Kenapa Drive Peningkatan yang Diilhamkan Pelan Marikh Elon Musk Tidak Dapat Bekerja

Bayangkan dunia di mana kisah-kisah fiksyen sains kegemaran anda adalah realiti: Pai teh mengukus di depan mata anda semasa anda mengepul ke angkasa menggunakan papan yang tidak boleh dipercayai dengan pistol portal terselip di dalam tali pinggang anda. Bunyi hebat, kan? Malangnya - dan maaf untuk merosakkan fantasi - yang terbaik untuk tidak terlalu teruja tentang alam semesta post-scarcity atau perjalanan hiperspeed. Kebanyakan alat yang kami telah biasa terbiasa melihat di skrin melanggar undang-undang fizikal alam semesta ini, yang bermaksud bahawa melainkan jika anda mempunyai akses kepada alam semesta lain (sila hubungi jika ya), anda perlu menyelesaikan sesuatu yang Newtonian.

Dalam usaha untuk mengatasi kekecewaan kami dengan realiti, kami bercakap dengan Marc Millis, bekas jurutera aeroangkasa di Pusat Penyelidikan Glenn NASA dan pengasas Yayasan Tau Zero, dan Dr. Adam Bruckner, seorang profesor Aeronautik dan Astronautik di Universiti Washington, kira-kira tiga alat fiksyen sains paling ikonik. Mereka menjelaskan dengan tepat mengapa alat-alat ini terpaksa tinggal di dalam kotak fiksyen. Ia adalah jumlah yang terlalu banyak tetapi juga sangat bermaklumat - dan itu sesuatu.

Pemanduan Kurang Daya Tahan Infinite

In Panduan Hitchhiker untuk Galaxy, kapal angkasa itu Hati emas - yang akan meminjamkan namanya ke kapal MissionX Mars Mission - menggunakan "Drive Peningkatan" untuk melangkau perjalanan melalui ruang hiperakan dengan "menggunakan kebarangkalian" untuk tiba di lokasi rawak di seluruh alam semesta. Ini bermakna bahawa jika anda membolehkan pemacu, ia akan membawa anda ke suatu tempat yang tidak dijangka setiap masa. Anda tidak tahu di mana anda akan berakhir. Ia membuat pengembaraan yang baik, tetapi ia tidak praktikal.

Secara pelik, terdapat asas asas saintifik bagi jenis peranti ini. Bear dengan saya, kerana yang agak sukar untuk dipahami: Menurut buku-buku, pemacu itu diilhamkan oleh fakta bahawa walaupun zarah sepatutnya muncul berhampiran nukleus atom, ada peluang kecil yang kecil bahawa zarah-zarah ini kadang-kadang akan ditemui jauh dari titik asal mereka. Para saintis yang membina Hati emas kemudian berteori bahawa konsep yang sama boleh digunakan untuk perjalanan angkasa, yang membolehkan tubuh melakukan perjalanan di antara lokasi tanpa melewati ruang intervensi. Oleh itu, drive improbability dilahirkan.

"Fizik kuantum sebenarnya menunjukkan bahawa zarah mungkin tidak tepat di mana seseorang mengharapkannya. Pada skala kecil fizik kuantum menggambarkan, ada sesuatu yang disebut 'fungsi taburan kebarangkalian' untuk lokasi zarah. Ia menunjukkan di mana zarah itu kemungkinan besar tetapi kawasan itu melebarkan jarak jauh, walaupun dengan kebarangkalian berkurangan, "jelas Millis.

Bruckner mengesahkan bahawa kebarangkalian menggunakan mana-mana sengaja akan sia-sia kerana "dengan kebarangkalian, tidak ada determinisme." Tetapi walaupun anda mahu untuk membina sebuah kapal angkasa yang menggunakan kebarangkalian sebagai sebahagian daripada sistem pengendaliannya, anda tidak akan mempunyai banyak nasib.

"Angkasa keseluruhan anda, yang makroskopik, mesti berkelakuan seperti zarah kuantum. Setiap atom tunggal dalam kapal angkasa ini terpaksa bertindak seperti setiap atom lain, "jelasnya. "Perkara makroskopik tidak boleh dilakukan untuk bertindak seperti satu atom atau satu elektron."

Bagi peluang manusia sedar akan cara untuk mengawal kebarangkalian? Kami belum bersedia untuk tahap kuasa itu, jadi jangan berfikir mengenainya.

"Jika kita boleh membuat satu cara untuk berada di mana-mana di mana-mana multiverse, apa yang akan membezakan kita daripada konsep Tuhan? Kami akan berada di mana-mana dan mengetahui segala-galanya, "kata Dr Bruckner.

Gun Portal

Pistol portal Rick Sanchez - yang dia gunakan untuk menembak lubang dalam kain ruang, membolehkan dirinya dan Morty memasuki alam semesta yang berbeza - melanggar undang-undang fizik dalam alam semesta ini, tetapi itu hanya setengah masalahnya. Selebihnya adalah bahawa tidak ada cara untuk mengetahui apakah alam semesta lain akan terikat oleh undang-undang fizikal yang sama seperti kita sendiri.

"Tidak ada cara untuk membuktikan bahawa semua alam semesta mematuhi semua undang-undang fizikal yang sama atau menggunakan mekanik kuantum," kata Dr. Bruckner. "Tidak ada yang mengatakan bahawa alam semesta lain tumbuh dari Big Bang."

Mengikut teori multiverse, sesetengah alam semesta di luar kita boleh sama, sementara yang lain mungkin sedikit berbeza. Mungkin sejarah mengambil jalan yang berbeza; mungkin anda dan saya tidak pernah dilahirkan. Idea ini pastinya mencerminkan bagaimana alam semesta alternatif dirawat Rick dan Morty - hanya menonton episod "Tutup Rick-Counters dari Rick Kind." Namun, itu hanya satu-satunya perkara tentang pistol portal yang sepadan dengan teori saintifik yang diketahui.

"Perkara yang paling dekat dengan fizik untuk" portal "adalah lubang cacing," kata Millis. Para saintis membuat spekulasi bahawa lubang cacing adalah sambungan di antara rantau ruang yang luas, tetapi konsepnya masih hipotesis; mereka belum diperhatikan di angkasa lepas. Jika lubang cacing buat memberikan jalan pintas antara lokasi di alam semesta, maka wajar untuk membuat spekulasi bahawa seorang super genius seperti Rick akan mencari jalan untuk memanfaatkan kuasa ini untuk mengangkutnya ke dunia lain. Namun, Rick perlu mempunyai matlamat yang besar, kerana seperti yang dijelaskan Millis, kekeliruan umum dengan istilah "pelbagai dimensi" adalah bahawa ia secara naif dianggap sebagai beberapa set ruang 3D yang biasa. Dimensi berganda juga boleh bermakna bahawa ruang mempunyai ciri-ciri lain. "Mereka mungkin tidak semuanya menjadi tiga dimensi - walaupun masa mungkin beroperasi secara berbeza.

Tahun lepas, para saintis di CERN's Large Hardron Collider membuat spekulasi bahawa mungkin graviti untuk "bocor" ke dalam dimensi tambahan melalui lubang hitam kecil, yang mereka cuba untuk mengesan menggunakan LHC. Itu bermakna ia akan mengambil penjana zarah besar-besaran yang beroperasi pada trilion voltan elektrik untuk menghasilkan lubang hitam mini. Peranti yang dipegang tangan yang boleh melakukan perkara yang sama adalah di luar persoalan … buat masa sekarang.

Replikator

Federation of Planets United menemui cara untuk menghapuskan kelaparan dari planet di bawah sayap baiknya, terima kasih pada besarnya kepada replikator, alat yang menyusun semula zarah ke dalam molekul dan molekul ke objek. Ini adalah teknologi yang boleh dibayangkan, kerana persamaan E = mc2 terkenal Einstein terbukti, materi adalah satu bentuk tenaga yang lain, yang akan membolehkan benda-benda dengan massa diciptakan daripada tenaga tersebut. Para saintis mengatakan ini bukan idea yang benar-benar gila dan terdapat dua kaedah yang berpotensi untuk menjadikan replikator sebagai realiti.

Para saintis yang bekerja dengan Forum Strategi Eropah untuk Infrastruktur Penyelidikan sedang membina ELI, atau Infrastruktur Cahaya Extreme.ELI, sebuah laser berkuasa tinggi yang sangat kuat, jika anda menembak salah satu rasuknya ke ruang kosong yang disebut (ingat, mekanik kuantum menyatakan tidak ada ruang yang kosong kerana zarah-zarah super kecil terapung di sekeliling kita secara harfiah), ia akan menghentikan zarah-zarah dari bertabrakan dan memusnahkan antara satu sama lain. Apa yang perlu dilakukan dengan membuat teh menjadi terasa daripada udara yang nipis? Sekiranya zarah-zarah tidak dibinasakan, ia berakhir dengan jisim dalam apa yang pernah menjadi rantau kosong. Jadi itu bukan makanan agak namun, ia masih mencipta objek di mana tidak ada objek sebelum ini.

Dalam eksperimen yang jauh lebih praktikal dan lebih mudah, para saintis di NASA sedang mengendalikan pencetak 3D yang boleh menghasilkan makanan. Matlamat mereka adalah menyediakan angkasawan dengan alat yang dapat menghasilkan rezeki bagi mereka semasa pelayaran yang panjang. Pada tahun 2013, versi peranti menghasilkan pizza dalam masa dua belas minit.

Peranti sedemikian mungkin memberi kita manusia satu langkah lebih dekat dengan fantasi Gene Roddenberry tentang masa depan Utopian: Jika pencetak itu menjadi semakin banyak digunakan oleh orang ramai, ia dapat menghapuskan kebuluran, memberikan kelegaan dari kekurangan makanan, dan memberi masyarakat miskin makanan dan sumber air mereka amat memerlukannya.

Tambahan pula, ia akan memberikan saya satu lagi sebab untuk membanggakan betapa penting dan berpengaruh Star Trek ternyata, yang sudah tentu, perkara yang paling penting di sini.