Bizarne opažačke činjenice: relativistički projekt

Čudi me da se sadržaj SF-a uzima kao nešto moguće, kada znamo da prema postojećim saznanjima materija ne može putovati (ni približno) brzinom svijetlosti. Uostalom:

Okay, let's break this down based on our current understanding of physics, primarily Einstein's theory of Special Relativity.

1. Can Matter Travel AT the Speed of Light?

• No. According to Special Relativity, for an object with mass to reach the speed of light (approximately 299,792,458 meters per second in a vacuum), it would require an infinite amount of energy.

• Why? As an object with mass accelerates and gets closer to the speed of light, its relativistic mass (or more accurately, its kinetic energy and momentum) increases. The closer it gets, the more energy is needed for each incremental increase in speed. To reach exactly the speed of light, the energy required would become infinite, which is physically impossible.

• What can travel at the speed of light? Only massless particles, like photons (the particles of light itself) and gluons (the force carriers of the strong nuclear force), can and do travel at the speed of light. They always travel at this speed in a vacuum and can never be at rest or travel slower.

2. Can Matter Travel FASTER Than the Speed of Light (FTL)?

Based on current, well-established physics (Special Relativity):

• No, not by simply accelerating through space. The same principle applies: if you can't even reach the speed of light, you certainly can't exceed it by conventional means. Traveling faster than light through normal space would also lead to paradoxes related to causality (e.g., effects preceding their causes). The speed of light isn't just the speed of light; it's the fundamental speed limit for cause and effect in the universe.

However, this is where things get hypothetical and speculative:

• Tachyons: These are hypothetical particles that always travel faster than light. If they exist, they could never slow down to the speed of light or below it, and they would have imaginary mass (a concept that's hard to physically interpret). There is currently no experimental evidence for tachyons.

• Warp Drives (e.g., Alcubierre Drive): This theoretical concept doesn't involve the object itself moving faster than light through local space. Instead, it proposes warping spacetime around the object: contracting space in front of it and expanding space behind it. The "bubble" of spacetime containing the ship could then effectively travel faster than light relative to distant observers, even though the ship within the bubble isn't locally breaking the light speed barrier.

  • Challenges: Requires "exotic matter" with negative mass-energy density, which has never been observed and may not exist. There are also many other theoretical hurdles.

• Wormholes (Einstein-Rosen Bridges): These are hypothetical "tunnels" or shortcuts through spacetime. Imagine spacetime as a sheet of paper; a wormhole would be like poking a hole through the paper to connect two distant points, making the journey shorter than traveling across the surface.

  • Challenges: Like warp drives, stable, traversable wormholes would likely require exotic matter. They are also purely theoretical and highly unstable in most models.

• Quantum Entanglement: While the correlation between entangled particles appears instantaneous regardless of distance, this cannot be used to transmit information faster than light. To know the state of one particle by measuring the other, you still need to communicate the measurement result via conventional (light-speed limited) means.

• Expansion of the Universe: Very distant galaxies are receding from us faster than the speed of light. This isn't the galaxies themselves moving through space at FTL speeds; it's the fabric of spacetime between us and them expanding. This doesn't violate Special Relativity, which applies to motion within a local region of spacetime.

In Summary:

• At 'c': No, objects with mass cannot reach the speed of light.

• Faster than 'c': According to current, proven physics, no. However, there are highly speculative, theoretical concepts (warp drives, wormholes) that explore "loopholes" by manipulating spacetime itself, rather than an object moving FTL through normal space. These remain firmly in the realm of science fiction and theoretical physics for now.

Ako smo tek na početku proučavanja warp pogona, ne znači da ga nije moguće ostvariti. Shvati da smo s tim proučavanjem otprilike kao na otkriću gibanja elektrona i razlike potencijala (napona) u odnosu na upotrebu električne energije.

https://phys.org/news/2017-01-alcubierre-warp.html

Nekoć je gravitacija Zemlje bila nepobjediva i držala nas prikovane za Zamljinu površinu. Smatralo se da čovjek može samo maštati o putovanju na Mjesec. Otkriće raketnog pogona i usavršavanje doveli su čovječanstvo na Mjesec. Stvarno misliš da za 20, 50 ili 100 godina nećemo imati bolji svemirski pogon od današnjeg?

 Ali brzine veće od brzine svjetlosti ionako postoje. Bilo je par članaka u časopisima kako se svjetlost u dijelovima svemira kreće brže od brzine svjetlosti jer se iz točke promatrača taj dio svemira, tj. taj dio prostora kreće velikom brzinom i unutar njega svjetlost leti u istom smjeru gibanja prostora i iz točke promatrača se te dvije brzine zbrajaju - dobiješ brzinu veću od brzine svjetlosti. Sama svjetlost u odnosu na okolni prostor i nadalje je ograničena na brzinu svjetlosti. Dakle, nisu prekršena nikakva fizikalna pravila, brzina nadmašuje konstantu c, ali je ona i dalje upotrebljiva u tom prostornom mjehuru. Isto tako kod warp pogona znanstvenici pokušavaju otkriti kako s jedne strane "usisati" prostorvrijeme, a na drugoj strani ga "ispuhnuti", a da letjelica ima svoj mjehur prostorvremena.

Ovim dijelom teksta si potvrdio ono što sam i napisao: "...it's the fabric of spacetime between us and them expanding."
Zato sam i spomenuo da je točka promatrača presudna za tumačenje brzine. Zamisli slijedeći slučaj - Zamlja putuje oko Sunca brzinom od 107.290 km/h. Sunčev sustav rotira u galaksiji, galaksija rotira u svemiru i u zbroju ispada da putujemo brzinom od oko 2.000.000 km/h kroz svemir. Hoće li laserska zraka ispaljena sa Zemlje u određenom smjeru biti usporena ili ubrzana? Gledano sa Zemlje, bit će ista brzina svjetlosti lasera na koju god stranu ispalimo lasersku zraku jer se zraka kreće istom brzinom na okolni prostor, ali netko tko gleda navedeni događaj daleko od Zemlje mogao bi reći da je u smjeru većine pravaca gibanja Zemlje zraka ispaljena brzinom većom od brzinom svjetlosti jer se brzina okolnog prostora zbraja s brzinom laserske zrake. Laserska zraka ionako putuje istom i konstantnom brzinom u odnosu na Zemlju i bez obzira na koju je stranu ispalimo. Ovime smo raspravili značenje putovanja objekta kroz prostor. A sada zmisli da warp omogućava da objekt i dio okolnog prostora putuju kroz prostor.

Tu sad ulazimo u polje fizike gdje imamo dosta nepoznanica. Moje pitanje je što konkretno znači balon (bubble) ako on ne sadržava prostor? Svjestan si valjda činjenice da takvo nešto ne postoji jer već i sam objekt zauzima određeni prostor. Tako da bilo da prostor bude kugla od 20 metara promjera a letjelica od 10 metara promjera ili i jedno i drugo od 10 metara promjera opet i taj prostor balona putuje kroz prostor. Mislim da će se morati definirati nov način mjerenja brzine gibanja jer letjelica u balonu u odnosu na svoj okolni prostor zapravo stoji na mjestu, a cijeli balon možda juri baš brzinom svjetlosti.

https://www.space.com/17628-warp-drive-possible-interstellar-spaceflight.html

Meanwhile, the starship itself would stay inside a bubble of flat space-time that wasn't being warped at all.

Dakle, dio prostora oko letjelice nije izložen nikakvoj distorziji, stoga ispada da dio prostora oko letjelice i sama letjelica putuju kroz prostor. Ovaj detalj je osnova koja omogućuje putovanje velikim brzinama.

Nadam se da filmić sa slijedećeg linka dovoljno dobro objašnjava temeljne postavke warp pogona zasnovanog na Alcubierreovoj teoriji:

Međuprostor itekako postoji jer nepostojanje "prostora" bi značilo da postoji rupa u svemiru. A taj međuprostor - balon - sačinjavaju letjelica i okolni prostor koji nije izložen distorziji warp pogona. Upravo činjenica da letjelica stoji na mjestu u odnosu na taj okolni nedistorzirani prostor omogućuje da su svi zakoni fizike i dalje važeći, a sam balon putuje ogromnom brzinom.

Pa pogledaj filmić, okolni prostor oko letjelice ionako MORA biti bez distorzije jer bi na kraju sama letjelica bila uništena zbog prostornovremenskog iskrivljenja.

Ovo oko privlačenja je samo djelomično točno jer je u pitanju razlika potencijala. Računaj kao da imaš jednu posudu s vodom iznad druge i kad ih spojiš s crijevom, imat ćeš tok vode iz posude koja je na većoj visini u posudu koja je na manjoj visini, dakle nije u pitanju privlačenje. To je osnovni princip rada navedenog warp pogona. Razglabati u ovom trenutku o načinu realizacije warp pogona i potrebnoj količini energije je otpilike na nivou kao da raspravljamo o raketi na parni pogon kojom želiš doći u orbitu Zemlje, sama raketa bila bi preglomazna zbog količine vode i goriva kojim bi htio stvoriti vodenu paru za potisak i relizacija odlaska u orbitu na taj način naravno da je nemoguća misija.

Prostor bi kod navedenog warp pogona trebao "teći", a letjelica i pripadajući balon prostora bi trebali biti zaobiđeni u cijeloj toj prići jer bi prostor ispred letjelice i balona bio "usisan", a onda "ispuhnut" iza letjelice i balona. To je logika kod skupljanja i širenja prostorvremena koje se opisuje u Alcubierreovom pogonu. Ispred letjelice i balona stvaraš prostorvremenski manji potencijal nego iza letjelice i balona gdje se prostorvrijeme opet širi. Otprilike kao da imaš podmornicu koja na jednoj strani usisava vodu, a na drugoj ju izbacuje. A ionako je svejedno gledaš li u ovom slučaju prostorvemenski potencijal ili potisnu ili usisnu silu kad se u konačnici sve svodi na jedno - letjelica i prostorni balon kreću se u odnosu na cijeli svemir.

To je stvar točke gledišta, iz perspektive balona i letjelice koja miruje u okolnom prostoru - balonu, odredište zapravo "doleti" do letjelice i balona. Iz perspektiive svemira, cijeli balon i letjelica gibaju se prema odredištu. Kao što sam i spomenuo, neki pojmovi u fizici morat će se redefinirati, a pitanje je što će brzine veće od brzine svjetlosti donijeti cjelokupnoj znanosti.

 1. Znam da je Star Trek serija rađena u suradnji sa znanstvenicima, tako da da, razlika je u S. I druge SF serije se prilično dobro oslanjaju na znanstvena istraživanja, ali filmovi: sačuvaj bože.

2. Koji članak? Naravno da "privid" i "varka" nije kršenje teorije relativnosti, ali tvrdnja da se nešto kreće brže od brzine svjetlosti: je (za sada).

3. Očito greška, mislilo se na 300,000,000 m/s. Nitko nije savršen, pa niti izvor (Gemini 2-2,5)

Sasvim slučajno sam naletio na intervju sa Dr. Miguel Alcubierre, čovjek je lijepo objasnio ideju i probleme u realizaciji (od 14:27)