¿Cuál es el factor de curvatura en el sistema de tres cuerpos? Esta puede ser la única esperanza de la humanidad para lograr un "jailbreak"
El sistema solar tiene aproximadamente 1,9 años luz de diámetro, y la galaxia más cercana a nosotros está a 4,2 años luz de distancia, y todavía estamos luchando por llegar incluso a Marte. Nuestra nave espacial es demasiado lenta. ¡El sistema solar es como una prisión que priva a los humanos de la libertad de explorar el universo!
Todos sabemos que según la teoría de la relatividad, cuanto mayor es la velocidad, mayor es la masa. Según la segunda ley del movimiento de Newton, la aceleración de un objeto es igual a la fuerza dividida por la masa. Si la velocidad aumenta, para garantizar que el objeto continúe acelerando, la fuerza aplicada también debe aumentar en este punto. Surge la pregunta: si la velocidad del objeto es alcanzar la velocidad de la luz, entonces la masa será infinita y la fuerza requerida también debe ser infinita. Sin embargo, nunca podremos encontrar una fuerza infinita, por lo que la velocidad de un objeto. Nunca podrá alcanzar la velocidad de la luz. Para evitar la segunda ley de Newton y la relatividad general, el impulso de curvatura casi se ha convertido en nuestra única gota que nos salva la vida.
El motor de curvatura en el sistema de tres cuerpos
El sistema de tres cuerpos proporciona un experimento con principios físicos similares que pueden hacer que el motor de curvatura sea fácil de entender. Primero, dobla un bote de papel, haz un agujero en la popa, mete un pequeño trozo de jabón en él y coloca el bote en el agua. Debido a que el jabón se disuelve en el agua, la tensión superficial del agua en la popa se reduce y el barco es arrastrado por la mayor tensión en la parte delantera, y el barco navegará automáticamente hacia adelante. La unidad de curvatura es similar.
Al igual que la superficie del agua, el espacio-tiempo también es desigual. Para una nave espacial en el espacio, si una parte del espacio detrás de ella puede aplanarse de alguna manera para reducir su curvatura, entonces la nave espacial será la misma. Se atraviesa el espacio con mayor curvatura en el frente. El impulso de curvatura no puede llegar al destino instantáneamente como el plegado espacial, pero es posible que la nave espacial navegue a una velocidad infinitamente cercana a la velocidad de la luz.
Puedes entender que el espacio-tiempo frente a la nave espacial es más curvado y el espacio-tiempo detrás es menos curvado, por lo que la nave espacial en realidad experimentará gravedad hacia adelante, como si fuera exprimida hacia adelante por espacio. La nave espacial continúa "suavizando" el espacio y el tiempo detrás de ella de alguna manera, y el espacio aplanado no se puede restaurar, lo que forma una pista de curvatura. Sin embargo, todavía tenemos que señalar que todavía existe una cierta diferencia entre ficción y realidad.
Concepto real de impulso de curvatura
En 1994, el físico mexicano Mingo Alcubelli propuso por primera vez el concepto de impulso de curvatura en la vida real. Propuso un método para crear una onda que cambia la geometría del espacio, haciendo que el espacio delante de la nave espacial se reduzca y el espacio detrás de la nave espacial se expanda. El eje conectado de adelante hacia atrás es la dirección en la que el barco quiere navegar. La nave espacial puede moverse sobre ondas en un espacio plano llamado "burbuja de deformación". Dado que la nave en realidad no se mueve, el espacio-tiempo se distorsiona y las burbujas se llevan la nave, y la velocidad de expansión del espacio no está limitada por la velocidad de la luz, por lo que la restricción en la teoría general de la relatividad de que la velocidad de un objeto no puede exceder la velocidad local de la luz no sirve de nada. Dado que tanto la nave espacial como los pasajeros que la transportan se encuentran en el mismo tiempo y espacio, estarán sujetos a la misma fuerza gravitacional y, naturalmente, no habrá sobrecarga al acelerar.
Sabemos que la materia con masa distorsiona el espacio-tiempo, lo que se manifiesta como gravedad a escala macroscópica. Por lo tanto, si quieres que el espacio transporte una nave espacial, debes revertir este proceso, y luego necesitas una "sustancia extraña" con masa negativa, que se manifiesta como "repulsión" en el sentido macroscópico.
El hipotético mecanismo del motor warp implica una densidad de energía negativa, por lo que requiere el uso de materia exótica. Entonces, si no existiera materia exótica con las propiedades adecuadas, no se podría construir el motor warp. La buena noticia es que hay experimentos que demuestran que esta sustancia sí existe.
Energía negativa
La energía negativa tiene presión negativa y así ha sido confirmado mediante observaciones experimentales. Lo que es más interesante es que a través de la observación del universo, se descubre que dentro de la escala de todo el universo, sólo estas energías con una fuerte presión negativa pueden producir el fenómeno de "repulsión universal".
En 1948, el físico holandés Henrik Casimir predijo un tipo de energía negativa a través de la teoría cuántica. Imagine colocar dos piezas neutras de metal en el vacío, paralelas entre sí, y acercándose lentamente. El sentido común nos dice que debido a que son eléctricamente neutrales y no hay presión de aire, no habrá fuerza de interacción entre las dos placas, pero de hecho, cuando estén cerca de una distancia del nivel de una micra, habrá una atracción.
En 1958, el físico Spiner fue el primero en observar esta fuerza en el laboratorio, confirmando la predicción de Casimir. En 1996, los físicos incluso midieron su valor preciso. En el vacío, si dos placas de metal tienen un área de 1 centímetro cuadrado y están separadas por 1 micrón, la fuerza de Casimir entre ellas es de aproximadamente 10 ^ -7 N, que es aproximadamente igual a la gravedad de una gota de agua con un diámetro de medio milímetro. A escalas submicrónicas, la fuerza de atracción causada por este efecto se convierte en la fuerza dominante entre los conductores neutros. De hecho, en una brecha de 10 nanómetros (aproximadamente 100 veces el tamaño de un átomo), el efecto Casimir puede producir una presión de 1 atmósfera.
La primera predicción de Casimir sobre esta fuerza fue en realidad demostrar que "el vacío no está vacío". Esto significa que en el mundo microscópico, el vacío es un océano cuántico en ebullición, y constantemente se producen y aniquilan pares de diversas partículas virtuales, produciendo energía positiva y negativa, y luego aniquiladas y devueltas a cero. La materia negativa todavía está en la etapa de búsqueda, pero el efecto Casimir demuestra que la energía negativa sí existe.
Nave espacial warp
Los primeros conceptos de propulsión warp diseñados por Alcubelli consistían en una nave espacial con forma de pelota de fútbol rodeada por una gran estructura en forma de anillo. Se cree que esta estructura en forma de anillo está construida a partir de alguna sustancia exótica que permite que el espacio-tiempo se doble alrededor de la nave espacial.
En este sentido, los científicos pronto descubrieron que lograr este tipo de vuelo impulsado por curvatura requeriría una enorme cantidad de energía. Para facilitar la comprensión, es importante saber que la distorsión del espacio-tiempo causada por la masa de la Tierra solo proporciona una aceleración de 9,8 m/s2. Puedes imaginar cuánta energía se requiere para doblar el espacio-tiempo cerca o incluso. exceder la velocidad de la luz. Se estima que su requerimiento energético es casi equivalente a la energía obtenida al convertir toda la masa de Júpiter según la ecuación masa-energía de Einstein. Esto equivale a decir que el impulso de curvatura es una fantasía lejana para los humanos.
Aun así, la investigación continúa. El científico estadounidense Harold White comenzó a considerar cambiar la estructura del anillo que rodea la nave espacial de la forma plana original a un "anillo" en forma de rosquilla. Los resultados de los cálculos mostraron que la energía necesaria para impulsar un dispositivo de este tipo sólo es equivalente a la de los Estados Unidos. Valor energético obtenido al convertir una masa como la nave espacial Voyager lanzada por la NASA en 1977 según la ecuación masa-energía. Además, White también descubrió que si la intensidad de la curvatura del espacio pudiera fluctuar con el tiempo, la energía necesaria para implementar tal dispositivo se reduciría aún más.
Sin embargo, no existe ningún experimento que demuestre la viabilidad del accionamiento por curvatura y todo está todavía en la fase teórica. Los seres humanos estamos atrapados en una jaula a la velocidad de la luz. Para salir del sistema solar es necesario volar a casi 1 año luz de distancia. Nunca podremos llegar a galaxias extrasolares dependiendo de Newton. Si los humanos realmente quieren ascender a una civilización interestelar, siempre deben considerar estas ideas aparentemente imposibles y locas.