Science Fiction oder Tatsache: ist schneller als das Licht Reisen möglich?

In dieser wöchentlichen erkundet die Geheimnisse des Lebens wenig die Plausibilität der beliebten Science-Fiction-Konzepte.

Sterne sind sehr, sehr, sehr weit auseinander. Science-Fiction-Autoren haben vorgeschlagen, einer beliebigen Anzahl von superschnellen Antrieben zu interstellaren Reisen etwa so zeitaufwendig wie ein Flugzeug in ein anderes Land fliegen.

In "Star Trek" nennt man die Technologie, die U.S.S. Enterprise über den Quadranten Zip ermöglicht, einen Warp-Antrieb. In der "Halo"-Videospiel-Franchise Raumschiffe Hyperraum über einen Translight Motor eingeben. In "Star Wars" greift ein Schiff Hyperdrive Hyperraum.

"Battlestar Galactica" ist am besten erkennt das Problem von Physik für interstellare Reisen: ihre Schiffe treffend benannte "FTL-Antrieb" steht für schneller als Licht zu reisen.

Nichts, soweit wir wissen, kann schneller als das Licht nach einer der Grundpfeiler der modernen Physik Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie zu reisen. Licht bewegt sich mit Recht ein guter Clip – ungefähr 186.282 Meilen pro Sekunde, welche funktioniert einwandfrei nur für unsere täglichen Telefon und Internet-Kommunikation, in denen Daten als Lichtimpulse über Glasfaser-Kabel durchgeführt werden. Aber auch mit der Geschwindigkeit des Lichts entlang Rast, würde ein Raumschiff mehr als vier Jahre dauern nur um das nächstgelegene Sternsystem Alpha Centauri zu erreichen. (So viel für eine Vereinigte Föderation der Planeten oder eines galaktischen Imperiums.) [Was wäre gerne reisen schneller als die Lichtgeschwindigkeit?]

Erhalten Menschen jemals zu hüpfen zwischen den Sternen? Wissenschaftler haben ein paar faszinierende Bereiche der Studie, die eines Tages eine Möglichkeit zum Rock oder sogar stürzen allgemeine Relativitätstheorie ergeben könnte.

"Ich bin begeistert, was wir am Rande der theoretischen Physik, entdecken Sie sind", sagte Robert Obousy, Präsident von Ikarus International, eine gemeinnützige Stiftung gewidmet interstellaren Flug bis zum Jahr 2100 zu erreichen. "Bestimmte Entdeckungen könnte in Zukunft spannende Technologie führen."

Universelle Tempolimit

Die meisten Werke von Science Fiction haben es in impliziert, dass durch "normalen Raum" mit Überlichtgeschwindigkeit Geschwindigkeiten zu reisen scheint unmöglich.

Laut allgemeiner Relativitätstheorie wie ein Objekt in Richtung der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt seine Masse erhöht und wird schließlich unendlich. Infolgedessen müsste man unendliche Energie mit Lichtgeschwindigkeit, entlang tuckern halten Obousy sagte.

Ein weiterer Clou: für ein Schiff in der Nähe von Licht Geschwindigkeiten Reisen, streunenden, seltene Atome des Wasserstoffgases Raum durchdringt Rumpf-Zerschlagung Raketen werden würde. (Immer klug, "Star Trek" Schriftsteller habe dieses Problem mit einem Pfad-Clearing "Deflektor Gericht.")

Vorbereitung auf Warp gehen

Eine mögliche Lösung zur Masse, Energie und Gas-Rakete könnte darin bestehen, nehmen Platz "mit", anstatt zu versuchen, durch es zu pflügen.

Allgemeine Relativitätstheorie sagt, dass Objekte nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit gemessen in lokalen umgebenden Raum reisen können. Aber die Theorie "setzt keine Grenzen die Geschwindigkeiten in welchem Raum selbst erweitert oder Verträge,", sagte Gerald Cleaver, Professor für Physik an der Baylor University.

Kurz gesagt, ist die allgemeine Relativitätstheorie-schlagende Konzept hinter eine Menge von Sci-Fi-Raumschiffen. "Es ist eine der kleinen Lücken, die wir, dass wir glauben in der Relativitätstheorie von Albert Einstein zu umgehen", sagte Obousy. [Die lustigsten Theorien der Physik]

Ein "warp-Blase" um ein Schiff machen könnte zum Beispiel Raumzeit selbst vor dem Schiff zusammenziehen und ausdehnen dahinter.

"Die Warp-Blase ist ein Raumvolumen, die möglicherweise in der Lage, mit Geschwindigkeiten schneller als das Licht gemessen durch die Blase umgebenden Raum zu bewegen", sagte Beil. "Objekte in den Warp-Blase in Ruhe im Hinblick auf die Warp-Blase wäre aber würde auch sein bewegt sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit in Bezug auf den umgebenden Raum außerhalb der Blase."

So Wild wie Raum-Zeit-schneller als helle Töne bewegt kann es geschehen vor. Wie dem Urknall entfaltet, ist das Universum gedacht, um eine Frist von "Inflation" durchlaufen haben, wenn Raum schnell mit Positionsnummern versehen, ein Ereignis, das hilft zu erklären, die kosmischen Struktur, die wir heute sehen.

"Es wird allgemein angenommen, dass für einen winzigen Bruchteil einer Sekunde zu Beginn des Universums, alle Platz in der Tat viel schneller als die Lichtgeschwindigkeit zu erweitern", sagt Beil.

Dennoch bleibt die Gebäude einen Warp-Antrieb ein ferner Traum. Nach Berechnungen von Obousy und Cleaver erfordern die Generierung einer kubisch-Kilometer-Warp-Blase unglaubliche Mengen an Energie; im Prinzip müssten Sie alle Jupiter in pure Energie umwandeln.

Diese Art von Energie-Herstellung Fähigkeit voraussichtlich nicht in Reichweite dieses Jahrhunderts wie "Star Trek"-Universums hätte. Wenn wir jemals Warp-Antrieb zu entwickeln, "würde ich nicht es deutlich schon seit längerem – auf der Zeitskala Dutzende von Tausenden von Jahren erwarten", sagte Beil.

Lächerliche Geschwindigkeit verfolgen

Möchtegern Raumfahrer müssen nicht alle Hoffnung aufgeben. Andere Hinweise auf die Physik jenseits unserer aktuellen Paradigmen könnte noch das Geheimnis der FTL entsperren.

Obousy wies auf dunkle Energie, die mysteriöse Kraft entdeckt in den späten 1990er Jahren, die die Ausdehnung des Universums beschleunigt.

"Wenn wir die dunklen Energie zu einer tieferen Ebene verstehen, vielleicht es könnte werden neu erstellt oder künstlich im Labor simuliert", sagte Obousy. Nutzbarmachung der dunklen Energie in irgendeiner Weise konnte ermöglichen es uns, die Raumzeit zu manipulieren wie mit Warp, anstatt in seiner Barmherzigkeit.

Ein weiteres draußen Konzept lernen ist das Higgs-Feld zu nutzen, sagte Obousy. Diesem Bereich stiftet Materie mit Masse durch die theoretische Higgs-Boson, die Physiker nach wie vor für den Large Hadron Collider jagen.

Licht bewegt sich mit seiner gleichnamigen Geschwindigkeit weil seine konstituierenden Partikel, Photonen, genannt masselos sind. Vielleicht ein Raumschiff der Masse (ohne Sie zu zerstören oder seine Passagiere) abstreifen könnte schnell stellaren voyaging ermöglichen.

Oder wir müssen vielleicht nur für Puddle-Jumper Flüge zum Mars zu begleichen.

Plausibilität-Score: Schneller als Licht zu reisen wird fast sicher neue Physik als auch irrsinnig Kunststücke of Engineering bei unglaublichen Kosten erfordern. Es ist nicht sehr plausibel, und so verdient es aus einer möglichen vier Rocketboys.

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