한 물리학자 팀이 알려진 물리학 규칙을 어기지 않고도 실제 워프 엔진을 구축하는 것이 가능하다는 사실을 발견했습니다. 한 가지 주의 사항: 워프 액션 함선은 빛의 속도를 초과할 수 없으므로 조만간 흥미로운 곳으로 가지 않을 것입니다. 그러나 이 연구는 여전히 중력에 대한 우리의 이해에 있어서 중요한 진전을 나타냅니다.

움직이지 않고 움직이다

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 질량과 에너지를 시공간 왜곡과 연관시키는 중력 관련 문제를 해결하기 위한 툴킷입니다. 결과적으로 이러한 시공간 왜곡은 질량과 에너지가 어떻게 움직이는지 알려줍니다. 거의 모든 경우에 물리학자들은 상대성 방정식을 사용하여 주어진 물체 그룹이 어떻게 움직이는지 파악합니다. 그들은 별 주위를 도는 행성이나 두 개의 블랙홀 충돌과 같은 몇 가지 물리학 시나리오를 가지고 있으며 이러한 물체가 시공간을 어떻게 왜곡하고 시스템의 후속 진화가 무엇인지 궁금해합니다.

그러나 원하는 운동을 상상하고 어떤 종류의 시공간 왜곡이 이를 가능하게 하는지 질문함으로써 아인슈타인의 계산을 역으로 실행하는 것도 가능합니다. 이것이 바로 멕시코 물리학자 Miguel Alcubierre가 물리학의 오랜 필수 요소인 워프 드라이브의 물리적 기초를 발견한 방법입니다. 스타 트렉 상업용 프랜차이즈.

워프 드라이브의 목표는 일반적으로 빛보다 빠른 이동을 포함하는 광고 중단 사이에 A에서 B로 이동하는 것입니다. 그러나 특수 상대성 이론은 빛보다 빠른 속도를 명시적으로 금지합니다. 이것이 책을 괴롭히지는 않았지만 스타 트렉그것은 알쿠비에레를 화나게 만들었습니다. 그는 시공간을 교묘하게 조작하여 배 앞의 공간을 지우고 배 뒤의 공간을 확장하도록 배치함으로써 워프 드라이브를 구성하는 것이 가능하다는 것을 발견했습니다. 이는 엄밀한 의미에서 움직임 없이 움직임을 생성합니다.

모순처럼 보일 수도 있지만 이는 일반상대성이론의 많은 흥미로운 측면 중 하나일 뿐입니다. Alcubierre 워프 드라이브는 절대 움직이지 않기 때문에 빛의 속도 제한 위반을 방지합니다. ~ 동안 공간; 대신, 본질적으로 공간 자체는 우주선을 목적지에 더 가깝게 만들기 위해 조작됩니다.

비록 수수께끼이긴 하지만, 알쿠비에르의 디자인에는 치명적인 결함이 있었습니다. 필요한 시공간 왜곡을 제공하려면 우주선에 일반적으로 음의 질량 물질인 외래 물질이 어떤 형태로든 포함되어야 합니다. 음의 질량은 음의 5kg 무게의 공을 차면 운동량 보존 원리를 위반하여 뒤로 날아갈 가능성과 같이 물리학에 대한 우리의 이해에 도전하는 몇 가지 개념적 문제에 직면해 있습니다. 게다가 실제 우주에 음의 질량 물체가 존재하는 것을 본 사람은 아무도 없습니다.

음의 질량에 대한 이러한 문제로 인해 물리학자들은 일반 상대성 이론의 부속물로서 다양한 버전의 “에너지 조건”을 제안하게 되었습니다. 이것들은 상대성 이론 자체에 내장되어 있지는 않지만 일반 상대성 이론은 우리 우주에 존재하지 않는 것 같은 음의 질량과 같은 것을 허용하고 이러한 에너지 조건으로 인해 상대성 이론 방정식에서 벗어나기 때문에 추가가 필요합니다. 바닐라 GR이 초경량 움직임과 같은 것을 허용하지만 나머지 우주는 동의하지 않는 것 같다는 문제가 있는 사실에 대한 과학자들의 반응입니다.

워프 팩터가 0입니다.

에너지 상태는 실험적으로나 관찰적으로 입증되지 않았지만 우주의 모든 관측과 일치하는 데이터이기 때문에 대부분의 물리학자들은 이를 심각하게 받아들인다. 최근까지 물리학자들은 이러한 에너지 조건을 통해 정말로 원하더라도 워프 드라이브를 만들 수 없다는 것이 100% 명백하다고 생각했습니다.

그러나 헌츠빌에 있는 앨라배마 대학교의 Jared Fox가 이끄는 국제 물리학자 팀이 발견한 방법이 있습니다. (이 팀은 워프 드라이브 연구에 전념하는 가상 연구 센터인 응용 물리학 추진 연구소(Applied Physics Propulsion Laboratory)에도 소속되어 있습니다.) 저널에 게재하기로 승인된 논문에서 고전 중력과 양자 중력연구자들은 어떤 버전의 비틀림 구동이 작동할 수 있는지 알아보기 위해 상대성 이론을 조사했습니다.

일반 상대성 이론 방정식은 풀기가 매우 어렵습니다. 특히 워프 드라이브와 같은 복잡한 경우에는 더욱 그렇습니다. 그래서 팀은 소프트웨어 알고리즘으로 눈을 돌렸습니다. 방정식을 수동으로 풀려고 시도하는 대신 수치적으로 솔루션을 탐색하고 에너지 조건을 준수하는지 확인했습니다.

팀은 실제로 추진 장치를 만들려고 시도하지 않았습니다. 대신, 그들은 선박이 가속을 경험하지 않거나 선박 내에서 조석력을 경험하지 않고 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 수 있도록 하는 일반 상대성 이론에 대한 다양한 솔루션을 탐색하여 상상력이 풍부한 승객에게 큰 안도감을 제공했습니다. 그런 다음 이러한 용액이 이물질의 사용을 방지하는 에너지 조건을 준수하는지 확인했습니다.

연구자들은 이미 여행자가 가속 없이 이동할 수 있도록 공간을 조작하는 방법인 워프 드라이브에 대한 솔루션을 발견했습니다. 그러나 공짜 점심 같은 것은 없으며 이 워프 드라이브의 특성상 중요한 주의 사항이 따릅니다. 배와 승객은 빛보다 빠르게 이동할 수 없습니다. 또한 실망스러운 점은 새로운 연구를 수행한 연구자들이 어떤 물질 구성이 왜곡을 발생시키는지 아는 데 관심을 두지 않는 것 같다는 사실입니다.