Överljushastighet
Med överljushastighet avses kommunikation, rörelse, samfärdsel eller rymdresor med en hastighet som är högre än ljusets (c = 299 792 458 m/s). Detta är inte möjligt enligt gängse fysik, men en förutsättning för merparten av science fiction.
Spekulationer om och möjligheter till överljusfärder
Det spekuleras mycket kring hur det skulle gå till att sända information eller en eventuell farkost snabbare än ljuset.
- Fara igenom eller tillverka ett maskhål: Ett maskhål ses som en ”genväg” genom rumtiden från en plats i universum till en annan. Maskhålen skulle möjliggöra resor från den ena änden till den andra snabbare än ljuset behöver längs dess vanliga väg. Detta är ett fenomen i allmänna relativitetsteorin. För att konstruera ett maskhål måste rumtidens topologi förändras. Detta kan bli möjligt, när den så kallade kvantgravitationen uppdagats. För att hålla ett maskhål öppet krävs det regioner med negativ energi. Sådan exotisk materia med negativ energi kanske däremot möjligtvis inte står att finna. Många fysiker som Stephen Hawking,[1] Kip Thorne,[2] och andra[3][4][5] tror dock att Casimireffekten är belägg på att negativ energitäthet är möjlig i naturen. Fysiker har däremot inte hittat någon naturlig process, som skulle kunna förutsägas bilda ett maskhål naturligt i allmän relativitetssammanhang, även om kvantskum-hypotesen ibland förknippas med att pyttesmå maskhål skulle kunna dyka upp och försvinna spontant på planckskalan. Hawking har vidare antytt att om maskhål kan tillverkas, så kan de användas till att öppna tidslika luckor i rumtiden, vilka skulle kunna ge en möjlighet att även resa i tiden. Enligt allmänna relativitetsteorin skulle det dock inte vara möjligt att använda ett maskhål för att resa tillbaks till en tid, innan maskhålet först förvandlades till en tidsmaskin genom att accelerera en av dess två mynningar.[6]
Andra spekulationer/teorier och möjligheter:
- Revidera speciella relativitetsteorin som förutsäger att ingenting kan färdas fortare än ljuset. Den uttrycks i Lorentztransformationen från 1904. Woldemar Voigts tidigare version av denna transformation kan ge en ny oprövad bild.
- Få ljuset att öka farten
- Hitta ett fenomen som rör sig snabbare än ljushastigheten, såsom universums expansion i sin förmodade tidigaste utvecklingsfas.
- Exceptionell energiomvandling genom annihilation av antimateria under kontrollerade former som i Startrek-filmernas drivsystem. Energin som frigörs där leds till warphärdar, som alstrar en "warpbubbla", inne i vilken rumtiden böjs. Själva rymdskeppet färdas inte snabbare än ljusets hastighet, utan det är sträckan mellan start och destination som förkortas.[7]
Takyoner
Takyoner är hypotetiska partiklar med överljusfart. Takyoner har en imaginär massa, men utgör likväl verklig energi och rörelsemängd. Många fysiker tvivlar på takyonernas existens. Dessa "partiklar" ger oss utöver kausalitetsproblem även problem med att destabilisera vakuum. De förekommer flitigt i science fiction.
Läget idag
Det har länge varit känt att det teoretiskt sett är möjligt för ljusets grupphastighet att överträffa ljushastigheten. Ett experiment nyligen påvisade att laserstrålars grupphastighet på väg det mycket korta avståndet genom cesiumatomer (Cs) var 300 gånger snabbare än c.
År 2002 skrev fysikern Alain Haché historia genom att för första gången skicka pulser med en grupphastighet tre gånger snabbare än ljusfarten över ett längre avstånd. Pulserna sändes genom en 120 meter lång kabel tillverkad av ett slags kristall, men det är inte möjligt att använda denna teknik till att sända information fortare än c.
En "warp"-motor av Rymdskeppet Enterprise-typ kan vara en verklig möjlighet, enligt en ideellt arbetande grupp av forskare och ingenjörer.[8]
Sabine Hossenfelder på Nordita i Stockholm har i en populärvetenskaplig framställning (2014) sammanfattat, vilka möjligheter som skulle kunna stå till buds. Hon tar upp här beskrivna idéer inklusive den dubbelt speciella relativitetsteorin och annihilation. Därtill slår hon ett slag för en egen idé, som går ut på att utnyttja ett kvantfysikaliskt fenomen med kvantobjekt som kan befinna sig på två olika platser samtidigt. Om relativitetsteorins rumtid kan betraktas som en sådan superposition av olika tillstånd[förtydliga] med egna ljushastigheter, löser man ett par problem med andra förslag - ingen utvald referensram behövs och den speciella relativitetsteorin behöver inte modifieras vid höga energier.[9]
Se även
Källor
Fotnoter
- ^ ”Space and Time Warps”. Hawking.org.uk. Arkiverad från originalet den 25 november 2010. https://web.archive.org/web/20101125122824/http://hawking.org.uk/index.php/lectures/63. Läst 11 november 2010.
- ^ Morris, Michael; Thorne, Kip; Yurtsever, Ulvi (1988). ”Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition”. Physical Review Letters 61 (13): sid. 1446–1449. doi:. PMID 10038800. Bibcode: 1988PhRvL..61.1446M. http://authors.library.caltech.edu/9262/1/MORprl88.pdf.
- ^ Sopova; Ford (2002). ”The Energy Density in the Casimir Effect”. Physical Review D 66 (4): sid. 045026. doi:. Bibcode: 2002PhRvD..66d5026S.
- ^ Ford; Roman (1995). ”Averaged Energy Conditions and Quantum Inequalities”. Physical Review D 51 (8): sid. 4277–4286. doi:. Bibcode: 1995PhRvD..51.4277F.
- ^ Olum (1998). ”Superluminal travel requires negative energies”. Physical Review Letters 81 (17): sid. 3567–3570. doi:. Bibcode: 1998PhRvL..81.3567O.
- ^ Thorne, Kip S. (1994). Black Holes and Time Warps. W. W. Norton. sid. 504. ISBN 0-393-31276-3
- ^ Warpdrive/Warpdrift
- ^ Emma Woollacott; FTL drive is feasible, says NASA scientist, TG Daily (2012)
- ^ Sabine Hossenfelder; Så ska vi färdas snabbare än ljuset, Forskning & Framsteg (2014-02-06).