Hvis Du allerede Er En Star Wars-fan, vet du at historiene foregår i en galakse langt, langt unna, så fysikkens lover bør fortsatt gjelde. På den annen side er disse åpenbart fiksjonsverk; er det noe poeng i å anvende disse lovene? Min bok gjør saken som er både morsom og verdt å gjøre det for En rekke Star Wars-teknologier, inkludert den viktigste: hyperspace.I 1905 formaliserte Einstein sin teori om spesiell relativitet. Ifølge denne teorien er lysets hastighet ikke bare en konstant, men også den universelle hastighetsgrensen. Teorier som foreslår hvordan man kan reise raskere enn lysets hastighet, har blitt fremsatt, alt fra ormhull til tesseracts til tidsreiser. Noen av disse teoriene utnytter flere dimensjoner som vi ikke kan se. Men hvor realistiske er disse forslagene? Finnes det mer enn tre dimensjoner? Er det mulig å reise raskere enn lys? Hva er et ormhull, og hvordan vil det tillate oss å reise store avstander på kort tid?
Backstory
i Star Wars er hyperspace ekstra-dimensjonalt rom gjennom hvilket skip kan reise for å bevege seg over galaksen raskere enn det som ville være tillatt ved å reise gjennom ekte rom. For å gjøre dette må et skip være utstyrt med en hyperdrive. Men å gå til hyperspace er ikke uten farer. «Å reise gjennom hyperspace er ikke som støvavlinger,» som Han Solo forklarer. «Uten presise beregninger kunne vi fly rett gjennom en stjerne eller sprette for nær en supernova.»Med slike alvorlige risikoer er det viktig å stole på hyperdrive-datamaskiner.
fysikken Til Star Wars
Hyperspace er i teorien et sett med ekstra dimensjoner utover de tre som vi opplever daglig. Disse ekstra dimensjonene er i stand til å koble fjerne punkter i ekte plass. Dette gir raskere enn lyshastigheter (på en måte). For eksempel, vurder flyet Fra Tatooine til Alderaan. Hvis Owen slått på en laser som pekte direkte på Alderaan (og vi antar at det ikke er noen hindringer og strålen vil forbli nøyaktig rettet nok til å kunne påvises ved Alderaan) i samme øyeblikk Millennium Falcon hoppet inn i hyperspace, Ville Millennium Falcon ankomme før laserstrålen nådde Alderaan. Det virker som Om Millennium Falcon reiste » raskere enn lys.»
det er problemer med denne teoretiske forklaringen. En er ideen om at årsak og virkning stole på ting som skjer i en bestemt rekkefølge. For en hendelse å forårsake en annen hendelse, må den første hendelsen skje før den andre. Det virker lett nok og ikke relatert til hyperspace, men begrepet samtidighet kaster en skiftenøkkel inn i alt.
Tenk på følgende: du sitter på en stol ved siden av en høyhastighets jernbanespor, og du bestemmer deg for å starte to fyrverkeri samtidig, en på hver side. Fra ditt perspektiv starter de på nøyaktig samme øyeblikk. Hvis vennen din skulle ri på et tog som reiser nær lysets hastighet da fyrverkeri ble lansert, ville den vennen se fyrverkeri lanseringen på forskjellige tidspunkter. En hendelse som er samtidig for deg ville ikke være samtidig for din venn. På samme måte kan du starte fyrverkeri på forskjellige tidspunkter slik at de i vennens referanseramme starter samtidig.fangsten er, hvis vennens tog skulle reise raskere enn lysets hastighet, rekkefølgen der fyrverkeri lanseringen vil vises annerledes for deg (som en stasjonær observatør) versus din venn (som observatør som reiser raskere enn lys).
du kan tenke, vel, fyrverkeri er et dumt eksempel. Hvem bryr seg om du er uenig om rekkefølgen som fyrverkeri ble lansert? Men dette tankeeksperimentet viser oss sammenhengen mellom hastighet og hendelsesforløpet. Fysikkens lover bryr seg ikke om hva disse hendelsene er. Tenk deg å skyte en blaster (hendelse 1) og bolten treffer målet (hendelse 2). Eller lese en bok (hendelse 1) og fortelle en venn om hva du leser (hendelse 2). Som du kan se, rekkefølgen som disse hendelsene skje ville være nonsens når reversert. Teknisk sett ville Det være mulig For Millennium Falcon å fly raskere enn lys forbi Alderaan da det eksploderer og kommer til Death Star i tide for å stoppe våpenet fra å skyte i utgangspunktet.
Det finnes måter som reiser gjennom hyperspace ikke ville kreve et brudd på relativitet, skjønt. Tanken om at to punkter i ekte plass er forbundet med en» tunnel » som utnytter ytterligere dimensjoner, er ikke uhørt i fysikkteorier. Disse forbindelsene mellom punkter i romtid kalles ormhull. Slik fungerer et ormhull: Hold et stykke papir foran deg og brett det i halvparten. Ta nå en blyant (eller annen skarp gjenstand) og pek et hull gjennom det brettede papiret. Forestill deg nå at en maur vil gå fra den ene siden av papiret til den andre. Hvis den går langs overflaten av papiret, må den gå helt opp og rundt brettet. På den annen side, hvis myren går gjennom hullet, kan den komme fra den ene siden av papiret til den andre mye raskere. Myren selv reiste aldri raskere; det gjorde det bare fra ett sted til det andre raskere.mens papiret er en todimensjonal overflate, kan tredimensjonalt rom slik vi forstår det foldes gjennom en fjerde dimensjon for å skape forbindelser mellom to punkter. Fordi våre sinn bare har opplevd tredimensjonalt rom, er dette umulig å visualisere fullt ut. Likevel, hvis en hyperdrive var i stand til å forvride romtid slik at den forvrengte og skapte et hull mellom Tatooine og Alderaan, ville reise gjennom hyperspace ikke bryte noen fysikklover. Det ville bare kreve enorme mengder energi for å oppnå disse hoppene.
fysikken i det virkelige liv
dette høres sannsynligvis fantastisk ut; noe som ikke kunne skje i virkeligheten. Når det gjelder eksperimentelt verifisert fysikk, er det sant. Det er imidlertid teorier som tyder på at det kan være flere dimensjoner av virkeligheten, men uoppdagede. Kanskje det mest kjente eksempelet på dette er strengteori. På dette tidspunktet er det fem forskjellige formaliseringer av strengteori, som alle ikke kan forfalskes av nåværende data. M-teori er en mulig forening av alle strengteorier i henhold til hvilken hver enkelt strengteori er et spesielt eksempel på generalisert m-teori.det er teorier som indikerer at det kan være flere dimensjoner av virkeligheten, men uoppdagede. den grunnleggende forutsetningen for alle strengteorier er at alt i universet består av små strenger, som enten er innpakket i en løkke eller eksisterer i en rett linje. Akkurat som strenger på en gitar oscillerer på bestemte måter å lage notater i en sang, svinger strengene som utgjør universet på forskjellige måter for å skape subatomære partikler.En av de andre ideene om strengteori er at det er mer enn de tre romlige dimensjonene og engangsdimensjonen vi kjenner. Avhengig av den spesifikke formuleringen av strengteori du refererer til, er det forskjellige foreslåtte antall dimensjoner. For eksempel, i bosonisk strengteori, er det en foreslått tjuefem dimensjoner.
Så hvor er disse ekstra dimensjonene? Hvorfor kan vi ikke se dem eller oppleve dem? Som de fleste ting som er involvert i fysikk på grensen til menneskelig kunnskap, bruker vi analogier for å beskrive resultatene. Tenk deg at du er en astronaut i Den Internasjonale Romstasjonen ser Ned På New York City. Du vil kunne se rutenettet av gatene opplyst om natten. Fra ditt perspektiv vil gatene se ut som endimensjonale linjer; ting kan gå langs dem, men det er ingen bredde å gå over dem. Etter å ha vært på en gate, vet du at du kan gå over en gate (ikke bare gå langs den), og at du selv kan hoppe opp og ned mens du krysser gaten, men fra rommet er du for langt unna for å se disse detaljene. På samme måte, på vår menneskelige størrelse, kan vi være så langt borte fra disse kompakte dimensjonene at vi ikke kan se intricacies av dem.
disse dimensjonene er ofte beskrevet i form Av Det som kalles Planck lengde. Noen foreslår at dette er kortest mulig lengde. Planck lengden kan visualiseres på denne måten: Se på bredden av et menneskehår. Dette er omtrent en tiendedel av en millimeter over. Hvis dette håret ble skalert opp til å være størrelsen på det observerbare universet (ca 1027 meter over), Ville Planck-lengden i Den oppskalerte versjonen være bredden på et menneskehår. En annen måte å si dette på er at et menneskehår er omtrent 1031 planck lengder over. Det er ti millioner ganger antall stjerner i det observerbare universet.