Kā izveidot šķēru disku, izmantojot metamateriālus

Metamateriāli ir vielas, kurās var mainīt to spēju uzturēt elektriskos un magnētiskos laukus. Izmantojiet šīs īpašības pareizi, un jūs varat vadīt elektromagnētiskos viļņus visādos dīvainos un eksotiskos veidos. Šīs idejas vislielākā profila izmantošana ir neredzamības apmetņu veidošana, taču ir vēl viena aizraujošāka lietojumprogramma. Izrādās, ka pastāv formāla matemātiska analoģija starp veidu, kā metamateriāli saliek gaismu, un veidu, kā to dara gravitācija. Metamateriālos elektromagnētiskā telpa tiek izkropļota tieši tādā pašā veidā kā telpas laiks kopumā. Tas nozīmē, ka fiziķi var izmantot metamateriālus, lai simulētu pašu Visumu un visu dīvaino vispārējās relativitātes fenomenu. Mēs esam apskatījuši dažādus mēģinājumus atjaunot melnos caurumus, Big Bang un pat multiversus. Bet šķiet, ka vispārējā relativitāte pieļauj arī citu lietu: ātrāk nekā gaismas pārvietošanās. 1994. gadā meksikāņu fiziķis Maikls Alkubjērs saprata, ka, lai gan relativitāte neļauj pārvietoties ātrāk nekā gaisma attiecībā pret telpas laika struktūru, tā neierobežo ātrumu, ar kādu telpas laika reģioni var pārvietoties viens pret otru.
Tas liecina par veidu, kā izveidot šķēru disku. Alkubjērs iztēlojās nelielu plakana telpas laika apjomu, kurā atrodas kosmosa kuģis, ko ieskauj laiktelpas burbulis, kas sarūk kustības virzienā, tuvinot galamērķi un stiepjas aiz jums. Viņš parādīja, ka šī saraušanās un stiepšanās var ļaut burbulim un tajā esošajam kosmosa kuģim pārvietoties ar superluminālu ātrumu.
Šodien Igors Smoļaņinovs no Merilendas universitātes norāda, ka, ja šāda veida burbuļi ir iespējami laiktelpā, tad vajadzētu būt iespējai tos simulēt metamateriālā. Viņa analīze ir interesanta lasāmviela. Izrādās, ka ātrāk nekā gaismas ceļojums nav iespējams nevienā fiziski realizējamā metamateriālā. Tas saskan ar dažādām Alkubjē ideju analīzēm, kas liecina, ka viņa burbulis būtu ļoti nestabils un ka superlumināls ceļojums būtu neiespējams. Mēs apskatījām vienu šeit. Tomēr Smoļaņinovs saka, ka, izmantojot šo metodi, joprojām ir iespējams pārvietoties zem gaismas, un parāda, kā vajadzētu būt iespējai sasniegt ātrumu līdz ceturtdaļai no gaismas ātruma, izkropļojot telpu ceļotāja priekšā un aizmugurē. Tas nav gluži deformācijas ātrums, patiesībā ne tuvu tam. Bet tā ir godīga mezglu likme pēc jebkura standartiem. Atliek tikai kādam faktiski izveidot metamateriālu, kas spēj veikt šo triku. Un, spriežot pēc šī satura izstrādes ātruma, mums nevajadzētu pārāk ilgi gaidīt. Atsauce: arxiv.org/abs/1009.5663 : Alcubierre Warp Drive uz metamateriāliem balstīts modelis paslēpties