la física, y sería absolutamente revolucionario para todo el campo de la física si alguna vez se descubriera que no es así. .
Usted dice que su intuición es "la nave en mi pregunta permanecería en una órbita circular alrededor del planeta, pero completaría esas órbitas a la velocidad a la que se configuró el motor". Hay algo de confusión aquí. Cualquier objeto permanecerá en una órbita circular alrededor de un planeta si comienza en uno y no se le agrega energía. Si le agregas energía, va a una órbita más alta, y si le quitas energía, va a una órbita más baja. Activar la unidad Alcubierre mientras está en órbita lo enviaría a una órbita más alta o lo sacaría de la órbita por completo si proporcionara suficiente aceleración.
BenRW