Paggalugad sa Kalawakan ng Gatas – Ang Mas Mabilis Pa sa Liwanag (FTL) ba ay Pangarap Lang?

Humigit-kumulang 299,792 km/s ang bilis ng liwanag sa vacuum. Ang halos 11 km/s ay tumutukoy sa mga paglipad na may sakay na tao gaya ng Apollo 10, kung ihahambing sa Daigdig, hindi sa pinakamabilis sa lahat ng sasakyang ginawa ng tao. Mas mabilis na rito ang ilang sondang walang sakay kung ihahambing sa Araw. Gayunman, wala pang napatunayang gumaganang teknolohiya para sa paglalakbay o komunikasyong mas mabilis kaysa liwanag (FTL).

Ang lawak ng kosmos at mga plano para sa pagpunta sa Mars ay nagtutulak ng pananaliksik sa mas mabilis na paglalakbay sa kalawakan. Isang teoretikal na preprint noong Nobyembre 2023 ang nagmungkahi ng posibleng matematikal na modelo para sa komunikasyong FTL. Hindi ito demonstrasyon ng isang pisikal na kagamitan o garantiya na maisasakatuparan ang teknolohiya.

Isang teoretikal na mungkahi para sa komunikasyong mas mabilis kaysa liwanag

Sa papel na “Hyperwave: Hyper-Fast Communication within General Relativity”, iminungkahi ni Lorenzo Pieri ang mga warp bubble na napakaliit ng radius para sa komunikasyon. Sa modelo, mga naunang inihandang tubong distribusyon ng negatibong enerhiya, na tinatawag na hypertube, ang magpapabilis at magpapabagal sa mga bubble sa itinakdang ruta.

Nakabatay ang mungkahi sa warp bubble na inilarawan ni Miguel Alcubierre noong 1994. Kumikipot ang espasyo sa harap nito at lumalawak sa likod. Sa matematika, maaari itong magbigay ng epektibong paggalaw na mas mabilis kaysa liwanag nang hindi lumalampas sa lokal na limitasyon ng bilis. Ngunit hindi patunay ng isang maisasagawang makina ang solusyon sa mga equation. Kailangan nito ng espesyal na distribusyon ng negatibong densidad ng enerhiya. Ang epektong Casimir ay may kaugnayan sa nasusukat na puwersang dulot ng mga quantum field; hindi ito kusang nagbibigay ng magagamit nang suplay ng enerhiya para sa warp drive.

Pinag-aaralan ni Pieri ang maliliit na bubble para sa impormasyon, hindi sa pagdadala ng sasakyang pangkalawakan. Pinabababa ng napakaliit na radius ang kabuuang negatibong enerhiyang kailangan sa modelo. Ayon sa may-akda:

“…ang kabuuang negatibong enerhiyang kailangan ay mas mababa kaysa enerhiya ng isang kidlat, higit sa 70 order of magnitude na mas mababa kaysa sa orihinal na Alcubierre drive.”

Sa modelo, maaaring baguhin ang pagbuga ng mga partikulong mataas ang enerhiya habang bumabagal ang mga bubble upang mag-encode ng impormasyon. Teoretikal pa rin ang posibilidad na ito ng komunikasyong FTL.

May mga pangunahing tanong sa pisika at malalaking hamong teknikal ang Hyperwave, kabilang ang:

• Paglikha at pagpapanatiling matatag ng mga warp bubble na napakaliit ng radius
• Pagbuo ng kinakailangang distribusyon ng negatibong densidad ng enerhiya
• Tumpak na pagkontrol sa paggalaw at pagbagal ng mga bubble

Nagbibigay ang papel ng kawili-wiling direksiyon sa pananaliksik, ngunit hindi nito ipinapakitang kayang likhain ang kinakailangang enerhiya o lutas na ang mga usapin ng sanhi at bunga at quantum gravity. Kung mapatunayang posible ang komunikasyong FTL, maaari itong magkaroon ng malawak na epekto sa pagpapadala ng impormasyon at paggalugad sa kalawakan.

Mga Misyon sa Mars

Kung maisasakatuparan ang komunikasyong FTL, maaaring mabago ng mas maikling pagkaantala ang mga operasyon sa Mars. Haka-haka pa lamang ang mga sumusunod na posibilidad:

1. Mas maikling pagkaantala ng komunikasyon: Umaabot nang humigit-kumulang 3–22 minuto ang signal sa bawat direksiyon sa pagitan ng Daigdig at Mars, depende sa layo. Maaaring mapahusay ng mas mabilis na komunikasyon ang koordinasyon at kaligtasan, ngunit hindi awtomatikong nangangahulugan ang FTL ng agarang pagpapadala.
2. Mas direktang pagkontrol sa misyon: Maaaring mapadali ng mas maikling pagkaantala ang pagkontrol sa rover at kagamitan, sa halip na kailangang iprograma nang maaga ang bawat pagbabago.
3. Mas mabilis na pagtugon sa emerhensiya: Makakatulong ang mas mabilis na palitan ng impormasyon sa mga di-inaasahang pangyayari at sa pagprotekta sa buhay at mahahalagang kagamitan.
4. Pagpapadala ng datos na siyentipiko: Maaaring bumilis ang pagsusuri at paglalathala kapag mas maikli ang paghihintay. Iba pa rin ang pagkaantala sa kapasidad ng pagpapadala o bandwidth.
5. Internet sa pagitan ng mga planeta: Maaaring mapahusay ng maaasahang mga network ang pagbabahagi ng datos at pagtutulungan ng Daigdig at Mars. Maaari ring gumamit ang ganitong internet ng karaniwang komunikasyong idinisenyo para sa mahahabang pagkaantala; hindi kailangan ang FTL upang mabuo ito.

Haka-haka pa lamang ang mga benepisyong ito hangga’t hindi napapatunayan ang pisikal na posibilidad ng FTL. Sa nakikitang hinaharap, gagamit pa rin ang mga misyon sa Mars ng komunikasyong sumusunod sa limitasyon ng bilis ng liwanag.

Mga konsepto para sa mabilis na paglalakbay sa kalawakan

Hindi pa alam kung magiging posible ang komunikasyon o transportasyong FTL, o alin ang mauuna kung sakali. Magkakaiba ang antas ng pag-unlad ng mga sumusunod na ideya. Ang layag na pinatatakbo ng liwanag at propulsiyong antimatter ay para sa bilis na mas mababa sa liwanag; ang warp bubble ay isang modelong haka-haka.

Mga layag na pinatatakbo ng liwanag: Ginagamit ng teknolohiyang ito ang momentum na inililipat ng mga photon sa malalaki at napakanipis na layag na sumasalamin sa liwanag. Kabilang sa mga advanced na konsepto ang layag na maaaring ilang kilometro ang lawak gamit ang ultranipis na materyal. Presyon ng liwanag ang nagbibigay ng tulak, hindi ang solar wind.

Malikhaing paglalarawan ng isang layag na pinatatakbo ng liwanag.

Kapag sumasalamin ang liwanag sa layag, inililipat nito ang momentum sa sasakyan at unti-unti itong pinabibilis. Hindi kailangan ng propellant para sa tulak na ito, kaya maaaring mabawasan ang bigat at pangangailangan sa muling pagkarga. Kailangan pa rin ng sasakyan ang enerhiya at mga sistema ng pagkontrol at komunikasyon.

Naipakita na ang paggana ng mga layag na pinatatakbo ng araw. Pinag-aaralan pa ang mas advanced na mga layag, kabilang ang pinapatulak ng malalakas na laser, para sa paglalakbay sa mga bituin nang mas mabagal sa liwanag.

Mga warp bubble: Inilalarawan ng mga modelong ito mula sa pangkalahatang relatibidad ang pagbaluktot ng espasyo-panahon: sumisikip ang espasyo sa harap at lumalawak sa likod, habang lokal na patag ang loob ng bubble. Hindi pinatutunayan ng epektibong paggalaw na mas mabilis kaysa liwanag sa mga equation na makagagawa ng kagamitan o na malulutas ang problema sa sanhi at bunga.

Malikhaing paglalarawan ng sasakyan sa isang hipotetikal na warp bubble.

Pangunahing suliranin pa rin ang paglikha at pagkontrol sa kinakailangang distribusyon ng enerhiya. Ang negatibong densidad ng enerhiya sa mga quantum system ay hindi basta isang di-pa-natutuklasang kemikal. Hindi pa naipapakitang maisasaayos ito sa dami at hugis na kailangan para sa gumaganang warp bubble.

Propulsiyong antimatter: Sa anihilasyon ng matter at antimatter, nagiging enerhiya at mga partikulo ang masa. Gagamitin ng isang hipotetikal na makina ang mataas na densidad ng enerhiyang ito upang lumikha ng kontroladong tulak. Maaari nitong maabot ang malaking bahagi ng bilis ng liwanag, ngunit hindi nito mapalalampas sa liwanag ang isang sasakyang may masa.

Malikhaing paglalarawan ng isang hipotetikal na makinang antimatter.

Maaaring paikliin ng konseptong ito ang paglalakbay sa sistemang solar at makatulong sa paglalakbay sa mga bituin. Gayunman, napakahirap at napakamahal gumawa, mag-imbak, at humawak ng antimatter sa daming kapaki-pakinabang.

Wala pang praktikal na makinang mahusay na gumagamit ng anihilasyon ng matter at antimatter para sa ganitong paglalakbay. Pangmatagalang pananaliksik pa ito para sa mabilis na paglalakbay na mas mabagal pa rin kaysa liwanag.

Mga kumpanya sa abyasyon at kalawakan

Nangangailangan ang pag-unlad ng teknolohiya sa kalawakan ng ambag mula sa mga pampublikong institusyon at pribadong kumpanya. Mga halimbawa sa sektor ang mga sumusunod; hindi patunay ang pagbanggit sa kanila na bumubuo sila o magtatagumpay sila sa FTL.

*Mga makasaysayang tala mula sa artikulo noong 2023 ang mga numero sa talahanayan, hindi kasalukuyang presyo o beripikadong pagtataya. Ang negatibong P/E gaya ng sa Boeing ay hindi makabuluhang sukatan ng pagpapahalagang batay sa kita.*

Mga kumpanyang nakalista sa pamilihan ng sapi

1. Boeing Company

BA Tsart ng Presyo

Gumagawa ang Boeing ng mga komersyal na eroplano at mga sistema para sa depensa, kalawakan, at seguridad. Ayon sa artikulo noong 2023, humigit-kumulang US$158 bilyon ang halaga nito sa pamilihan. Kabilang sa mga produkto at serbisyo nito ang mga eroplanong sibilyan at militar, satelayt, sandata, elektronikong sistema, depensa, sistema ng paglulunsad, teknolohiya ng impormasyon at komunikasyon, at logistikang nakabatay sa pagganap at pagsasanay.

2. Honeywell International Inc.

HON Tsart ng Presyo

Aktibo rin ang Honeywell sa abyasyon at kalawakan. Itinala ng artikulo noong 2023 ang humigit-kumulang US$135 bilyong halaga nito sa pamilihan. Kabilang sa portpolyo nito noon ang mga produkto at serbisyo sa abyasyon at kalawakan, teknolohiya ng pagkontrol para sa gusali, tahanan at industriya, at mga materyal at teknolohiyang mataas ang pagganap.

3. RTX Corporation

Naging RTX Corporation ang pangalan ng Raytheon Technologies noong Hulyo 2023. Humigit-kumulang US$116 bilyon ang halagang iniulat ng artikulo. Nagbibigay ang grupo ng mga sistema sa abyasyon at depensa para sa komersyal, militar, at pamahalaang kliyente, kabilang ang makina ng eroplano, avionics, estruktura ng eroplano, seguridad sa kompyuter, misil, depensa sa himpapawid, at mga sistemang walang sakay.

Mga kumpanyang hindi pa nakalista sa pamilihan noong 2023

SpaceX: Itinatag ni Elon Musk noong 2002 ang Space Exploration Technologies Corp. Hindi pa ito nakalista sa pamilihan nang mailathala ang artikulo noong 2023. Ang kasalukuyang widget ng presyo (SPCX ) ay nauugnay sa sumunod na paglilista noong 2026. Layunin ng kumpanya na pababain ang gastos sa transportasyon sa kalawakan at suportahan ang mga misyon sa Mars. Binuo nito ang Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy, at Dragon; nakapagdala na ang Crew Dragon ng mga astronaut sa ISS. Noong 2023, ginagawa rin nito ang Starship para sa mga hinaharap na misyon sa ibang planeta at ang Starlink para sa internet sa pamamagitan ng satelayt.

Blue Origin: Itinatag ni Jeff Bezos noong 2000 ang kumpanya upang palawakin ang pagpunta sa kalawakan at suportahan ang hinaharap na milyun-milyong tao ang maaaring manirahan at magtrabaho roon. Sa konteksto ng 2023, nabuo na nito ang New Shepard para sa turismo sa suborbital na paglipad at ginagawa pa ang orbital na New Glenn. Bahagi rin ng plano nito ang Blue Moon na sasakyang panlapag sa Buwan.

Pangwakas na Kaisipan

Sinasalamin ng mga ideya para sa mas mabilis na komunikasyon at paglalakbay sa kalawakan ang pagkamausisa at ambisyon ng tao. Magkakaiba ang mga tanong sa agham at antas ng pag-unlad ng warp bubble, komunikasyong Hyperwave, at propulsiyong antimatter.

Kung mapatunayang posible sa pisika ang FTL, maaaring malaki ang epekto nito. Sa ngayon, haka-haka pa lamang ito. Patuloy na umuunlad ang praktikal na paggalugad sa kalawakan gamit ang mga teknolohiyang gumagana sa loob ng mga kilalang batas ng pisika.