Spolupráca ALPHA viedla najpresnejší experiment, aký bol kedy meraný v správaní neutrálneho antihmoty v gravitačnom poli. V závislosti od výsledkov by sa tým mohli otvoriť dvere k neuveriteľným novým technológiám. Mnoho sci-fi technológií zostane v oblasti fikcie dlhý čas (alebo navždy), pokiaľ sa nezmení fyzika. Ale veľa experimentov to môže tiež skontrolovať?
Sen o okamžitej komunikácii, medzihviezdnych kozmických lodiach a schopnosť cestovať v čase sú hackované klišé sci-fi. V mnohých ohľadoch predstavujú najväčšie nádeje ľudstva a pritom sa spoliehajú na technológiu, ktorá presahuje rámec toho, čo je v súčasnosti známe. Stále však prebiehajú a vyvíjajú sa nové experimenty. Ak budeme mať šťastie, čo môžeme nájsť za horizontom? Ethan Siegel z Medium.com odpovedá na túto otázku:
„Za predpokladu, že budeme mať šťastie, aké vedecké experimenty by nám v nasledujúcich desaťročiach mohli otvoriť príležitosti pre sci-fi?“
Existuje niekoľko fantastických príležitostí, ktoré by mohli otrasiť našu realitu do konca 21. storočia.
Akékoľvek rakety, ktoré kedy boli postavené, vyžadujú palivo. Ak by sme však mali vytvoriť motor temnej hmoty, nové palivo by sa dalo nájsť doslova na každom kroku cesty galaxiou.
Temná hmota môže byť neobmedzeným zdrojom paliva, ktoré nemusíme nosiť
Propagačné video:
Jednou z najväčších tajomstiev vedy je v skutočnosti povaha temnej hmoty. Vieme, že existuje nepriamym pozorovaním a vieme, že toho je veľa. Ak sčítate všetku bežnú hmotu vo veľkej galaxii, ukáže sa, že je tu päťkrát viac temnej hmoty. A takmer určite sa skladá z častíc s niektorými spoločnými vlastnosťami:
- majú hmotnosť
- nemajú elektrický alebo farebný náboj
- pôsobia gravitačne
- musia sa na určitej úrovni zrážať medzi sebou a / alebo s bežnými záležitosťami
Z Einsteinovej slávnej receptúry E = mc2 sme sa dozvedeli, že temná hmota obsahuje obrovské množstvo energie: päťkrát viac ako všetky bežné hmoty dohromady. Ak je vesmír pre nás dobrý, mohli by sme sa ho pokúsiť extrahovať.
Hmotnostné rozdelenie Abell 370, rekonštruované pomocou gravitačných šošoviek, ukazuje dva veľké, rozptýlené hmotnostné halogény, ktoré zodpovedajú tmavej hmote dvoch zlúčených zhlukov. Existuje päťkrát viac temnej hmoty v blízkosti a vnútri akejkoľvek akumulácie obyčajnej hmoty.
Mnoho experimentov hľadá kolízie temnej hmoty s obyčajnou hmotou aj so sebou samým. Všeobecne existujú dva typy častíc: fermiony (s polovičným spinom) a bozóny (s celočíselným spinom). Ak je temná hmota bozónom, znamená to, že je to pravdepodobne jej vlastná antičastica, čo znamená, že ak vezmete dve častice temnej hmoty a donútite ich, aby vzájomne interagovali, vzájomne sa zničia. A ak budú zničené, budú vyrábať čistú energiu. Inými slovami, je to bezplatný, neobmedzený zdroj energie, ktorý je k dispozícii všade a hojne. A nemusíte si to vziať so sebou, ak sa rozhodnete prekročiť vesmír. Preto, keď budete počuť o experimentoch na hľadanie temnej hmoty, je našou konečnou a žiadanou cieľou neobmedzená energia.
Ilustrácia warp poľa Star Trek, ktorá zmenšuje priestor pred ním a predlžuje priestor za ním
Antihmota môže mať zápornú hmotnosť, čo znamená, že by mohla byť kľúčom k osnovnej jazde
Ak chcete cestovať za hviezdami, tradičné zdroje energie a paliva vás dostanú od plotu až do obeda. Alebo sa nebudú pohybovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Najbližšia hviezda slnečného typu s potenciálne obývateľnými svetmi, Tau Ceti, je vzdialená asi 12 svetelných rokov. To znamená, že spiatočný let sám zaberie najmenej polovicu vášho života. Ak by sme však mohli zmenšiť priestor pred nami, keď cestujeme medzihviezdnym priestorom a zároveň ho rozširujeme za nami, mohli by sme sa tam dostať oveľa rýchlejšie. To bola myšlienka, s ktorou prišiel astrofyzik Miguel Alcubierra v roku 1994, ktorý ju neskôr formalizoval podľa kánonov prísnej vedy.
Až teraz je na vyriešenie problému Alcubierra potrebná negatívna masa
Aby sa dosiahla správna konfigurácia časopriestoru potrebného na urýchlenie osnovnej jazdy, musia byť splnené dve podmienky: obrovské množstvo energie a existencia negatívnej hmoty. Táto záporná hmota, ktorá je stále známa iba na papieri, je potrebná na správne zakrivenie časopriestoru, a teda na pohyb osnovy. Nikdy sme však nemerali množstvo častíc antihmoty; padajú „dole“alebo „hore“v gravitačnom poli, to je stále neznáme. Experiment ALPHA CERN v súčasnosti meria gravitačné účinky antihmoty a jej správanie v gravitačnom poli. Ak je odpoveďou „spadnúť“do gravitačného poľa, jednoducho získame našu negatívnu masu a zostavíme osnovný pohon.
Nástroj Virtual IronBird vám umožňuje vytvárať umelou gravitáciu, ale vyžaduje veľa energie a umožňuje vám poskytnúť iba určitú centripetálnu silu. Skutočná umelá gravitácia by vyžadovala negatívnu masu
Negatívna masa by nám tiež umožnila vytvoriť umelú gravitáciu
Rovnaká možnosť - existencia negatívnej masy vo vesmíre - by nám umožnila vytvoriť umelé gravitačné pole. Existencia pozitívnych a negatívnych nábojov v elektromagnetizme nám umožňuje vytvárať vodiče, manipulovať s elektrickými poľami a tieto elektrické polia chrániť. Gravitácia, ako ju teraz chápeme, má iba jeden druh náboja: kladnú hmotnosť. Existencia negatívnej hmoty by nám umožnila vytvoriť skutočné prostredie s nulovou gravitáciou a poskytla by nám možnosť vytvoriť umelé gravitačné pole akejkoľvek veľkosti medzi dvoma systémami pozitívnej a negatívnej hmoty.
Myšlienka cestovania v čase sa neustále objavuje v sci-fi. Ak sú však vo vesmíre uzavreté časové krivky, je to nielen možné, ale aj nevyhnutné.
Rotujúci vesmír by nám mohol umožniť návrat v čase
Zároveň je cestovanie v čase nielen možné, ale aj nevyhnutné … vpred. Pretože priestor a čas sú spojené látkou časopriestoru, bude potrebné značné chvenie fyziky, o ktorej vieme, že čas bude prúdiť opačným smerom. V priestore je návrat do pôvodnej polohy pomerne jednoduchý: Zem to robí sama, keď sa točí okolo Slnka, ale súčasne prechádza značnou vzdialenosťou vpred v čase, to znamená, že čas plynie asi rok. „Krivka podobná uzavretému priestoru“sa dá ľahko vyrobiť. Ak sa však chceme vrátiť do počiatočného bodu v čase, bude potrebné niečo neobvyklé: „uzavretá časová krivka“je funkcia, ktorá sa v našom rozširujúcom sa vesmíre naplnenom hmotou nenachádza. Pokiaľ sa vesmír točí.
Vo vesmíre, ktorý sa točí, existuje presné riešenie, v ktorom hustota hmoty a kozmologická konštanta (aka temná energia) majú určité hodnoty a vesmír musí mať uzavreté časové krivky. Až doteraz sme obmedzovali iba všeobecnú globálnu rotáciu vesmíru, ale nevylúčili sme ju úplne. Ak sa vesmír otáča určitou rýchlosťou, ktorá je vyvážená danou hustotou hmoty a kozmologickou konštantou, bude absolútne možné vrátiť sa v čase a vrátiť sa na presné miesto, kde ste začali, nielen vo vesmíre, ale aj v časopriestore. Rozsiahle prieskumy hlbinných štruktúr, ktoré môžu poskytnúť pozorovania z observatórií WFIRST alebo LSST, by mohli odhaliť takúto rotáciu, ak existuje.
Koncepčný obraz satelitu NASA WFIRST, ktorý vstúpi do vesmíru v roku 2024 a poskytne nám najpresnejšie merania temnej energie a tiež urobí ďalšie objavy.
Vždy existuje viac exotických možností, ako umožňuje veda - teleportácia fyzických objektov, okamžitý pohyb medzi otvorenými miestami (červí diery) alebo komunikácia rýchlejšia ako rýchlosť svetla - bude to však vyžadovať oveľa zložitejšie tance s tamburínmi ako jednoduchý experiment s dvoma možnými výsledkami. Stále však hľadáme. Veda nie je jednosmerný príbeh. Je to pokračujúci detektívny príbeh, v ktorom každý objav, každý údajový bod a každý experiment nevyhnutne vedú v budúcnosti k hlbším otázkam. Počas cesty je dôležité mať otvorenú myseľ.
Ilja Khel