dacă sunteți deja fan Star Wars, știți că poveștile au loc într-o galaxie îndepărtată, așa că legile fizicii ar trebui să se aplice în continuare. Pe de altă parte, acestea sunt în mod evident opere de ficțiune; are vreun rost să aplicăm aceste legi? Cartea mea face cazul în care este atât de distractiv și merită să facă acest lucru pentru o serie de tehnologii Star Wars, inclusiv una dintre cele mai importante: hiperspațiu.
în 1905 Einstein și-a oficializat teoria relativității speciale. Conform acestei teorii, viteza luminii nu este doar o constantă, ci și limita de viteză universală. Teorii care propun cum s-ar putea călători mai repede decât viteza luminii au fost prezentate, variind de la găuri de vierme la teseracte până la călătoria în timp. Unele dintre aceste teorii profită de dimensiuni suplimentare pe care nu le putem vedea. Dar cât de realiste sunt aceste sugestii? Există mai mult de trei dimensiuni? Este posibil să călătorești mai repede decât lumina? Ce este o gaură de vierme și cum ne-ar permite să parcurgem distanțe mari într-un timp scurt?
Backstory
în Star Wars, hiperspațiul este spațiul extra-dimensional prin care navele pot călători astfel încât să se deplaseze prin galaxie mai repede decât ar fi permis prin călătoria prin spațiul real. Pentru a face acest lucru, o navă trebuie să fie echipată cu un hyperdrive. Dar a merge în hiperspațiu nu este lipsit de pericolele sale. „Călătoria prin hiperspațiu nu este ca praful culturilor”, după cum explică Han Solo. „Fără calcule precise am putea zbura chiar printr-o stea sau sări prea aproape de o supernovă.”Cu astfel de riscuri severe, este important să ne bazăm pe computerele hyperdrive.
fizica Star Wars
Hiperspațiul este, în teorie, un set de dimensiuni suplimentare dincolo de cele trei pe care le experimentăm zilnic. Aceste dimensiuni suplimentare sunt capabile să conecteze puncte îndepărtate în spațiul real. Acest lucru permite viteze mai mari decât lumina (într-un sens). De exemplu, luați în considerare zborul de la Tatooine la Alderaan. Dacă Owen a pornit un laser îndreptat direct spre Alderaan (și presupunem că nu există obstacole și fasciculul va rămâne suficient de precis pentru a fi detectabil la Alderaan) în același moment în care șoimul Mileniului a sărit în hiperspațiu, șoimul Mileniului ar ajunge înainte ca fasciculul laser să ajungă la Alderaan. Se pare că șoimul Mileniului a călătorit „mai repede decât lumina.”
există probleme cu această explicație teoretică. Una este ideea că cauza și efectul se bazează pe lucrurile care se întâmplă într-o anumită ordine. Mai simplu, pentru ca un eveniment să provoace un al doilea eveniment, primul eveniment trebuie să se întâmple înainte de al doilea. Acest lucru pare destul de ușor și nu are legătură cu hiperspațiul, dar conceptul de simultaneitate aruncă o cheie în tot.
luați în considerare următoarele: stați pe un scaun lângă o cale ferată de mare viteză și decideți să lansați două artificii în același timp, unul pe ambele părți. Din perspectiva ta, se lansează exact în același moment. Dacă prietenul tău ar merge într-un tren care călătorește aproape de viteza luminii în timp ce artificiile au fost lansate, acel prieten ar vedea lansarea focurilor de artificii în momente diferite. Un eveniment care este simultan pentru tine nu ar fi simultan pentru prietenul tău. În mod similar, puteți lansa focurile de artificii în momente diferite, astfel încât în cadrul de referință al prietenului dvs. să se lanseze simultan.
captura este, dacă trenul prietenului tău ar călători mai repede decât viteza luminii, ordinea în care lansarea artificiilor va apărea diferit pentru tine (ca observator staționar) față de prietenul tău (ca observator care călătorește mai repede decât lumina).
ați putea crede, ei bine, focuri de artificii sunt un exemplu prostesc. Cui îi pasă dacă nu sunteți de acord cu ordinea în care au fost lansate artificiile? Cu toate acestea, acest experiment de gândire ne arată relația dintre viteză și succesiunea evenimentelor. Legilor fizicii nu le pasă care sunt acele evenimente. Imaginați-vă că trageți un blaster (evenimentul 1) și șurubul care lovește ținta (evenimentul 2). Sau citiți o carte (evenimentul 1) și spuneți unui prieten despre ceea ce ați citit (evenimentul 2). După cum puteți vedea, ordinea în care se întâmplă aceste evenimente ar fi lipsită de sens atunci când este inversată. Tehnic, ar fi posibil ca șoimul Mileniului să zboare mai repede decât lumina dincolo de Alderaan în timp ce explodează și ajunge la Steaua Morții la timp pentru a opri arma să tragă în primul rând.
există moduri în care călătoria prin hiperspațiu nu ar necesita o încălcare a relativității. Ideea că două puncte din spațiul real sunt conectate printr-un” tunel ” profitând de dimensiuni suplimentare nu este nemaiauzită în teoriile fizicii. Aceste conexiuni între punctele din spațiu-timp se numesc găuri de vierme. Iată cum funcționează o gaură de vierme: țineți o bucată de hârtie în fața dvs. și pliați-o în jumătate. Acum, luați un creion (sau alt obiect ascuțit) și trageți o gaură prin hârtia pliată. Acum imaginați-vă că o furnică vrea să meargă dintr-o parte a hârtiei în cealaltă. Dacă merge de-a lungul suprafeței hârtiei, va trebui să meargă până la capăt și în jurul pliului. Pe de altă parte, dacă furnica trece prin gaură, poate ajunge de la o parte a hârtiei la cealaltă mult mai repede. Furnica în sine nu a călătorit niciodată mai repede; doar a făcut-o dintr-o locație în alta mai repede.
în timp ce hârtia este o suprafață bidimensională, spațiul tridimensional, așa cum înțelegem, ar putea fi pliat printr-o a patra dimensiune pentru a crea conexiuni între două puncte. Deoarece mințile noastre au experimentat doar spațiul tridimensional, acest lucru este imposibil de vizualizat pe deplin. Totuși, dacă un hyperdrive ar putea distorsiona spațiul-timp astfel încât să se deformeze și să creeze o gaură între Tatooine și Alderaan, călătoria prin hiperspațiu nu ar încălca nicio lege a fizicii. Ar fi nevoie doar de cantități enorme de energie pentru a realiza aceste salturi.
fizica vieții reale
probabil că toate acestea sună fantastic; ceva ce nu s-ar putea întâmpla în realitate. În ceea ce privește fizica verificată experimental, este adevărat. Există totuși teorii care indică faptul că ar putea exista dimensiuni suplimentare ale realității încă nedescoperite. Poate că cel mai cunoscut exemplu în acest sens este teoria corzilor. În acest moment, există cinci formalizări diferite ale teoriei corzilor, toate acestea nu pot fi falsificate de datele actuale. Teoria M este o posibilă unificare a tuturor teoriilor corzilor conform cărora fiecare teorie individuală a corzilor este un exemplu special al teoriei M generalizate.există teorii care indică faptul că ar putea exista dimensiuni suplimentare ale realității încă nedescoperite. premisa de bază a tuturor teoriilor corzilor este că totul în univers este alcătuit din corzi minuscule, care sunt fie înfășurate într-o buclă, fie există în linie dreaptă. La fel cum corzile de pe o chitară oscilează în anumite moduri de a face note într-o melodie, corzile care alcătuiesc universul oscilează în moduri diferite pentru a crea particule subatomice.
una dintre celelalte idei ale teoriei corzilor este că există mai mult decât cele trei dimensiuni spațiale și dimensiunea unică pe care le cunoaștem. În funcție de formularea specifică a teoriei corzilor la care faceți referire, există diferite numere de dimensiuni propuse. De exemplu, în teoria corzilor bosonice, există o propunere de douăzeci și șase de dimensiuni.
deci, unde sunt aceste dimensiuni suplimentare? De ce nu le putem vedea sau experimenta? Ca majoritatea lucrurilor implicate în fizică la granița cunoașterii umane, folosim analogii pentru a descrie rezultatele. Imaginați-vă că sunteți un astronaut în Stația Spațială Internațională privind în jos la New York City. Veți putea vedea grila de străzi luminate noaptea. Din perspectiva ta, străzile vor arăta ca niște linii unidimensionale; lucrurile pot merge de-a lungul lor, dar nu există lățime pentru a trece peste ele. Fiind pe o stradă, știi că poți merge pe o stradă (nu doar să mergi de-a lungul ei) și că ai putea chiar să sari în sus și în jos în timp ce traversezi strada, dar din spațiu ești prea departe pentru a vedea acele detalii. În mod similar, la scara noastră umană, putem fi atât de departe de aceste dimensiuni compacte încât nu putem vedea complexitatea lor.
aceste dimensiuni sunt adesea descrise în termeni de ceea ce este cunoscut sub numele de lungimea Planck. Unii oameni sugerează că aceasta este cea mai scurtă lungime posibilă. Lungimea Planck poate fi vizualizată în acest fel: uitați-vă la lățimea unui păr uman. Aceasta este de aproximativ o zecime de milimetru. Dacă acest păr ar fi scalat pentru a avea dimensiunea universului observabil (aproximativ 1027 metri lățime), în versiunea scalată, lungimea Planck ar fi lățimea unui păr uman. Un alt mod de a spune acest lucru este că un păr uman are aproximativ 1031 de lungimi Planck. Acesta este de zece milioane de ori numărul de stele din universul observabil.