Warp sürücüleri yerçekimsel dalgalar oluşturabilir

Geleceğin insanları evreni keşfetmek için warp sürücülerini kullanacak mı? Bu ihtimali ortadan kaldıracak durumda değiliz. Ama eğer uzak torunlarımız bunu yaparsa, dilityum kristalleri içermeyecek ve İskoç aksanı o zamana kadar buharlaşıp tarihe karışmış olacak.

Warp sürücülerinin kökleri şimdiye kadarki en popüler bilim kurgu serilerinden birine dayanmaktadır, ancak bilimsel bir temelleri de vardır. Yeni bir makale, bunların arkasındaki bilimi inceliyor ve bir warp sürücüsü sınırlama arızasının tespit edilebilir yerçekimi dalgaları yayıp yaymayacağını soruyor.

kağıt “Daha önce kimsenin görmediği şey: warp sürücüsünün çökmesinden kaynaklanan yerçekimsel dalga formları” başlığını taşıyor ve arXiv ön baskı sunucusu. Yazarlar, Birleşik Krallık ve Almanya’daki kurumlardan fizikçiler olan Katy Clough, Tim Dietrich ve Sebastian Khan’dır.

Genel Görelilik’te warp sürücüleri için yer var ve Meksikalı fizikçi Miguel Alcubierre, 1994’te bunların teorik olarak nasıl çalışabileceğini anlattı. Alcubierre Drive adlı çalışmasıyla uzay ve fizik çevrelerinde iyi tanınıyor.

Herkes hiçbir nesnenin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğini bilir. Ancak warp sürücüleri bir geçici çözüm sunabilir. Warp sürücüsüne sahip bir uzay aracı, uzay-zamanın kendisini çarpıtarak, ışıktan hızlı (FTL) kuralını ihlal etmiş olmaz.

Yazarlar şöyle yazıyor: “Bilim kurgu kökenli olmasına rağmen, warp sürücülerinin genel görelilikte somut bir tanımı var; Alcubierre ilk olarak ışıktan hızlı yolculuğu destekleyen bir uzay-zaman ölçüsü önerdi.”

Gerçekten bir warp sürücüsü yapmanın önünde açık bilimsel engeller var. Ancak birinin nasıl çalışacağını ve bir arıza durumunda yerçekimi dalgaları aracılığıyla bunların nasıl tespit edilebileceğini simüle etmek mümkün.

Warp sürücüleri, tıpkı kara delikler ve nötron yıldızları gibi kompakt nesnelerin ikili birleşmeleri gibi, uzay-zamanın kendisini de bozar. Birleşmelerle aynı damarda bir yerçekimsel dalga sinyali yaymaları teorik olarak mümkündür.

Yazarlar, “Bu tür sinyalleri aramak ve bunları ölçülen verilerde doğru şekilde tanımlamak için, bunların fenomenolojisini ve özelliklerini anlamak önemlidir” diye açıklıyor.

Bu, warp sürücülerinin nasıl çalışabileceğini anlamakla başlıyor ve bunun için fiziğin derinliklerine inmemiz gerekiyor.

“Bir warp sürücüsünün arkasındaki temel fikir, Lorentz değişmezliğini ihlal edecek şekilde yerel bir referans çerçevesinde ışığın hızını doğrudan aşmak yerine, bir ‘warp balonunun’ mesafeleri ışık hızından daha hızlı geçebilmesidir (uzaktaki bazı ölçümlerle ölçüldüğü gibi). (gözlemci) önündeki uzay-zamanı daraltarak ve arkasındaki uzay-zamanı genişleterek,” makaleyi belirtiyor.

İlk engel, warp sürücülerinin Sıfır Enerji Durumu (NEC) gerektirmesidir. Fizik, uzayın bir bölgesinin negatif enerji yoğunluğuna sahip olamayacağını belirtir. Bunun için teorik geçici çözümler var, ancak şimdilik hiçbiri pratik değil.

Yazarlar şöyle açıklıyor: “Warp tahriki metriği ile ilgili diğer sorunlar, kapalı zaman benzeri eğrilerin potansiyelini ve daha pratik bir bakış açısıyla, gemidekilerin balonu kontrol etme ve devre dışı bırakma konusundaki zorluklarını içeriyor.”

Bunun nedeni mürettebatın geminin ön kısmına sinyal göndermesinin mümkün olmamasıdır. Balonun içindeki olayların warp balonunun dışındaki olayları etkilemesi zordur, çünkü daha önceki bir makale açıklıyor.

Yazarlar, “Warp sürücüsünü dinamik olarak simüle etme perspektifinden bakıldığında, asıl zorluk istikrardır” diye açıklıyor. Denklemler, Alcubierre Drive’ın Einstein Denklemini kullanarak bir warp balonu başlatabildiğini, ancak bilinen hiçbir denklemin bunu sürdüremediğini gösteriyor.

“(Bildiğimiz kadarıyla) warp tahriki metriğini zaman içinde istikrarlı bir konfigürasyonda tutacak bilinen bir durum denklemi yoktur. Bu nedenle, başlangıçta warp balonunun sabit olması gerekebilir, ancak hızlı bir şekilde bu durumdan uzaklaşacaktır. ve çoğu durumda warp sıvısı ve uzay-zaman deformasyonları merkezi bir noktaya dağılacak veya çökecek.”

Kararsızlık warp sürücülerinin önündeki başlıca engel olsa da, onları tespit edilebilir kılan da budur. Alcubierre Drive sabit bir hıza ulaşırsa tespit edilemez. Yerçekimi dalgaları üretmez ve ADM kütlesi. ADM, Arnowitt–Deser–Misner anlamına gelir ve adını üç fizikçiden alır.

Ama warp sürücüsü yalnızca sabit ve kararlıysa tespit edilemez. Bir kez bozulduğunda, hızlandığında veya yavaşladığında tespit edilebilir. Yazarlar çalışmalarında warp sürücüsü balonunun çökmesine izin veriyorlar.

“Fiziksel olarak bu, warp sonrası uygarlığın (muhtemelen) warp balonunu çöküşe karşı desteklemek için kullandığı çevreleme alanındaki bir arıza ile ilgili olabilir” diye yazıyorlar.

Formülasyonlarında geminin niteliği önemli değildir. Yalnızca çözgü balonu ve içindeki çözgü sıvısı önemlidir.

Araştırmacılar warp balonunun parçalanmasını simüle etti. Çöküşün, birleşmelerden farklı özelliklere sahip yerçekimsel dalgalar ürettiğini buldular. “Sinyal, başlangıçta yerçekimsel dalga içeriğine sahip olmayan bir patlama olarak gelir, ardından 1/ mertebesinde karakteristik frekansa sahip bir salınım periyodu gelir.[R],” Onlar yazar.

“Genel olarak sinyal, yerçekimsel dalga dedektörleri tarafından gözlemlenen tipik kompakt ikili birleşmelerden çok farklı ve kararsız bir nötron yıldızının çökmesi veya iki kara deliğin kafa kafaya çarpışması gibi olaylara daha çok benziyor.”

Yazarlar, warp sürücüsünün bir GW sinyali oluşturmasına rağmen, bunun mevcut yer tabanlı dedektörlerimizin frekans aralığının dışında olduğuna dikkat çekiyor. “Daha yüksek frekanslı dedektörler için önerilerde bulunuldu, dolayısıyla gelecekte bu tür sinyallerin varlığına sınır koymak mümkün olabilir” diye yazıyorlar.

Geminin kendisi de bir tür çoklu haberci sinyali gönderebilir, ancak geminin maddesinin normal maddeyle nasıl etkileşime gireceğini bilmek zordur. Araştırmacılar, “Swarp gemisini inşa etmek için kullanılan maddenin türünü bilmediğimizden, onun evrende yayılırken normal maddeyle (yerçekimi dışında) etkileşime girip girmeyeceğini de bilmiyoruz” diye açıklıyor.

Bu eğlenceli bir düşünce deneyidir. Uzak gelecekte bir gün FTL seyahatine yönelik bir tür geçici çözümün mevcut olması mümkündür. Eğer öyleyse, karanlık madde ve karanlık enerjinin daha iyi anlaşılmasıyla ilgili olabilir. Eğer herhangi bir ETI mevcutsa, evrenle ilgili henüz sahip olmadığımız temel bilgilerden yararlanabilecek konumda olabilirler.

Tüm imkansızlıklarına rağmen bir warp sürücüsünün nasıl inşa edileceğini ve kullanılacağını bulmuşlarsa, faaliyetleri gelecekteki gözlemevlerimizin diğer galaksilerde bile tespit edebileceği yerçekimi dalgaları yaratabilir. Ancak şimdilik her şey teorik.

Yazarlar sonuç kısmında şöyle yazıyor: “Elde edilen dalga formlarının, Giriş bölümünde tartışıldığı gibi, bilinen birçok teorik problemi olan, kullanılan modele oldukça spesifik olabileceği konusunda uyarıyoruz.” “İmzaların ne kadar genel olduğunu anlamak ve tespit edilebilirliklerini doğru şekilde karakterize etmek için daha fazla çalışma yapılması gerekecek.”

Şüphesiz bazı meraklı fizikçiler bu konu üzerinde çalışmaya devam edeceklerdir.