Velocità di curvatura in una bolla di solitoni / Warp speed in a soliton bubble
Velocità di curvatura in una bolla di solitoni / Warp speed in a soliton bubble
Una nuova ricerca condotta presso l'Università di Göttingen aggira la relatività costruendo una bolla di curvatura con nuova classe di "solitoni" iperveloci creata utilizzando solo energia positiva che potrebbe consentire di viaggiare a qualsiasi velocità
Per rendere possibile il viaggio interstellare sarà necessario trovare un mezzo di propulsione più veloce della luce. Alcuni scienziati cominciano ad interrogarsi in proposito ed un’idea della fantascienza cinematografica sta venendo presa sul serio: la velocità di curvatura.
Ad oggi, anche le più recenti ricerche sul trasporto superluminale (più veloce della luce) basate sulla teoria della relatività generale di Einstein portano a credere che per realizzare un simile tipo di propulsione occorrerebbero enormi quantità di particelle ipotetiche e stati della materia che hanno proprietà fisiche “esotiche” come la densità di energia negativa.
Questo tipo di materiale non può essere attualmente trovato o non può essere prodotto in quantità praticabili.
A questo proposito, una nuova ricerca condotta presso l’Università di Göttingen, aggira questo problema costruendo una nuova classe di “solitoni” iperveloci utilizzando sorgenti con solo energie positive che possono consentire di viaggiare a qualsiasi velocità. Ciò riaccende il dibattito sulla possibilità di viaggiare più veloci della luce sulla base della fisica convenzionale. La ricerca è pubblicata sulla rivista Gravità classica e quantistica.
L’autore dell’articolo, il dottor Erik Lentz, ha analizzato la ricerca esistente e ha scoperto lacune in precedenti studi sulla “trasmissione a curvatura“.
Lentz ha notato che esistono configurazioni di curvatura spazio-temporale ancora da esplorare organizzate in “solitoni” che hanno il potenziale per risolvere il puzzle pur essendo fisicamente praticabili.
Un solitone, in questo contesto chiamato anche “bolla di curvatura“, è un’onda compatta che mantiene la sua forma e si muove a velocità costante. Lentz ha derivato le equazioni di Einstein per configurazioni di solitoni inesplorate (dove le componenti del vettore di spostamento della metrica spazio-temporale obbediscono a una relazione iperbolica), trovando che le geometrie spazio-temporali alterate potrebbero essere formate in un modo che ha funzionato anche con fonti di energia convenzionali.
In sostanza, il nuovo metodo utilizza la struttura dello spazio tempo arrangiata in un solitone ottenendo la possibilità di viaggiare più veloce della luce in un modo che, che, a differenza di altre ricerche, richiederebbe solo fonti con densità di energia positiva. Nessuna densità di energia negativa esotica sarebbe necessaria.
Se fosse possibile generare energia sufficiente, le equazioni utilizzate in questa ricerca consentirebbero di viaggiare piegando lo spazio tempo a “velocità di curvatura” fino a Proxima Centauri, la nostra stella più vicina, e di tornare sulla Terra in anni invece che in decenni o millenni. Ciò significa che un individuo potrebbe effettuare un viaggio di andata e ritorno nel corso della sua vita.
In confronto, con l’attuale tecnologia missilistica sarebbero necessari più di 50.000 anni per un viaggio di sola andata. Inoltre, i solitoni (bolle di curvatura) sono configurati per contenere una regione con forze di marea minime in modo tale che il passare del tempo all’interno del solitone corrisponda al tempo all’esterno: un ambiente ideale per un veicolo spaziale.
Ciò significa che non ci sarebbero le complicazioni del cosiddetto ‘paradosso dei gemelli‘ per cui un gemello che viaggia alla velocità della luce invecchierebbe molto più lentamente dell’altro che è rimasto sulla Terra: all’interno della bolla di curvatura non si risentirebbe di effetti relativistici.
“Questo lavoro ha spostato il problema del viaggio più veloce della luce di un passo dalla ricerca teorica in fisica fondamentale verso l’ingegneria. Il passo successivo sarà capire come ridurre la quantità astronomica di energia necessaria entro la gamma delle tecnologie oggi disponibili. Capito questo, potremo parlare della progettazione dei primi prototipi“, ha detto Lentz.
Attualmente, la quantità di energia richiesta per questo nuovo tipo di propulsione spaziale è ancora immensa. Come ha spiegato Lentz: “L’energia richiesta per viaggiare alla velocità della luce per un veicolo spaziale di 100 metri di raggio è dell’ordine di centinaia di volte della massa del pianeta Giove. Il risparmio energetico dovrebbe essere drastico, di circa 30 ordini di grandezza per essere nella gamma dei moderni reattori nucleari a fissione“.
Il ricercatore ha continuato dicendo che: “Fortunatamente, in una ricerca precedente sono stati proposti diversi meccanismi di risparmio energetico che possono potenzialmente ridurre l’energia richiesta di quasi 60 ordini di grandezza“.
Lentz è attualmente nelle prime fasi della ricerca per determinare se questi metodi possono essere modificati o se sono necessari nuovi meccanismi per ridurre l’energia richiesta a livelli attualmente raggiungibili.
ENGLISH
New research conducted at the University of Göttingen circumvents relativity by constructing a warp bubble with a new class of hypervelocity 'solitons' created using only positive energy that could allow travel at any speed
To make interstellar travel possible, it will be necessary to find a faster-than-light means of propulsion. Some scientists are starting to wonder about it, and an idea from cinematic science fiction is being taken seriously: warp speed.
To date, even the most recent research on superluminal transport (faster than light) based on Einstein's theory of general relativity leads us to believe that to achieve such a type of propulsion would require enormous quantities of hypothetical particles and states of matter that have physical properties “exotic” such as negative energy density.
This type of material cannot currently be found or cannot be produced in viable quantities.
In this regard, new research conducted at the University of Göttingen circumvents this problem by constructing a new class of hypervelocity "solitons" using sources with only positive energies that can allow travel at any speed. This reignites the debate over whether it is possible to travel faster than light based on conventional physics. The research is published in the journal Classical and Quantum Gravity.
The author of the paper, Dr. Erik Lentz, analyzed the existing research and discovered gaps in previous studies on "warp drive".
Lentz noted that there are yet-to-be-explored warp configurations of space-time organized into "solitons" that have the potential to solve the puzzle while still being physically viable.
A soliton, also called a "warp bubble" in this context, is a compact wave that maintains its shape and moves at a constant speed. Lentz derived Einstein's equations for unexplored soliton configurations (where the components of the displacement vector of the spacetime metric obey a hyperbolic relationship), finding that the altered spacetime geometries could be formed in a way that also works with conventional energy sources.
In essence, the new method uses the space-time structure arranged in a soliton obtaining the possibility of traveling faster than light in a way that, unlike other researches, would require only sources with positive energy densities. No exotic negative energy density would be needed.
If enough energy could be generated, the equations used in this research would allow space-time bending travel at "warp speed" to Proxima Centauri, our closest star, and return to Earth in years rather than decades or millennia. . This means that an individual could make one round trip in his or her lifetime.
By comparison, with current rocket technology it would take more than 50,000 years for a one-way trip. Furthermore, the solitons (warp bubbles) are configured to contain a region of minimal tidal forces such that the passage of time inside the soliton matches the time outside – an ideal environment for a spacecraft.
This means that there would be no complications of the so-called 'twin paradox' whereby a twin traveling at the speed of light would age much more slowly than the other remaining on Earth: inside the warp bubble it would not be affected by relativistic.
“This work has moved the problem of faster-than-light travel one step away from theoretical research in fundamental physics towards engineering. The next step will be to figure out how to reduce the astronomical amount of energy required within the range of technologies available today. Once this is understood, we will be able to talk about the design of the first prototypes,” Lentz said.
Currently, the amount of energy required for this new type of space propulsion is still immense. As Lentz explained: “The energy required to travel at the speed of light for a 100-meter-radius spacecraft is on the order of hundreds of times the mass of the planet Jupiter. The energy savings would have to be drastic, about 30 orders of magnitude to be in the range of modern nuclear fission reactors."
The researcher went on to say that, “Fortunately, several energy-saving mechanisms have been proposed in previous research that can potentially reduce the energy required by nearly 60 orders of magnitude.”
Lentz is currently in the early stages of research to determine whether these methods can be modified or whether new mechanisms are needed to reduce the required energy to currently achievable levels.
Da:
https://reccom.org/velocita-di-curvatura-in-una-bolla-di-solitoni/?fbclid=IwAR0xwwQ2QsBmEkUXYadWcr-u5w3_aC-ZquRzx-1jxzKYUfEHNzzJprDgP5c
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