¿Es warp drive una vía legítima de investigación científica?

He estado leyendo una serie de artículos de "pop-sci" en línea sobre el tema "warp drive", derivados del trabajo realizado inicialmente por Alcubierre.

Algunos de los artículos más recientes dicen que hay investigadores de la NASA que han encontrado una base teórica no solo para "deformar" el espacio de la manera descrita por Alcubierre, sino que las estimaciones sobre las cantidades de materia "exótica" requerida para que funcione están muy lejos. más razonable de lo que se pensó inicialmente (~ 500 kg en lugar de ~ 1 masa de Júpiter), y que se están realizando experimentos de laboratorio para validarlo todo. Además, permitiría fácilmente completar un viaje interestelar de, digamos, 20 años luz en solo un par de meses. Se han hecho algunas afirmaciones de que podemos estar a solo unas pocas décadas de una nave espacial real capaz de realizar tal viaje.

Mi pregunta es: ¿Qué se ha logrado, probado o refutado realmente hasta la fecha?

Creo que mi pregunta realmente tenía dos partes fundamentales (1) establecer la credibilidad de las afirmaciones con respecto a la investigación teórica/experimental basada en la "Métrica de Alcubierre", y si es creíble, (2) ¿dónde cae ese trabajo en el camino hacia la tecnología implementable? . Estoy de acuerdo, mi (s) pregunta (s) probablemente pertenezcan más al SE de física que aquí.
Esta puede ser una sola pregunta coherente si se deja que se centre estrictamente en la legitimidad. La pregunta en cuestión es si la investigación sobre los viajes más rápidos que la luz (FTL) es legítima. Algunas personas usan definiciones de "deformación" para desviar. El viaje FTL es fácilmente definible y viola la relatividad especial por definición. La respuesta tiene dos partes, 1) que la métrica de Alcubierre no es necesariamente FTL y 2) el viaje FTL no es posible.
Esto es confuso para mí porque pensé que el punto clave es que Alcubierre había encontrado una "laguna" en la relatividad que efectivamente permitía una forma de viaje FTL (sin límite de velocidad en la expansión o contracción del espacio), y que la teoría es sólida, dejando solo cuestiones de viabilidad de la aplicación.
La unidad de alcubierre requiere una masa negativa. Hasta ahora no hay razón para creer que exista materia con masa negativa. 500 kg de cosas que no existen no son más razonables que 1 masa de Júpiter de cosas que no existen.

Respuestas (4)

Si lees muchos foros de Internet, como Reddit y Quora, e incluso este en mayor o menor grado, notarás mucho escepticismo sobre el posible funcionamiento de la unidad de Alcubierre. Sin embargo, la mayoría de los artículos científicos y otras fuentes que he podido encontrar tienden a ser menos escépticos, ¿por qué es esto? Difícil de decir, tal vez las personas fuera de la academia formal se esfuerzan más por ser escépticas sobre ciertos asuntos controvertidos.

Dicho esto, depende. Sí, la unidad de Alcubierre es una forma sólida, según las leyes actuales de la física, de explicar una forma válida de viajar más rápido que la luz y la única forma (a menos que se observen agujeros de gusano) de "romper" la velocidad de la luz. Sin embargo, y esto es un gran sin embargo, lo que hace que AD sea imposible o inverosímil para nuestra civilización actual es cómo hacer que funcione. Para ello necesitaríamos ya sea materia exótica con masa negativa (que aún es hipotética) o aprovechar de alguna manera el efecto Casimir que provoca masa negativa. Ambas cosas no son imposibles, pero aún no sabemos cómo hacerlo. Entonces, tal vez mañana alguien encontraría el camino o tal vez nunca.

Entonces, si, por ejemplo, está trabajando en un libro de ciencia ficción y quería que fuera ciencia ficción dura, la forma "difícil" de hacer FTL es con AD, pero para muchas personas, incluso en ese caso, ya no es así. ciencia ficción "dura" (pero esto es un poco subjetivo).

Gracias por mencionar el ángulo de efecto Casimir. He visto descartar Alcubierre FTL porque "requiere materia exótica"; esta dependencia parece ser el foco principal del escepticismo. Dado que, como señaló, el efecto Casimir reemplaza esta dependencia de la materia exótica, la pregunta (y mi verdadera pregunta) es si FTL está prohibido por la física conocida o si es una cuestión de "cómo hacerlo". No es una cuestión de creación de mundos, solo es cuestión de mantener una perspectiva racional y no dejarse atrapar por el exceso de optimismo o el escepticismo desdeñoso.
Bueno, como mencionan otros usuarios, incluso sin FTL, Alcubierre Drive sería un avance tecnológico increíble y permitiría explorar el sistema solar fácilmente y colonizado (esto rara vez se usa en ciencia ficción por cierto) y aún más, el sistema estelar cercano sería en alcance en una vida humana (todavía llevará décadas, excepto en casos como Alpha Centauri y Barnard, siempre que descubramos ciertos aspectos prácticos importantes, como lidiar con la explosión en el destino, la navegación y cómo "apagar" el efecto para poder desacelerar), por lo que la investigación en AWD sigue siendo un esfuerzo muy importante.
Si FTL es posible, bueno, la respuesta rotunda a nuestro momento en el conocimiento científico es no, técnicamente hablando, el AWD no viaja FTL (solo causa la ilusión) en ese sentido, si alguna vez se puede hacer práctico, es posible y no solo por el efecto Casimir, algunos científicos también piensan que se puede usar la densidad de energía negativa toroidal). Por supuesto, si se resuelven estos aspectos prácticos y se demuestra que es posible, habría que reevaluar nuevos elementos como la acausalidad.
Una buena noticia y actualización, aparentemente los científicos pudieron crear masa negativa ( phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html ) haciendo que AD sea mucho más factible en la realidad. Quiero decir, todavía está lejos de haber sido creado (la mecánica sobre cómo hacer que funcione aún está lejos), pero el hecho de que la masa negativa exista y pueda crearse es un avance importante, ya que fue lo único que lo mantuvo "hipotético". ".

Respuesta Original

Dadas las matemáticas de Alcubierre y los cálculos de White, es una vía viable de investigación a seguir.

Ya sea que sea o no práctico como FTL, y dada la velocidad aparente máxima esperada de aproximadamente 10 veces la velocidad de la luz (Blanco), y que las matemáticas dicen que debería poder hacerse, se debe intentar implementar una serie de prototipos. de inmenso beneficio. Incluso si la unidad no funciona, la prueba de la unidad proporcionará mediciones interesantes.

Por lo tanto, las investigaciones de las ecuaciones Warp Drive de Alcubierre en un modo práctico (en lugar de teórico) son científicamente útiles.

También tenga en cuenta: cualquier efecto medido, incluso si no es el previsto, conducirá a mejoras en la teoría.

Además, la NASA está permitiendo que White realice un experimento práctico.

Tenga en cuenta que Warp Drive, incluso si no permite FTL (o como señala la teoría de Alcubierre, aparente FTL por movimiento STL de la nave dentro del movimiento STL del espacio por el que se mueve la nave), una versión STL aún reducirá enormemente el viaje veces. Una unidad de 0.01C pone a Marte a unas pocas horas de distancia. A la distancia más lejana, Marte está a unos 18 minutos luz de distancia; El tiempo de viaje de 1800 minutos es de 30 horas, ni siquiera 2 días.

Tenga en cuenta que, por motivos logísticos y de salud, una misión de aproximadamente 60 a 90 días (ida y vuelta) es el límite. White ha dado a entender que espera que 10 C sea práctico; esto coloca a Alpha Centauri, hogar del planeta extrasolar detectado más cercano, a 156 días de tiempo de viaje. Entonces, a efectos prácticos, una unidad de 10 C no es interestelar. A una velocidad aparente de 40 C, el sistema Alpha Centauri se vuelve razonablemente práctico. Esto significa que, a menos que las velocidades aparentes más altas que los ejemplos de 10 C trabajados por White sean prácticos, Warp Drive seguirá siendo una unidad en el sistema.

Actualización 2015

Vale la pena señalar que, a partir de mayo de 2015, la NASA cree que el EM-Drive de hecho puede estar generando una deformación de Alcubierre y, de hecho, está generando empuje en el vacío. El Dr. White está trabajando en el equipo que está probando esta unidad.

La NASA aún no ha publicado ningún dato que este autor pueda encontrar sobre las pruebas aprobadas por el Dr. White de un Warp Drive puro, pero si el EM-Drive está generando un campo warp, esto puede ser el resultado de la convergencia de dos líneas de investigación no relacionadas.

Referencias

White, Harold "Sonny", Warp Field Mechanics 101 (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936_2011016932.pdf) Consultado el 5 de agosto de 2013.

Peckham, Matt, NASA Realmente trabajando en Warp Drive (http://techland.time.com/2012/09/19/nasa-actually-working-on-faster-than-light-warp-drive/) Consultado el 5 de agosto de 2013 .

José Rodal, Ph.D, Jeremiah Mullikin y Noel Munson, Evaluating NASA's Futuristic EM-Drive , (http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/) , consultado el 3 de mayo 2015.

¿Alguna información sobre qué experimento intentará White?
El documento implica pasar un láser a través de un campo de baja potencia desde una plataforma de banco y verificar el desplazamiento y la modulación, pero no tengo evidencia sólida.
@aramis, ¿por qué 'un viaje de 160 días por trayecto es una pesadilla'? Quiero decir, en términos humanos, ¡ser el primero en llegar a otro sistema solar parece ser un costo bastante pequeño! En términos logísticos, sin saber cómo funciona realmente la unidad, ¿no nos estamos precipitando?
El problema es uno de fiebre de cabina y suministros de alimentos. 160 días es más allá del punto en que la mayoría de las tripulaciones sufren crisis morales. Cualquier viaje significativo debe tener más que solo la tripulación necesaria para mantener el barco en marcha, pero luego entras en "cómo los mantenemos ocupados y cuerdos durante el viaje".

Esta es una publicación de wiki de la comunidad del repositorio con referencias al trabajo actual en la unidad Alcubierre en la NASA (Harold White) y en otros lugares.

El trabajo original:

Limitaciones:

La materia exótica es un área que vale la pena mirar. La geometría del impulso warp (o, de manera equivalente, los tubos de Krasnikov) no es realmente tan interesante para los viajes FTL como la gente cree: algo que generalmente se pasa por alto es la causalidad de la dependencia entre la materia y la geometría. Necesita que la materia se implemente primero en una región similar al espacio entre un hogar y un destino, y luego el espacio-tiempo cambiará para permitir el viaje FTL.

Está claro que si estás en la Tierra, incluso si tuvieras la materia exótica en cantidades adecuadas, aún necesitarás alguna forma de desplegarla a lo largo del camino, ¡de lo contrario no habrá deformación!. Entonces, en resumen, necesita una unidad FTL para implementar el asunto que habilitará una unidad warp. Sin embargo, todavía podría encontrar otras aplicaciones. Por ejemplo, podría aplicarse (en principio) para exceder los límites de las tasas de cómputo impuestas por la velocidad de la luz en el intercambio de información local entre diferentes regiones de una computadora.

Una propuesta más razonable para las aplicaciones de los vuelos espaciales es la investigación de microagujeros de gusano que podrían volverse estables y lo suficientemente grandes como para ser observables si se logra que la materia exótica persista por encima de las limitaciones impuestas por las condiciones energéticas débiles y dominantes. Eric Davis está investigando espejos parabólicos que enfocan fluctuaciones cuánticas altas en un volumen confinado. Eso debería ser interesante para probar la validez general de las condiciones de energía.

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