Защо невъзможният двигател, който вдъхнови плановете на Елон Муск, не може да работи

Представете си един свят, в който любимите ви научно-фантастични истории са реалност: чаша чаша чай се материализира пред очите ви, докато ципвате през пространството, използвайки невероятно задвижване с портален пистолет, пъхнат плътно в колана ви. Звучи страхотно, нали? За съжаление - и съжалявам, че развалям фантазията - най-добре е да не се вълнуваме твърде много от вселената след оскъдността или от хиперскоростта. Много от приспособленията, които сме свикнали да виждаме на екрана, нарушават физическите закони на тази вселена, което означава, че ако нямате достъп до друга вселена (моля свържете се, ако е така), ще трябва да се съгласите с нещо Нютонианско.

В опит да преодолеем разочарованието си от реалността, разговаряхме с Марк Милис, бивш аерокосмически инженер в Научноизследователския център на Глен в НАСА и основател на Фондация Тау Зеро, и д-р Адам Брукнер, професор по аеронавтика и астронавтика в университета. на Вашингтон, около три от най-емблематичните джаджи на научната фантастика. Те обясниха точно защо тези инструменти трябва да останат в измислената кутия. Това е пълна неприятност, но и много информативна - и това е нещо.

The Infinite Improbibility Drive

в Пътеводител за автостоп на галактиката космическия кораб Златно сърце - което ще даде своето име на кораба SpaceX Mars Mission - използва „Improbability Drive“, за да прескочи пътуването през хиперпространството чрез „използване на вероятност“, за да стигне до случайни места в цялата вселена. Това означава, че ако активирате устройството, то ще ви отведе някъде изцяло неочаквано всеки път. Никога не знаеш къде ще се озовеш. Това прави едно добро приключение, но не е съвсем практично.

Достатъчно странно има ядро ​​на научна основа за този тип устройство. Носете с мен, защото е малко трудно да се разбере: според книгите, шофирането е вдъхновено от факта, че въпреки че частиците се очаква да се появят близо до ядрото на атома, има безкрайно малка вероятност тези частици да бъдат намерени понякога. далеч от мястото им на произход. Учените, които са построили Златно сърце след това теоретизират, че същото понятие може да се приложи за космически пътувания, което позволява на тялото да пътува между местата, без да минава през интервенционното пространство. Така се роди и невероятното шофиране.

Квантовата физика всъщност показва, че една частица може да не е точно там, където би се очаквало да бъде. На малките скали, които квантовата физика описва, има нещо, наречено „функция на вероятностното разпределение“ за местоположението на дадена частица. Това показва къде най-вероятно частицата е но този регион се простира до по-далечни разстояния, макар и с намаляваща вероятност, ”обяснява Милис.

Брукнер потвърждава, че използването на вероятността да се получи навсякъде умишлено би било безполезно, защото „с вероятности няма детерминизъм”. търси се за изграждане на космически кораб, който използва вероятността като част от своята операционна система, няма да имате много късмет.

- Целият ви космически кораб, който е макроскопичен, трябва да се държи като квантова частица. Всеки един атом в този космически кораб ще бъде принуден да се държи като всеки друг атом - обясни той. "Макроскопичните неща не могат да се правят като един атом или един електрон."

Що се отнася до шанса, че хората по някакъв начин ще намерят начин да контролират вероятността? Все още не сме готови за това ниво на власт, така че дори не мисля за това.

- Ако можем да измислим начин да бъдем навсякъде във всяка мултивселена, какво ще ни разграничи от понятието за Бог? Ще бъдем навсякъде и ще знаем всичко - предупреждава доктор Брукнер.

Портален пистолет

Порталният пистолет на Рик Санчес - който той използва, за да застреля дупки в тъканта на пространството-време, позволявайки на Сам и Морти да влизат в различни вселени - нарушава законите на физиката в тази вселена, но това е само половината от проблема. Останалата част от проблема е, че няма начин да се знае дали други вселени ще бъдат обвързани от същите физически закони като нашите.

"Няма начин да се докаже, че всички вселени се подчиняват на едни и същи физически закони или използват квантовата механика", казва д-р Брукнер. - Нищо не казва, че друга вселена е израснала от Големия взрив.

Според мултивселезната теория, някои вселени извън нашите биха могли да бъдат същите, докато други биха могли да бъдат малко по-различни. Може би историята е по друг път; може би ти и аз никога не сме били родени. Тази идея определено отразява как се третират алтернативните вселени Рик и Морти - просто гледайте епизода „Затваряне на Rick-Counters на Rick Kind“. Въпреки това, това е почти единственото нещо за порталния пистолет, който съвпада с известните научни теории.

„Най-близкото нещо, което познавам във физиката на„ порталите ”, са червеи, - казва Милис. Учените предполагат, че червеите са връзки между силно отделените региони на пространството, но концепцията все още е хипотетична; те все още не са наблюдавани в пространството. Ако дупки червеи правя осигуряват пряк път между местата във Вселената, тогава е разумно да се предполага, че супер-гений като Рик ще намери начин да впрегне тази сила да го транспортира в други светове. И все пак, Рик би трябвало да има голяма цел, защото, както отбелязва Милис, често срещано объркване с термина „множество измерения” е, че наивно се предполага, че означава множество множества от познати 3D пространства. Няколко измерения също могат да означават, че пространството има и други характеристики. ”Не всички те могат да бъдат триизмерни - дори времето може да работи по различен начин.

Миналата година учените от големия твърд коллайдер на CERN спекулираха, че може да е възможно гравитацията да “изтича” в допълнителни размери чрез миниатюрни черни дупки, които те се опитаха да открият, за да използват LHC. Това означава, че ще е необходим масивен ускорител на частици, работещ на трилиони електрически волта, за да произведе дори мини черна дупка. Ръчното устройство, което би могло да направи същото, е изключено… засега.

Репликаторът

Обединената федерация на планетите намери начин да премахне глада от планетите под благосклонните си крила, благодарение на репликатора, устройство, което пренарежда частиците в молекули и молекули в обекти. Това е възможна технология, тъй като доказаното уравнение на Ейнщайн E = mc2 е доказано, че материята е просто друга форма на енергия, която позволява на обектите с маса да бъдат създадени от споменатата енергия. Учените казват, че това не е напълно безумна представа и че има два потенциални метода за превръщане на репликатора в реалност.

Учените, работещи с Европейския стратегически форум за научноизследователска инфраструктура, изграждат ELI или Extreme Light Infrastructure.ELI, силен лазер, който е толкова мощен, че ако застреляте един от нейните лъчи в така нареченото празно пространство (помнете, квантовата механика предвижда, че няма такова нещо като празно пространство, защото супер малките частици плават около нас буквално навсякъде), ще спре частиците от сблъскване и унищожаване един на друг. Какво общо има това с правенето на чай от тънък въздух? Ако частиците не се унищожат, те се озовават в маса в някогашното пространство на пространството. Така че не е храна съвсем все още, но все още създава обекти, в които преди не са били обект.

В много по-практичен и далеч по-прост експеримент учените от НАСА работят върху 3D принтер, който може да произвежда храна. Тяхната цел е да осигурят на астронавтите устройство, което може да им осигури храна по време на дълги пътувания. През 2013 г. версия на устройството произвежда пица за дванадесет минути.

Такова устройство би ни изправило хората на една стъпка по-близо до фантазията на Джийн Родънбъри за утопично бъдеще: Ако принтерът стане широко достъпен за обществеността, той може да премахне глада, да осигури освобождаване от недостига на храна и да даде на бедните общности храната и водните ресурси те толкова отчаяно се нуждаят.

Плюс това, това ще ми даде още една причина да се хваля с това колко е важно и влиятелно Стар Трек се оказа, което е, разбира се, най-важното нещо тук.