Penelitian baru yang ‘dengan berani’ mengarah ke tempat yang belum pernah dilakukan fisikawan sebelumnya, dan menunjukkan apa yang akan terjadi pada ruang angkasa di sekitar warp drive yang gagal.
Penggemar fiksi ilmiah sangat menyadari konsep “warp drive”, sebuah perangkat yang memungkinkan pesawat ruang angkasa melakukan perjalanan dengan kecepatan lebih cepat dari kecepatan cahaya, atau yang disebut kecepatan “hiper-optik”. Perangkat ini biasanya digambarkan mampu memanipulasi tatanan ruang dan waktu, atau ruang-waktu. Namun, bahkan penggemar setia fiksi ilmiah mungkin akan terkejut mengetahui bahwa ada beberapa pemikiran teoretis tentang penggerak warp dalam sains nyata juga. Contoh paling terkenal dari hal ini adalah “penggerak torsi” yang ditemukan oleh fisikawan Meksiko Miguel Alcubierre.
Selain itu, tim dari Queen Mary University of London, Cardiff University, Potsdam University, dan Max Planck Institute for Gravitational Physics telah menemukan bahwa jika pesawat ruang angkasa di luar sana memang menggunakan mesin deformasi yang lebih cepat dari cahaya, kita dapat mendeteksinya melalui mesin kecil. riak di ruangwaktu yang disebut “gelombang gravitasi” yang akan timbul jika mesin ini mati.
“Meski mesin torsi murni teoretis, mereka memiliki deskripsi yang jelas dalam teori relativitas umum Einstein, sehingga simulasi numerik memungkinkan kita mengeksplorasi efek yang mungkin ditimbulkannya,” kata pemimpin tim Katie Clow dari Queen Mary University of London dalam sebuah pernyataan. .pada ruang-waktu dalam bentuk gelombang gravitasi.
Terkait dengan: “Warp drive” suatu hari nanti mungkin bisa dilakukan, menurut sebuah studi baru
Fiksi ilmiah versus fakta ilmiah
Mesin pembengkok dalam fiksi ilmiah dan sains nyata biasanya berakar pada teori gravitasi Albert Einstein, yang dikenal sebagai relativitas umum. Relativitas umum, yang diperkenalkan pada tahun 1915, menyatakan bahwa objek bermassa menyebabkan struktur ruangwaktu empat dimensi melengkung. Efek gravitasi yang kita alami timbul dari kelengkungan ini.
Semakin besar massa suatu benda, semakin besar kelengkungan ruang yang dihasilkannya, sehingga semakin besar pula efek gravitasinya. Cahaya dan benda bermassa lainnya dipaksa untuk bergerak mengelilingi kelengkungan ruang yang kompleks.
Relativitas umum juga menyatakan bahwa ketika suatu benda berakselerasi, ia menyebabkan ruang-waktu “beresonansi” dengan gelombang gravitasi. Namun, benda berskala planet, seperti mobil yang sedang melaju, memiliki massa yang terlalu kecil untuk menghasilkan gelombang gravitasi yang besar. Namun, objek masif seperti lubang hitam dan bintang neutron yang mengorbit satu sama lain dalam biner dan akhirnya bertabrakan menciptakan gelombang gravitasi yang dapat dideteksi di Bumi.
Klug dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa mesin warp mungkin juga memancarkan gelombang gravitasi, terutama jika gagal.
Lebih lanjut, Einstein mendasarkan relativitas umum pada teori relativitas khusus tahun 1905; Dasar dari relativitas khusus adalah bahwa tidak ada benda bermassa yang dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya.
Artinya, penulis fiksi ilmiah harus memperkenalkan keadaan yang memungkinkan aturan ini dilanggar, atau setidaknya sedikit diputarbalikkan, agar dapat mempertimbangkan perjalanan yang lebih cepat dari cahaya. Dalam komik DC, misalnya, ada medan luas di luar ruang-waktu yang disebut Speed Force, yang memberi Wally West, atau Flash, energi yang dibutuhkan untuk berlari lebih cepat dari Cahaya (dan Superman, jika Anda bertanya kepada saya).
Di Star Trek, materi eksotik bermassa negatif memungkinkan USS Enterprise melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya atau “kecepatan warp” dengan menghasilkan gelembung warp di sekitar kapal yang ruang-waktunya melengkung dan terkompresi di depan kapal dan membentang di belakangnya. Artinya, USS Enterprise membengkokkan dan mendistorsi ruang-waktu itu sendiri, sehingga tidak melanggar aturan relativitas khusus Einstein, tidak seperti Flash dan Speed Force-nya.
Tim ini melihat apa yang akan terjadi jika gelembung warp seperti yang digunakan dalam Star Trek runtuh atau jika konsep hipotetis ini gagal untuk menampungnya. Untuk melakukan ini, mereka memulai dengan membuat simulasi digital ruang-waktu.
Para peneliti menemukan bahwa peristiwa seperti itu akan menghasilkan ledakan gelombang gravitasi dengan frekuensi yang lebih tinggi daripada “kicauan” riak ruang-waktu yang muncul ketika lubang hitam biner atau bintang neutron bertabrakan dan bergabung.
Sama seperti sejumlah cahaya yang berfrekuensi terlalu tinggi untuk dilihat oleh mata kita, semburan gelombang gravitasi berfrekuensi tinggi ini berada di luar kemampuan interferometer seperti Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) untuk mendeteksinya.
Namun, detektor gelombang gravitasi di masa depan mungkin dapat mendeteksinya.
“Dalam penelitian kami, bentuk awal ruangwaktu adalah gelembung kelengkungan yang dijelaskan oleh Alcubierre,” kata anggota tim Sebastian Khan dari Universitas Cardiff. “Meskipun kami dapat membuktikan bahwa pada prinsipnya adalah mungkin untuk menemukan sinyal yang dapat diamati dengan detektor masa depan. ini “Tidak cukup untuk mendorong pengembangan perangkat keras di masa depan, mengingat sifat pekerjaan yang spekulatif.”
Tim juga menemukan bahwa keruntuhan warp drive akan memancarkan gelombang “materi energi negatif” yang bergantian, kemudian gelombang energi positif. Jika gelombang ini berinteraksi dengan materi biasa dan non-eksotis, hal ini akan memberi para ilmuwan cara lain untuk mencari mesin warp yang gagal.
Tim sekarang bermaksud untuk menyelidiki bagaimana sinyal gelombang gravitasi berubah ketika mempertimbangkan model mesin lentur lainnya dan konsekuensi dari keruntuhan yang terjadi selama perjalanan dengan kecepatan lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Tentu saja, semua ini hanyalah spekulasi, meskipun dapat dibenarkan dan kuat secara matematis, karena tidak ada bukti nyata bahwa warp drive bisa ada. Namun ini tidak berarti bahwa hasil ini tidak dapat diterapkan.
“Bagi saya, aspek terpenting dari penelitian ini adalah kebaruan pemodelan yang tepat dari dinamika energi negatif ruang-waktu dan kemungkinan memperluas teknik ke situasi fisik yang dapat membantu kita lebih memahami evolusi dan asal usul alam semesta kita,” kata anggota tim Tim Dietrich dari Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi dalam pernyataannya.
Penelitian tim dipublikasikan di Buka Jurnal Astrofisika.
“Pemikir jahat. Sarjana musik. Komunikator yang ramah hipster. Penggila bacon. Penggemar internet amatir. Introvert.”
