¿Alguien ha proporcionado alguna evidencia concreta de que la conducción por deformación o más rápido que los sistemas de propulsión ligera son posibles?

Está bastante claro que ninguna nave espacial que viaja a través del espacio-tiempo plano o ligeramente curvado (es decir, la forma en que viaja hoy nuestra nave espacial) puede ir más rápido que la luz. Más precisamente, es fácil demostrar que es imposible acelerar a una velocidad más rápida que la luz en cualquier cuadro, o, si lo prefiere en forma de una ecuación:

[matemáticas] v_0 + \ int_0 ^ \ infty a (v (t)) dt <c [/ matemáticas]

Esta es una consecuencia muy fácil de derivar de la relatividad especial: se deduce directamente de la fórmula de adición de velocidad relativista

[matemáticas] u ^ \ prime = \ frac {u + v} {1 + \ frac {uv} {c ^ 2}} [/ matemáticas]

Tomamos esto como un solo paso de la integral. En este caso, [matemática] u [/ matemática] es la aceleración en el marco de descanso de la nave, [matemática] v [/ matemática] es la velocidad original en el marco de descanso del observador, y [matemática] u ^ \ prime [/ math] es la nueva velocidad en el marco de descanso del observador.

Si [math] u <c, v <c [/ math], entonces [math] u ^ \ prime <c [/ math]. Prueba: sin pérdida de generalidad, [math] u \ leq v [/ math], para que podamos escribir [math] u = kv [/ math] para [math] 0 <k \ leq 1 [/ math]. Tenemos

[matemática] u ^ \ prime = \ frac {(1 + k) v} {1 + \ frac {kv ^ 2} {c ^ 2}} [/ matemática]

El signo de [matemáticas] c -u ^ \ prime [/ matemáticas] es el mismo que el signo de [matemáticas] c – \ frac {(1 + k) v} {1 + \ frac {kv ^ 2} {c ^ 2}} [/ matemáticas]. Simplificando, esto es [math] \ frac {c} {c ^ 2 + kv ^ 2} (c ^ 2 – (1 + k) vc + kv ^ 2) [/ math]. La fracción es positiva, por lo que el signo es el signo de [matemáticas] c ^ 2 – (1 + k) vc + kv ^ 2 [/ matemáticas]. Este es un cuadrático en [matemáticas] v [/ matemáticas], que se factoriza como [matemáticas] (kv – c) (v – c) = (u – c) (v – c) [/ matemáticas]. Entonces, el signo de [matemáticas] c – u ^ \ prime = [/ matemáticas] el signo de [matemáticas] \ frac {c} {c ^ 2 + uv} (u – c) (v – c) [/ matemáticas] . El signo del primer término es positivo, y los signos de [math] (u – c) [/ math] y [math] (v – c) [/ math] son ​​negativos, por lo que el signo de su producto es positivo , entonces el signo de tenemos [matemáticas] (1 + k) v> c + \ frac {kv ^ 2} {c}, [/ matemáticas] o el signo de [matemáticas] c – u ^ \ primo [/ matemáticas ] es positivo, entonces [matemáticas] u ^ \ prime <c [/ matemáticas]. QED

Pero, por supuesto, eso no ha impedido que las personas exploren ideas. De lo más a lo menos improbable, son …

  1. Un universo paralelo, en correspondencia 1: 1 con el nuestro, pero donde las distancias son dramáticamente más cortas. Este es el “Hyperdrive” en Star Wars, y la serie Known Space de Larry Niven, y (posiblemente) Warp Drive en Star Trek. Evidencia de esto: cero. Es muy posible que haya Universos paralelos, de hecho, muchos de ellos, pero no hay razón para creer que están en correspondencia 1: 1 con los nuestros. De hecho, parece muy probable que las constantes en la ley física se elijan arbitrariamente por universo, por lo que la física en otros universos sería diferente, y no existe un mecanismo siquiera hipotetizado por el cual uno podría transitar de nuestro universo a otro.
  2. Heisenberg Incertidumbre hecha a la enésima. En esta idea, que fue utilizada por la serie de Historia Técnica de Poul Anderson y el Infinite Improbability Drive de la serie The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy, la posición de un objeto y su velocidad están sujetos a incertidumbres cuánticas y a la manipulación adecuada de estas. puede moverse instantáneamente o a velocidades arbitrarias. (En lenguaje moderno, diríamos que la posición o la velocidad son funciones de onda y que mediante las manipulaciones apropiadas podrían localizarse selectivamente). ¿Evidencia? Bueno, sí, estas son cantidades inciertas, y sí, en principio, las probabilidades de casi cualquier escenario son distintas de cero. En la práctica, ¿sabemos cómo manipular estas cosas? No. Y en la práctica, cualquier intento de hacerlo violaría el teorema de no comunicación de la mecánica cuántica, y muchos violarían el teorema de no clonación. Se necesita un poco más de experiencia para probarlos que el teorema sin FTL que probé anteriormente, pero son igual de reales.
  3. Transporte instantáneo entre puntos en el espacio-tiempo. Esto fue hecho por una hipotética “quinta fuerza” en el manejo de Alderson en la serie CoDominium de Jerry Pournelle, y por Einstein-Rosen Bridges en muchos lugares (Contact, The Expanse, Interstellar, muchos otros). Ahora estamos empezando a ser reales. No hay evidencia de la quinta fuerza de Alderon; Alderson lo soñó para que Pournelle pudiera tener un viaje interestelar. Pero Alderson sí hizo una teoría matemática, que impone fuertes restricciones al impulso, y estas forman la base de una serie de tramas en la serie de libros de Pournelle. No es una unidad mágica como las unidades anteriores. Y el puente de Einstein-Rosen es una solución válida de las ecuaciones de campo de Einstein: en otras palabras, no solo es consistente con la física tal como la conocemos, es una predicción de la mejor teoría de la gravedad que tenemos . Entonces, dicho eso, las advertencias:
    1. Kip Thorne ha demostrado de manera concluyente que cualquier transporte instantáneo entre dos lugares donde el factor de Lorentz entre los dos era distinto de cero (IOW, moviéndose lo suficientemente rápido uno con respecto al otro) daría como resultado una “curva de tiempo cerrada”; aka, una máquina del tiempo, que conduce a las paradojas habituales de estas cosas.
    2. Nunca se ha observado un puente de Einstein-Rosen, y no se sabe realmente cómo se podría construir. Se sabe que tendría que estar revestido con materia exótica, y no sabemos cómo producir eso.
    3. La solución puede ser “física”, es decir, una solución al EFE que no corresponde a la realidad física. Si esto es cierto, entonces la Relatividad General estaría equivocada o, mejor dicho, una aproximación a una teoría subyacente más profunda cuyas soluciones prohibirían un Puente Einstein-Rosen.
  4. Transformando el espacio-tiempo para que el espacio-tiempo mismo se contraiga en la dirección del viaje. Esta es la base de la unidad Alcubierre, que a menudo se representa con un diagrama como este:

El espacio se expande detrás de la nave y se contrae delante de ella. El barco en sí está en caída libre en el centro de la unidad. Una vez más, el Alcubierre Drive es una solución válida del EFE: además, sabemos que en la época inflacionaria el espacio se expandió mucho más rápido que c . Es posible que la solución de Alcubierre sea apática, pero sabemos que han ocurrido soluciones similares al EFE. Además, la unidad Alcubierre no presenta los mismos problemas obvios con las curvas cerradas de línea de tiempo. Hay objeciones de ingeniería al Alcubierre Drive: no está claro cómo detenerlo una vez que se pone en marcha, podría destruir el planeta al que apuntaba, se necesita materia exótica para producir el efecto, no está claro cómo navegar cuando la cosa está en. Pero se considera lo suficientemente prometedor como para que la NASA esté realizando experimentos en el disco bajo la dirección de Harold White

Alice: “Acabo de leer este artículo que dice que nada puede ir más rápido que la luz”.

Bob: ” Oh, sí, pero no puedes probar eso. Entonces todavía es posible. Cualquier cosa que no puedas probar debe ser posible.

Alice: “ No, esas personas son expertas, lo leí en un sitio web en el que confío. Y puedes comprobarlo, fue escrito por un famoso profesor .

Bob: “ No puedes creer todo lo que lees. Incluso si fuera un profesor, sigue siendo humano, y puede estar equivocado. De todos modos, el gobierno tiene hangares secretos donde guardan pruebas contundentes ”.

Alice: ” ¿Los has visto?”

Bob: “ No, son secretos. Pero la gente lo ha hecho porque he visto fotografías “.

Alice: ” Probablemente falso”.

Bob: “ Tienes derecho a tu opinión, y yo también. Pero hay un montón de personas que creen que ya existe. Estoy seguro de que sí.

Alice: ” Los científicos no dirían eso a menos que tuvieran pruebas, y entonces tus cosas extraterrestres son definitivamente basura falsa”.

Bob: “ No, no pueden tener pruebas. Esa es la cosa.

Alice: ” Sí, pero ¿y si lo hacen? Probablemente no sabes de qué estás hablando.

Bob: ” Na, de ninguna manera. Te diré qué. Haré una pregunta sobre este muy buen sitio de preguntas y respuestas llamado Quora . Y te apuesto cinco dólares a que no lo hacen.

Alice: ” OK, es una apuesta. Pero no así. El perdedor tiene que comprar el almuerzo.

Bob: ” Estás en. Estableceremos un límite de tiempo de tres semanas. Si nada después de eso, yo gano ”.

Alice: ” Déjame ver la pregunta antes de publicarla”.

Bob: “OK. BRB “.

Lo que Bob no entiende es que se esconde en la nada. Acaba de hacer el epítome de una mala apuesta. Porque si no encuentra la manera de comprarle el almuerzo, será un perdedor absoluto. La pregunta en sí no importa, porque Bob no es lo suficientemente consciente de las reglas sociales del metajuego que Alice está jugando. Y no es un juego en la forma en que Bob entiende los juegos, y mucho menos las naves espaciales.

Hay tantas cosas malas con la mentalidad de Bob que es difícil saber por dónde empezar. Lo mejor que podemos hacer es deconstruir las cosas y esperar que podamos arrojar algo de luz en el proceso. En primer lugar, tenemos que entender que Bob no sabe mucho sobre el tema. Pero eso no le ha impedido formarse una opinión, que ha estado usando para discutir con Alice (mala jugada). Si supiera más al respecto, podría saber que “nada” es una palabra bastante vaga. La afirmación más correcta es que “nada con masa puede alcanzar la velocidad de la luz, que es la velocidad máxima de causalidad”. Anote un punto para los científicos. Al menos enmarque las cargas con precisión. La causalidad misma es el problema.

La línea de apertura de Bob es un doozy. He escuchado esto muy a menudo. Es como ” Todo es posible en un universo infinito “. No, no lo es. Esta es una cuestión de pura lógica, no de ciencia. Es similar a la creencia generalizada de que ” si puedo imaginarlo, puede ser cierto “. Ciertamente la gente cree en los milagros. La definición misma de un milagro es que desafía lo que puede ser entendido por una mente racional. Nosotros, como niños, tenemos una base débil en la experiencia para aprender la amplitud de las reglas de la física, sin embargo, la creencia en la magia generalmente disminuye a medida que se acumulan los años. Pero ni siquiera las personas que creen en los milagros sostienen que todo lo que sus mentes sueñan puede convertirse en realidad. Es claramente posible para la mente humana imaginar una imposibilidad.

Entonces, dejemos caer la pelota nuevamente en la calle ahora, y procedamos. Alice apela a sus fuentes de validación. Ahora es tu fuente contra mi fuente. Ese es el problema cuando ninguna de las partes sabe nada sobre el tema. Hay una palabra simple para esta etapa, se llama aprendizaje. No nos acercaremos a un entendimiento a menos que nos tomemos la molestia de aprender. La idea de evidencia es como en un caso judicial. El jurado tiene información muy limitada, por lo que la evidencia limitada se vuelve muy importante. Pero ese no es el caso en absoluto con las ciencias. Tienes una gran oportunidad para aprender y pasar toda una vida haciéndolo. Cuando termina el caso judicial, el juicio termina, entonces eso es todo. Pero si usted es serio acerca de entender lo que es posible en el mundo real y lo que no, entonces no hay período de prueba, no hay retiro de efectivo.

En una sala del tribunal, no solo hay escalas de justicia, hay escalas de evidencia. Gente que dice cosas. Eso, pura y simplemente, es lo que llamamos evidencia blanda. Algunas personas simplemente hacen una suposición al azar, y si eso es obvio, sería realmente suave. Más suave que un malvavisco. Una opinión recibe más credibilidad cuando proviene de un experto, una opinión experta es la parte superior de la cadena alimentaria cuando se trata de evidencia blanda. El experto puede hacer deducciones de los hechos establecidos para los que existe evidencia sólida y sacar conclusiones basadas en el conocimiento experto. Esa deducción, esa opinión, todavía no es difícil, es suave por su naturaleza. Pero puede ser suficiente para colgar a un hombre.

Los testigos presenciales son más pesados ​​que la evidencia blanda, ya que se considera que sus recuerdos registran eventos físicos. Varios testigos oculares es, por supuesto, incluso mejor. El problema surge cuando un testigo presencial da testimonio que está en conflicto con una opinión experta. Incluso la evidencia sólida puede descartarse, en la situación de la sala del tribunal.

Bob argumenta que la “gente” sí, y que ha visto fotos. Alice descarta las fotos devaluandolas. De hecho, esta arena social es muy parecida a una sala de audiencias, y esa es una evaluación bastante precisa del contexto aquí, donde se debe juzgar la información limitada junto con la credibilidad limitada de los participantes. De hecho, al igual que el mundo ligeramente paranoico de las personas que afirman tener información privilegiada sobre más rápido que la artesanía ligera, publicada en revistas populares, y todas las complicaciones sociales que implican encubrimientos, conspiraciones, análisis de personajes, hacer dinero, pseudociencia e intriga.

¿Tiene derecho Bob a su opinión en materia de ciencia? ¿Esa antigravedad, más rápida que la luz, máquinas de energía de sobreunidad, portales a otras dimensiones, rayos zombies, todo eso, es una realidad? Claro que lo es. Por mi parte, vivo en una democracia que evita la vigilancia mental. Puedes pensar lo que quieras, siempre y cuando no actúes tus creencias de una manera socialmente perjudicial. Pero incluso si Bob es de mente abierta, ¿qué se necesitará para convencer a Bob de algo si no sabe nada en lo que basar sus creencias? Será fácilmente influenciado por la más mínima brisa.

Eso no suena como nuestro Bob, sin embargo, él tiene su opinión, basada en nada en absoluto, y estúpidamente no le ha permitido a Alice una opinión contraria, que en realidad no está discutiendo en su contra. Ella esperaba que él le hubiera dado algo de espacio. Ese es el problema con los hombres más jóvenes, están tan obsesionados con el contenido que se pierden la obra. Alice, en contraste, ha sido muy consciente de la dinámica de la interacción social desde que era una niña pequeña. El error que está cometiendo es que, naturalmente, supone que el cerebro masculino también está en sintonía con esas mismas sensibilidades. La verdad es que el hombre no tiene culpa, porque simplemente no lo entiende. Preferiría voltear el cochecito y tirar de las ruedas antes que asegurarse de que la plataforma esté cómoda.

Ahora llegamos al clímax de nuestra pequeña obra. La cuestión de la prueba. Bob ha mordido el anzuelo y aumenta la conversación a un desafío lleno de golpes en el pecho. Esa vieja castaña, prueba. “Evidencia concreta” está pidiendo nada menos que alguna prueba. Cosas que entran en la sala de pruebas. Marcas estriadas en la bala tomada del cofre de la víctima que coincide con el arma recuperada de su dueño. ¿Ha reunido la ciencia evidencia de que la velocidad de la luz es un límite absoluto como se afirma? Absolutamente sí. Durante cien años, esa deducción particular se ha mantenido. Ni una sola violación.

De hecho, es un resultado alucinante. Debería ser tan simple violar eso. ¿Qué tan difícil puede ser? Simplemente potencia más energía en algo. Pero no. Cuanta más energía no lo hace. Obtiene toda esa energía, pero no la usa para ir más rápido. Por qué no? Los científicos ya saben la respuesta. Y no tiene nada que ver con cohetes o extraterrestres o el tipo de unidad que desea construir. Es algo mucho más profundo. Es porque el universo en sí no está construido de esa manera. Y eso no es algo tan fácil de superar, sin dejar este.

No.

De hecho, la mayoría de los investigadores piensan que son imposibles o requerirían más energía de la disponible en el universo.

Todavía nadie sabe que son imposibles, por lo que se realiza un pequeño trabajo teórico

Investigue un poco, comenzando con este artículo: Warp Drive es más posible de lo que se pensaba, dicen los científicos en space.com.

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