Warp Drive - פיקציה או העתיד?

התפתחויות חדשות בתחום כונן עיוות לקחו את החוקרים קרוב מתמיד להשגת מטרתם של נסיעה במהירות קלה. עד לאחרונה, כל מי שמכיר את הפיזיקה היה אומר לך שאתה לא יכול לנסוע מהר יותר ממהירות האור. עם זאת, רומנים ויצירתיות מדע בדיוני תמיד הטילו ספק בחוק הזה באמצעות מושגים חדשניים ולפעמים מוזרים. באופן מעניין, ייתכן שקבוצת חוקרים רק פתחה את פוטנציאל תנועת העיוות, והניחה את אבני הבניין הראשונות למסע בין כוכבי אמיתי. הנה כל מה שאתה צריך לדעת.

סוג חדש של כונן עיוות

החודש פרסמו חוקרים א ללמוד חושפים שהם הצליחו ליצור כונן עיוות תת-לומינלי במהירות קבועה העונה על כל הדרישות המתמטיות על הנייר. צעד ראשון ומכריע זה מניח את הבסיס למאמצי מו"פ נוספים. בעתיד, סגנון הנעה זה יעזור לקחת את בני האדם לחלל העמוק ועוד.

מה הם כונני עיוות?

כונן עיוות הוא צורת תחבורה תיאורטית שתאפשר נסיעה על-לומינלית. הרעיון סובב סביב יצירת בועת עיוות במרחב-זמן. בועה זו תאפשר לפריטים לנוע במהירויות אלו מבלי לחוות את כוחות הגאות והשפל שנסיעה כזו תיצור. תחשוב על איך כוכב הלכת נע אלפי קילומטרים בשעה ואתה לא יכול להרגיש את זה.

מקור – Arxiv

בועת עיוות

בועות עיוות הן חיוניות למעבר מהיר מהאור מכיוון שהן עוטפות חומר, עוקפות את חוקי היחסות של איינשטיין מבלי לשבור את הפיזיקה. בועות עיוות נוצרות כאשר מכווצים את החלל לפני נקודת זמן תוך הרחבתו מאחוריו. מערבולת מרחב-זמן זו מאפשרת לפריט לנוע במהירויות אור יחסיות מבלי להיקרע מהכוח. תיאורטית, בועות גל מאפשרות לאובייקט לנוע מהר יותר מהאור מבלי לפרוץ את מגבלת המהירות שנקבעה על ידי תורת היחסות של איינשטיין.

יש לציין שככל שהפריט מתקרב יותר למהירות האור, כך הזמן הולך לאט יותר עבור הנוסע. ככזה, מושג בועת העיוות ראה כמה איטרציות במהלך 30 השנים האחרונות. מדרמות מדע בדיוני, כמו מסע בין כוכבים, ועד מתקני בדיקה בחברות ייצור תעופה וחלל, כונני עיוות עשו כברת דרך.

עיוות היסטוריית כונן

הרעיון של נסיעות עיוות נמצא בטלוויזיה ובספרים כבר עשרות שנים. בשנת 1994, פיזיקאי חדשני בשם מיגל אלקובייר פרסם מאמר שבו הסביר כיצד כונן עיוות אמיתי יכול להשיג מהירות כמעט אור באמצעות בועת עיוות. המאמר שלו מתאר סוג חדש של כונן הנעה הנקרא כונן Alcubierre.

הכונן יכול להתגבר על המגבלות של תנועת האור, ולמנף את האנרגיה האפלה המסתורית שלדעת מדענים רבים מחלחלת ביקום. Alcubierre חשב שכבת אנרגיה בעלת מטען שלילי זה סיפקה את סביבת הכבידה המושלמת לנסיעות FTL.

נאס"א מוצאת את בועת העיוות הראשונה

בפברואר 2022, קבוצה של מהנדסים של נאס"א שחקרה את יכולת הפקת האנרגיה של חלל קזימיר עבור DARPA הבחינה במשהו. אחד המומחים המאומנים ביותר הבין שהם יצרו בועת עיוות זעירה. גילוי זה לקח את הרעיון של כונני עיוות מתיאוריות לנוסחאות מתמטיות, הכנה לשלב הבא, אב טיפוס.

כיצד פועל כונן עיוות מהירות קבוע

הניסיון האחרון לקחת בני אדם מהר יותר ממהירות האור ממנף כמה טכנולוגיות חדשות כדי להרחיב את המהירות הקבועה של תהליך העיוות. כונן העיוות התת-לומי בעל מהירות קבועה ממנף מושגים מתמטיים מרובים כדי ליצור מעטפת עיוות שעדיין נופלת בגבולות הפיזיקה.

החוקרים גילו שעל ידי הוספת מעטפת חומר רגילה עם מסת ADM חיובית, ניתן לחזק את מעטפת ההיפר. מבנה זה יאפשר לכונן לשנות את זמן המרחב ההיפרבולי כדי לספק נסיעה עם מהירות אפס. בנוסף, המחקר דרש יצירה של ערכת כלים נומרית חדשה, הנקראת Warp Factory. ערכת כלים זו נועדה לייעל את המשוואות המתמטיות וסייעה לחוקרים להשיג טוב יותר את מטרותיהם.

הפיתוח החל בהתמקדות בבניית מעטפת חומר. אסטרטגיה זו אפשרה להם להשתמש בפרמטר מסה ADM כדי להנדס צפיפות אנרגיה חיובית לתוך הפתרון. פתרון זה ביטל את הצורך בחומר אפל כפי שהועלה לראשונה על ידי אלקובייר. יש לציין שהקונספט יוצר אפקט עיוות המשתמש במסגרת ליניארית שנגררת בתוך מעטפת החומר.

המחברים

מחברי המאמר מודים שהניסויים והתיאוריות עדיין נמצאים במצב התחלתי. עם זאת, הם בטוחים שהם הניחו את הבסיס לחולל מהפכה אמיתית בחידושי כונן עיוות. המחבר הראשי, ג'ארד פוקס, הוא מאוניברסיטת אלבמה, האנטסוויל, וחבר בפיזיקה יישומית.

מדוע כונני עיוות חשובים

יש כמות עצומה של לחץ ונחישות בתוך קהילת התעופה והחלל ליצור שיטות הנעה בחלל עמוק שלא דורשות דלק. הצורות הנוכחיות של הנעת החלל דורשות עקירת חומר כלשהו כדי ליצור אינרציה בכיוון ההפוך. כל גרם חשוב כשדנים במסע בחלל. ככזה, ביטול הדלק הוא בעל חשיבות עליונה לנסיעות ארוכות טווח.

מחקר הנעה במהירות קלה

כונן עיוות יאפשר מסע בחלל בין כוכבי ללא צורך בהבאת דלק מסיבי, כבד ומסוכן. צעד זה יאפשר לאנושות לנסוע רחוק יותר ביקום, להפחית את משקלן של אומנות החלל וליצור קהילות בין-כוכביות. הנה כמה שיטות אחרות שיכולות יום אחד לדחוף את המסע בחלל לגבהים חדשים.

Hyper Tubes

Hyper Tubes הם מושג חדשני שהתגלה על ידי הסופר ד"ר לורנצו פיירי, שהוצג לקהילה המדעית במאמרו "Hyperwave: תקשורת מהירה במיוחד בתוך תורת היחסות הכללית". במאמר זה הוא מתאר כיצד ניתן להשתמש בבועות עיוות כדי לשלוח מידע ולא לחומר.

התיאוריה שלו סובבת סביב יצירת בועות עיוות קטנות ברדיוס שתוכננו במיוחד כדי לשלוח מידע. סגנון תקשורת זה יהיה חיוני למסעות בחלל עמוקים מכיוון שהוא יאפשר לאסטרונאוטים להישאר בקשר עם בסיס הבית שלהם בזמן שהם חצו את התעלומות הבין-כוכביות.

הנעה ללא הנעה

מערכת הנעה נוספת שמעניינת את קהילת החלל היא מערכות ללא הנעה. מכשירים אלה ממנפים שדות חשמל אלקטרוסטטי כדי ליצור אמון. הרעיון הוסבר בוועידת אנרגיית הנעה אלטרנטיבית (APEC) האחרונה במהלך " השמיים גילוי של הנעה ללא הנעה: ההמרה הישירה של אנרגיה חשמלית לדחף פיזי".

לדברי החוקר הראשי של נאס"א בנושא אלקטרוסטטיקה, ד"ר בוהלר, הם יכולים ליצור מספיק דחף כדי להתגבר על שדה הכבידה של כדור הארץ על ידי טעינת חומרים מסוימים. באופן מעניין, המחקר שלו גילה שחלק מהחומרים שמרו על דחף עד שהם עקרו במלואם את המטען שלהם, כלומר לא היה צורך בחשמל קבוע כדי לספק דחף.

כמו המושגים האחרים של כונן חלל, הרעיון של אי שימוש בדלק במהלך מסע בחלל עמוק הוא רעיון שמהנדסים ומדענים ממשיכים לבחון מחדש. ככל שמתרחבות טכנולוגיות, כמו בינה מלאכותית ורובוטיקה, הרעיון של נסיעות בין חלל הופך לאפשרי יותר, אם כי ללא נוסע אנושי.

חברות תעופה וחלל ששווה לראות

התעשייה האווירית מתחממת עם כניסתן של חלליות אישיות לשוק. התקדמות אלו שנעשו על ידי המגזר המסחרי סייעו להניע חדשנות גם במגזר הממשלתי. המירוץ לחלל יצא לפועל במלואו. הנה כמה חברות שמתכוונות להרוויח כסף על כל התפתחויות גדולות.

תאגיד RTX

תאגיד RTX הוא חברת הגג של כמה מחברות התעופה והחלל המתקדמות בעולם. RTX כולל את פראט ו-וויטני, קולין אירוספייס ו-Raytheon Technologies. חברות אלו יוצרות פתרונות תעופה וחלל צבאיים ואזרחיים ונחשבות למובילות בתעשייה בכל מגזר. ל-Pratt ו-וויטני מיוחסים כמה מהמנועים האייקוניים ביותר אי פעם ול-Raytheran יש רזומה מרשים לא פחות כיוצר של טיל Sidewinder המפורסם AIM 9 ועוד הרבה טכנולוגיות משנות משחק.

RTX יכול למנף מחקר שנערך על ידי צוות זה ולנסות להרחיב את הרעיון של דחף המהירות הקבוע שלהם. תמרון זה יוסיף מימון הכרחי ויציב את הפרויקט בידיים של כמה מהמוחות המבריקים בעולם.

RTX היא מניה פופולרית למשקיעים פרטיים ומוסדיים. המניה מציגה בעלות של 85% כמשקיעים מוסדיים, מה שמוכיח את תמיכתה החזקה מהמגזר הפיננסי המסורתי. יש לציין כי RTX הציגה רווחים ברבעון הראשון של 1 של 2024 דולר למניה ב-1.34/4/23. גילוי זה שווה לשיעור צמיחה של 24% בשנה אחת. אנליסטים צופים כי מגמה זו תימשך ככל שהמתחים העולמיים יעלו והביקוש לשירותיהם יגדל.

GE Aerospace 

GE Aerospace, שבסיסה בסינסינטי, הייתה השפעה מרכזית בתעשיית התעופה והחלל מאז הקמתה בשנת 1917. בשלב מסוים, היא התמקדה ביצירת מנועים שיניעו בסופו של דבר את חיל האוויר האמריקאי לניצחון. מהר קדימה לשוק של היום ו-GE Aerospace נותרה כוח חלוץ.

Ge Aerospace מתמחה במערכות הנעה סילון וחלופות. יש להם השפעה חזקה הן במגזר המסחרי והן במגזר הצבאי. נכון לעכשיו, החברות הבנות של המשרד כוללות את Avio Aero, Unison, GE Additive ו-Dowty Propellers.

מניית GE Aerospace היא אופציה נחשקת נוספת שיש לה בעלות מוסדית כבעלי הרוב שלה. יש לציין, למניית GE Aerospace יש ביקוש גבוה ופוצלה לאחרונה ב-8/2/2021. בזמן כתיבת שורות אלו, למניה שווי שוק של 174 מיליארד דולר, כאשר אנליסטים צופים התרחבות נוספת יחד עם צמיחה במגזר התעופה והחלל.

כונני עיוות - עדיין מתישהו לפני שתגיע לרכוב על אחד

ההתפתחויות האחרונות מייצגות אבן דרך בתחום מחקר כונן עיוות, בשילוב עם גישות אחרות, מחקר זה יכול לעזור לשפוך אור על מחקר מעונן זה לעתים קרובות. לעת עתה, אל תצפו לנסוע מהר מהאור בזמן הקרוב, שכן אלו הן אבני הבניין של תחום מדעי גדול יותר.

כונני עיוות מהירות קבועה

הגילוי שטכנולוגיית כונן עיוות נמצאת כבר בשלבי התכנון הטריים שלה היא פותחת עיניים. טכנולוגיה זו יכולה להיות מה שעוזר לבני אדם להתרחב לגלקסיות אחרות ומחוצה לה. לעת עתה, זה פותח את הדמיון וגורם לך לתהות כמה זמן עד שתראה נסיעות בין-כוכביות במסלולי הטיול של אנשים.

אתה יכול ללמוד על פרויקטים מרגשים אחרים בתחום התעופה והחלל כאן.