Suradnja ALPHA provela je najtačniji eksperiment ikad za mjerenje ponašanja neutralne antimaterije u gravitacijskom polju. Ovisno o rezultatima, ovo bi moglo otvoriti vrata nevjerojatnim novim tehnologijama. Mnoge tehnologije znanstvene fantastike ostat će u području fantastike dugo vremena (ili zauvijek), osim ako se fizika ne promijeni. Ali mogu li mnogi eksperimenti provjeriti i ovo?
San o trenutnoj komunikaciji, međuzvjezdani svemirski brodovi i sposobnost putovanja u vremenu hakirani su klišeji znanstvene fantastike. Na mnogo načina, oni predstavljaju najveće nade čovječanstva, a opet se oslanjaju na tehnologiju koja nadilazi ono što je trenutno poznato. Međutim, stalno se provode i razvijaju novi eksperimenti. Ako imamo sreće, što možemo pronaći izvan horizonta? Ethan Siegel iz tvrtke Medium.com odgovara na sljedeće pitanje:
"Pod pretpostavkom da imamo sreće, koji bi znanstveni eksperimenti u narednih nekoliko desetljeća mogli otvoriti mogućnosti znanstvene fantastike za nas?"
Postoje fantastične prilike koje bi mogle uzdrmati našu stvarnost do kraja 21. stoljeća.
Sve rakete ikad napravljene zahtijevaju gorivo. Ali ako bismo stvorili motor od tamne materije, novo gorivo bi se moglo pronaći doslovno na svakom koraku kroz galaksiju.
Tamna materija može biti neograničeni izvor goriva koji ne trebamo nositi
Promotivni video:
Jedna od najvećih misterija u znanosti je, u stvari, priroda tamne materije. Znamo da postoji posrednim promatranjem i znamo da je toga puno. Ako sabirate svu običnu materiju u veliku galaksiju, ispada da postoji pet puta više tamne materije. A gotovo sigurno je sastavljena od čestica s nekim zajedničkim svojstvima:
- imaju masu
- nemaju električni ili obojeni naboj
- djeluju gravitacijski
- moraju se na određenoj razini sudariti jedni s drugima i / ili s običnom materijom
Iz Einsteinove poznate formule E = mc2 saznali smo da tamna tvar sadrži ogromnu količinu energije: pet puta više od sve uobičajene materije zajedno. Ako nam je svemir dobar, možda bismo ga pokušali izvući.
Raspodjela mase Abell 370, rekonstruirana pomoću gravitacijskog leća, pokazuje dva velika difuzna halo mase koja odgovaraju tamnoj materiji dva spoja. Postoji pet puta više tamne materije u blizini i unutar akumulacije obične materije.
Mnogi eksperimenti traže sudare tamne materije i s običnom materijom i sa samom sobom. Općenito, postoje dvije vrste čestica: fermioni (s polovinom cijelog spina) i bozoni (s cijelim brojem). Ako je tamna tvar bozon, to znači da je najvjerojatnije njezin vlastiti antičestica, što znači da ako uzmete dvije čestice tamne materije i prisilite ih na međusobno djelovanje, one će se međusobno uništiti. A ako budu uništeni, proizvodit će čistu energiju. Drugim riječima, to je besplatan, neograničen izvor energije koji je dostupan svugdje i u izobilju. I uopće ne trebate uzeti to sa sobom ako odlučite prijeći Svemir. Stoga, kad čujete za eksperimente pretraživanja tamne materije, neograničena, besplatna energija je naš krajnji, željeni cilj.
Ilustracija osnove polja Star Trek koja smanjuje prostor ispred sebe, produžujući prostor iza njega
Antimaterija može imati negativnu masu, što znači da bi mogla biti ključ za warp pogon
Ako želite putovati do zvijezda, konvencionalni izvori energije i goriva izvući će vas od ograde samo do ručka. Ili će se kretati ne brže od brzine svjetlosti. Najbliža zvijezda solarnog tipa s potencijalno naseljenim svjetovima, Tau Ceti, udaljena je oko 12 svjetlosnih godina. Odnosno, samo povratno putovanje oduzet će vam barem pola života. Ali kad bismo mogli smanjiti prostor ispred sebe dok putujemo kroz međuzvjezdani prostor, a istovremeno ga širimo iza sebe, tamo bismo mogli stići mnogo brže. To je bila ideja koju je 1994. smislio astrofizičar Miguel Alcubierra, koji ju je kasnije formalizirao u skladu s kanonima stroge znanosti.
Tek sada, za rješavanje Alcubierre, potrebna je negativna masa
Da bi se postigla ispravna konfiguracija prostora-vremena potrebnog za ubrzanje warp pogona, moraju biti zadovoljena dva uvjeta: kolosalna količina energije i postojanje negativne mase. Ova negativna masa, koja je još uvijek poznata samo na papiru, potrebna je za ispravnu zakrivljenost prostora-vremena, a samim tim i za kretanje osnove. Ali nikada nismo izmjerili masu čestica antimaterije; padaju "dolje" ili "gore" u gravitacijskom polju, to se još uvijek ne zna. CERN-ov pokus ALPHA trenutno mjeri gravitacijske učinke antimaterije i njeno ponašanje u gravitacijskom polju. Ako je odgovor pasti "gore" u gravitacijskom polju, jednostavno ćemo dobiti svoju negativnu masu i sastaviti warp pogon.
Virtualni alat IronBird omogućuje vam stvaranje umjetne gravitacije, ali zahtijeva puno energije i omogućuje vam da odredite samo određenu centripetalnu silu. Prava umjetna gravitacija zahtijevala bi negativnu masu
Negativna masa također bi nam omogućila stvaranje umjetne gravitacije
Ista mogućnost - postojanje negativne mase u Svemiru - omogućilo bi nam stvaranje umjetnog gravitacijskog polja. Postojanje pozitivnih i negativnih naboja u elektromagnetizmu omogućava nam stvaranje vodiča, manipuliranje električnim poljima i oklop tih električnih polja. Gravitacija, kako sada razumijemo, ima samo jednu vrstu naboja: pozitivnu masu. Postojanje negativne mase omogućilo bi nam stvaranje pravog okruženja s nultu gravitacijom i omogućilo nam bi stvaranje umjetnog gravitacijskog polja bilo koje veličine između dva sustava pozitivne i negativne mase.
Ideja o putovanju kroz vrijeme neprestano se pojavljuje u znanstvenoj fantastici. Ali ako postoje zatvorene vremenske krivulje u svemiru, to je ne samo moguće, nego i neizbježno.
Rotirajući svemir mogao bi nam omogućiti da se vratimo u vrijeme
Istodobno, putovanje vremenom nije samo moguće, već je i neizbježno … u smjeru prema naprijed. Budući da su prostor i vrijeme ujedinjeni s tkivom prostora-vremena, trebat će značajno uzburkanje fizike za koju znamo da vrijeme teče u suprotnom smjeru. U svemiru je povratak u prvobitni položaj prilično jednostavan: sama Zemlja to čini kada se okreće oko Sunca, ali istodobno u vremenu prelazi značajnu udaljenost naprijed, tj. Vrijeme prolazi, oko jedne godine. Lako je napraviti „zatvorenu krivulju sličnu prostoru“. Međutim, da bi se vremenom vratili na početnu točku, bit će potrebno nešto neobično: "zatvorena vremenska krivulja" je značajka koja nije prisutna u našem svemiru koji se širi, ispunjenom materijom. Osim ako se svemir vrti.
U svemiru koji se okreće postoji točno rješenje u kojem gustoća materije i kozmološka konstanta (aka tamna energija) imaju određene vrijednosti, a svemir mora imati zatvorene vremenske krivulje. Do sada smo samo uveli ograničenja za opću, globalnu rotaciju Svemira, ali to nismo u potpunosti isključili. Ako se svemir rotira određenom brzinom, uravnoteženom zadanom gustoćom materije i kozmološkom konstantom, biti će apsolutno moguće vratiti se u vrijeme i vratiti se na točno mjesto odakle ste započeli, ne samo u prostoru, već i u prostoru-vremenu. Istraživanja građevina dubokog neba velikih razmjera, koja mogu pružiti promatranja WFIRST ili LSST opservatorija, mogla bi otkriti takvu rotaciju, ako postoji.
Konceptna slika NASA-inog WFIRST satelita koji će krenuti u svemir 2024. i pružit će nam najtačnija mjerenja tamne energije, a također će omogućiti i druga otkrića
Uvijek postoje više egzotičnih mogućnosti nego što to znanost dopušta - teleportacija fizičkih objekata, trenutačno kretanje između otvorenih mjesta (crvotočine) ili komunikacija brže od brzine svjetlosti - ali to će zahtijevati mnogo složenije plesove s tamburašima nego jednostavan eksperiment s dva moguća ishoda. Međutim, mi nastavljamo tražiti. Znanost nije jednosmjerna priča. Detektiv je u tijeku, gdje svako otkriće, svaka točka podataka i svaki eksperiment neminovno dovodi do dubljih pitanja u budućnosti. Važno je držati se otvorenog uma na putu.
Ilya Khel