ALPHA-yhteistyö on suorittanut kaikkien aikojen tarkimman kokeen neutraalin antimaterian käyttäytymisen mittaamiseksi painovoimakentällä. Tuloksista riippuen tämä voisi avata oven uskomattomalle uudelle tekniikalle. Monet tieteiskirjallisuustekniikat pysyvät fiktion valtakunnassa pitkään (tai ikuisesti), ellei fysiikka muutu. Mutta monet kokeet voivat myös tarkistaa tämän?
Unelma välittömästä viestinnästä, tähtienvälisistä avaruusaluksista ja kyvystä matkustaa ajoissa ovat tieteiskirjaston hakkeroituja klisejä. Ne edustavat monella tapaa ihmiskunnan suurimpia toiveita ja tukeutuvat kuitenkin tekniikkaan, joka ylittää sen, mikä tällä hetkellä tunnetaan. Uusia kokeita tehdään ja kehitetään kuitenkin jatkuvasti. Jos olemme onnekkaita, mitä voimme löytää horisontin yli? Ethan Siegel Medium.comista vastaa seuraavaan kysymykseen:
"Jos oletamme onnekkaita, millaiset tieteelliset kokeilut seuraavien vuosikymmenien aikana voisivat avata meille tieteiskirjallisuusmahdollisuuksia?"
Jotkut fantastiset mahdollisuudet voivat ravistaa todellisuuttamme 2000-luvun loppuun mennessä.
Kaikki koskaan rakennetut raketit vaativat polttoainetta. Mutta jos meidän olisi luotava pimeäainemoottori, uutta polttoainetta voitaisiin löytää kirjaimellisesti jokaisessa vaiheessa galaksin läpi.
Tumma aine voi olla rajoittamaton polttoaineen lähde, jota meidän ei tarvitse kantaa
Mainosvideo:
Yksi tieteen suurimmista salaisuuksista on itse asiassa tumman aineen luonne. Tiedämme, että se on olemassa epäsuoran havainnoinnin kautta, ja tiedämme, että sitä on paljon. Jos lasketaan yhteen kaikki tavalliset aineet suuressa galaksissa, käy ilmi, että tummaa ainetta on viisi kertaa enemmän. Ja se koostuu melkein varmasti hiukkasista, joilla on joitain yhteisiä ominaisuuksia:
- heillä on massa
- niissä ei ole sähkö- tai värillistä varausta
- ne ovat vuorovaikutuksessa painovoimaisesti
- niiden on tietyllä tasolla törmättävä toistensa ja / tai tavallisten aineiden kanssa
Einsteinin kuuluisasta kaavasta E = mc2 opimme, että tumma aine sisältää valtavan määrän energiaa: viisi kertaa enemmän kuin kaikki tavalliset aineet yhdessä. Jos maailmankaikkeus on meille hyvä, voimme yrittää purkaa sen.
Abell 370: n massajakauma, rekonstruoitu käyttämällä gravitaatiolinssiä, osoittaa kaksi suurta, hajaantunutta massahaloa, jotka vastaavat kahden sulautuvan klusterin tummaa ainetta. Tavallisen aineen kerääntymisen lähellä ja sen sisällä on viisi kertaa enemmän tummaa ainetta.
Monissa kokeissa etsitään tumman aineen törmäyksiä sekä tavallisen aineen että itsensä kanssa. Yleensä hiukkasia on kahta tyyppiä: fermionit (puolilukumäärän spinillä) ja bosonit (kokonaislukulinkoilla). Jos tumma aine on bosoni, tämä tarkoittaa todennäköisesti sen omaa hiukkasia, mikä tarkoittaa, että jos otat kaksi tumman aineen hiukkasta ja pakotat ne vuorovaikutukseen toistensa kanssa, ne hävittävät vastavuoroisesti. Ja jos ne tuhoutuvat, ne tuottavat puhdasta energiaa. Toisin sanoen, se on ilmainen, rajoittamaton energialähde, jota on saatavana kaikkialla ja runsaasti. Ja sinun ei tarvitse edes ottaa sitä mukaasi, jos päätät ylittää maailmankaikkeuden. Siksi, kun kuulet kokeista tumman aineen etsimiseen, rajaton, vapaa energia on lopullinen, haluttu päämäärämme.
Esimerkki Star Trek -leikkauskentästä, joka pienentää edessä olevaa tilaa ja pidentää sen takana olevaa tilaa
Antimateriaalilla voi olla negatiivinen massa, mikä tarkoittaa, että se voi olla avain loimilaitteeseen
Jos haluat matkustaa tähtiin, tavanomaiset energian ja polttoaineen lähteet vievät sinut vain aidasta lounasaikaan asti. Tai ne eivät liiku nopeammin kuin valon nopeus. Lähin aurinko-tyyppinen tähti, jolla on mahdollisesti asuttava maailma, Tau Ceti, on noin 12 valovuoden päässä. Eli edestakainen matka vie yksin ainakin puolet elämästäsi. Mutta jos voisimme kutistaa edessämme olevaa tilaa matkustaessamme tähtienvälisen avaruuden läpi laajentaessamme sitä taaksepäin, voisimme päästä sinne paljon nopeammin. Tämä oli ajatus, jonka astrofysiikka Miguel Alcubierra keksi vuonna 1994, joka myöhemmin muotoili sen tiukan tieteen kaanonien mukaan.
Vasta nyt, Alcubierran ratkaisemiseksi tarvitaan negatiivinen massa
Loimen käytön kiihdyttämiseen tarvittavan tilan aika-ajassa tapahtuvan oikean kokoonpanon saavuttamiseksi on täytettävä kaksi ehtoa: valtava määrä energiaa ja negatiivisen massan olemassaolo. Tätä negatiivista massaa, joka tunnetaan edelleen vain paperilla, tarvitaan tila-ajan oikean kaarevuuden ja siten loimen liikkumisen kannalta. Mutta emme ole koskaan mitanneet antimateriaalihiukkasten massaa; ne putoavat "alas" tai "ylös" painovoimakentässä, tätä ei vielä tunneta. CERNin ALPHA-kokeessa mitataan tällä hetkellä antimateriaalin painovoimavaikutuksia ja sen käyttäytymistä painovoimakentällä. Jos vastaus on pudota "ylös" gravitaatiokentälle, saamme vain negatiivisen massamme ja kootame loimilaitteen.
Virtual IronBird -työkalun avulla voit luoda keinotekoisen painovoiman, mutta se vaatii paljon energiaa ja antaa sinulle vain tietyn keskisuuntaisen voiman. Todellinen keinotekoinen painovoima vaatisi negatiivista massaa
Negatiivinen massa antaisi meille myös mahdollisuuden luoda keinotekoinen painovoima
Sama mahdollisuus - negatiivisen massan olemassaolo maailmankaikkeudessa - antaa meille mahdollisuuden luoda keinotekoinen painovoimakenttä. Positiivisten ja negatiivisten varausten olemassaolo sähkömagnetiikassa antaa meille mahdollisuuden luoda johtimia, käsitellä sähkökenttiä ja suojata nuo sähkökentät. Kuten nyt sen ymmärrämme, painovoimalla on vain yhden tyyppinen varaus: positiivinen massa. Negatiivisen massan olemassaolo antaisi meille mahdollisuuden luoda todellinen ympäristö ilman painovoimaa ja antaisi meille kyvyn luoda minkä suuruinen keinotekoinen painovoimakenttä kahden positiivisen ja negatiivisen massan järjestelmän välillä.
Ajankäytön ajatus esiintyy jatkuvasti tieteiskirjallisuudessa. Mutta jos maailmankaikkeudessa on suljettu ajoittainen käyrä, tämä ei ole vain mahdollista, mutta väistämätöntä.
Pyörivä universumi voisi antaa meille palata ajassa taaksepäin
Samaan aikaan aikamatka ei ole vain mahdollista, vaan väistämätöntä … eteenpäin. Koska tilaa ja aikaa yhdistää avaruus-ajan kangas, se vie tuntuvan fysiikan täristyksen saamaan aika virtaamaan vastakkaiseen suuntaan. Avaruudessa palaaminen alkuperäiseen sijaintiin on melko yksinkertaista: Maa itse tekee tämän, kun se pyörii Auringon ympäri, mutta samalla se kulkee huomattavan etäisyyden eteenpäin, eli aika kuluu, noin vuoden.”Suljettu avaruusmainen käyrä” on helppo tehdä. Palaamiseksi lähtökohtaan tarvitaan kuitenkin jotain epätavallista: "suljettu ajoittainen käyrä" on ominaisuus, jota ei ole laajentuneessa, ainetta täynnä olevassa universumissamme. Ellei maailmankaikkeus pyöri.
Pyörivässä maailmankaikkeudessa on tarkka ratkaisu, jossa aineen tiheydellä ja kosmologisella vakiossa (alias tumma energia) on tietyt arvot, ja maailmankaikkeudella tulisi olla suljetut aikatyyppiset käyrät. Tähän asti olemme asettaneet vain rajoituksia maailmankaikkeuden yleiselle, globaalille kiertoon, mutta emme sulkeneet sitä kokonaan pois. Jos maailmankaikkeus pyörii tietyllä nopeudella, jota tasapainottaa tietty aineen tiheys ja kosmologinen vakio, on ehdottomasti mahdollista palata ajassa taaksepäin ja palata tarkkaan paikkaan, josta aloitit, ei vain tilassa, vaan myös tilassa-aika. Laajamittaiset syvän taivaan rakenteiden tutkimukset, jotka voivat tarjota havaintoja WFIRST: n tai LSST: n observatorioista, voivat paljastaa tällaisen rotaation, jos sellaista on.
Käsitekuva NASAn WFIRST-satelliitista, joka menee avaruuteen vuonna 2024 ja tarjoaa meille tarkimmat pimeän energian mittaukset, ja tekee myös muita löytöjä
Aina on enemmän eksoottisia mahdollisuuksia kuin tiede sallii - fyysisten esineiden teleportointi, välitön liikkuminen avoimien paikkojen välillä (madonreiät) tai viestintä valon nopeutta nopeammin - mutta tämä vaatii paljon monimutkaisempia tansseja tamburiinien kanssa kuin yksinkertaisen kokeen suorittaminen kahdella mahdollisella lopputuloksella. Katsomme kuitenkin edelleen. Tiede ei ole yksisuuntainen tarina. Se on jatkuva etsivä tarina, jossa jokainen löytö, jokainen tietopiste ja jokainen koe johtaa väistämättä syvempiin kysymyksiin tulevaisuudessa. On tärkeää pitää avoin mieli matkan varrella.
Ilja Khel