การขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์

การขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์ (อังกฤษ : Alcubierre drive) หรือ อัลคับเบียร์เมตริก (Alcubierre metric) (หมายถึง ) เป็นแนวความคิดที่อยู่บนพื้นฐานการพิจารณาการแก้ปัญหาของ (Einstein's field equations) ในสัมพัทธภาพทั่วไปตามที่เสนอโดยนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวเม็กซิกันชื่อ (Miguel Alcubierre), โดยที่ยานอวกาศสามารถบรรลุการเดินทางที่เร็วกว่าแสงได้ถ้ามวลที่มีค่าเป็นลบมีอยู่จริง แทนที่จะใช้การเคลื่อนที่เกินกว่าความเร็วของแสงภายในตำแหน่งที่ตั้งของกรอบอ้างอิงของมันเอง, ยานอวกาศจะตัดข้ามผ่านระยะทางโดยหดพื้นที่ด้านหน้าของมันและขยายพื้นที่ที่อยู่เบื้องหลังทำให้เกิดการเดินทางที่เร็วกว่าแสงอย่างมีประสิทธิภาพ

การสร้างภาพสองมิติของการขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์ (Alcubierre drive) แสดงบริเวณที่เป็นปฏิปักษ์กันของการขยายและหดตัวของกาล-อวกาศซึ่งพยายามจะเข้าแทนที่บริเวณตรงส่วนกลาง

วัตถุไม่สามารถเร่งอัตราเร็วได้เท่ากับอัตราเร็วของแสงภายในกาล-อวกาศปกติได้; ดังนั้น การเคลื่อนที่แบบอัลคับเบียร์จึงใช้วิธีการขยับเลื่อนพื้นที่รอบ ๆ วัตถุเพื่อให้วัตถุสามารถเคลื่อนที่มาถึงจุดหมายปลายทางได้ด้วยอัตราการเคลื่อนที่ที่เร็วกว่าแสงเมื่อเทียบกับสภาพพื้นที่ที่ปกติได้แทน แม้ว่าเมตริกที่เสนอโดยอัลคับเบียร์ จะถูกต้องในทางคณิตศาสตร์ในการที่จะมีความสอดคล้องกับสมการสนามของไอน์สไตน์, แต่ก็อาจจะไม่มีความหมายทางกายภาพหรือแสดงให้เห็นได้ว่าการขับเคลื่อนดังกล่าวจะสามารถทำให้เกิดขึ้นได้ การนำเสนอกลไกของการขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์ หมายถึงที่มีค่าเชิงลบและดังนั้นจึงต้องมีการใช้ (exotic matter), ดังนั้นถ้าสสารประหลาดที่มีคุณสมบัติที่ถูกต้องไม่มีอยู่จริงแล้วก็ไม่สามารถที่จะสร้างการขับเคลื่อนแบบนี้ขึ้นมาได้ อย่างไรก็ตาม, จากการเฝ้าติดตามอย่างใกล้ชิดจากเอกสารงานวิจัยฉบับดั้งเดิมของเขา ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ (จากข้อโต้แย้งที่พัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์ที่ได้มีการวิเคราะห์ทฤษฎีเกี่ยวกับรูหนอนทะลุได้) ว่า สูญญากาศแคสสิเมียร์ (Casimir vacuum) ระหว่างแผ่นเพลทคู่ขนานสองแผ่น สามารถตอบสนองต่อความต้องการพลังงานที่มีค่าเป็นลบสำหรับการขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์ได้จริงหรือไม่ อีกเรื่องที่เป็นไปได้คือว่า แม้ว่าอัลคับเบียร์เมตริกจะมีความสอดคล้องกับสัมพัทธภาพทั่วไป, แต่สัมพัทธภาพทั่วไปก็ไม่ได้รวมเอากลศาสตร์ควอนตัมเข้าไว้ด้วย, และนักฟิสิกส์บางคนยังได้นำเสนอข้อโต้แย้งที่จะแสดงให้เห็นว่า ทฤษฎีโน้มถ่วงเชิงควอนตัมซึ่งรวมเอาสองทฤษฎีเข้าไว้ด้วยกันจะกำจัดการแก้ปัญหาที่อยู่ในสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งจะอนุญาตให้มีการเดินทางข้ามเวลาย้อนกลับไปในอดีตได้ (ดู (chronology protection conjecture)) ซึ่งการขับเคลื่อนแบบอัลคับเบียร์ก็เป็นหนึ่งในการแก้ปัญหานั้น

ประวัติ

ในปี 1994, นักฟิสิกส์ชื่อ อัลคับเบียร์ (Alcubierre) เสนอวิธีการสำหรับการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของพื้นที่ หรือ ปริภูมิโดยการสร้างคลื่นที่จะเป็นเหตุทำให้โครงสร้างของพื้นที่ หรือ ปริภูมิข้างหน้าของยานอวกาศจะเกิดการหดตัวและพื้นที่ หรือ ปริภูมิที่อยู่เบื้องหลังของยานจะเกิดการขยายตัว ยานก็จะเกาะหรือขี่คลื่นชนิดนี้อยู่ภายในขอบเขตอาณาบริเวณของพื้นที่หรือปริภูมิที่มีลักษณะแบนราบ, ที่เรียกว่าฟองวาร์ป (warp bubble), และจะไม่เกิดการเคลื่อนที่ออกไปจากภายในอาณาบริเวณของฟองนี้ แต่จะถูกนำพาให้เกิดการเคลื่อนที่ไปตามอาณาบริเวณพื้นที่หรือปริภูมิของรอบ ๆ ตัวยานเองเพราะการกระทำของตัวขับเคลื่อนหรือไดรฟ์ชนิดนี้ คิดว่าน่าจะใช้พลังงานที่มีค่าเชิงลบมากจนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์อย่าง (Harold Sonny White) ได้กล่าวว่า ปริมาณพลังงานที่ต้องการใช้จะลดลงหากมีการเปลี่ยนจากฟองวาร์ปเป็นวงแหวนวาร์ป (warp ring)

ดูเพิ่ม

• (for more on the sense in which the Alcubierre spacetime is a solution)

หมายเหตุ

1. Krasnikov, S. (2003). "The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts". . 67 (10): 104013. :gr-qc/0207057. Bibcode:2003PhRvD..67j4013K. doi:10.1103/PhysRevD.67.104013. S2CID 17498199.
2. Alcubierre, Miguel (1994). "The warp drive: hyper-fast travel within general relativity". . 11 (5): L73–L77. :gr-qc/0009013. Bibcode:1994CQGra..11L..73A. doi:10.1088/0264-9381/11/5/001. S2CID 4797900.
3. Thorne, Kip; Michael Morris; Ulvi Yurtsever (1988). "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition" (PDF). . 61 (13): 1446–1449. Bibcode:1988PhRvL..61.1446M. doi:10.1103/PhysRevLett.61.1446. PMID 10038800. เก็บ (PDF)จากแหล่งเดิมเมื่อ 23 February 2011.
4. Cramer, John G. (15 April 1996). "The Alcubierre Warp Drive". จากแหล่งเดิมเมื่อ 21 September 2012. Alcubierre, following the lead of wormhole theorists, argues that quantum field theory permits the existence of regions of negative energy density under special circumstances, and cites the Casimir effect as an example.
5. "Roundup" (PDF). Lyndon B. Johnson Space Center. July 2012. สืบค้นเมื่อ 1 October 2013.
6. Dr. Harold "Sonny" White (30 September 2011). "Warp Field Mechanics 101" (PDF). NASA Johnson Space Center. สืบค้นเมื่อ 28 January 2013.

อ้างอิง

• Lobo, Francisco S. N.; & Visser, Matt (2004). "Fundamental limitations on 'warp drive' spacetimes". . 21 (24): 5871–5892. :gr-qc/0406083. Bibcode:2004CQGra..21.5871L. doi:10.1088/0264-9381/21/24/011.{{}}: CS1 maint: multiple names: authors list ()
• Hiscock, William A. (1997). "Quantum effects in the Alcubierre warp drive spacetime". . 14 (11): L183–L188. :gr-qc/9707024. Bibcode:1997CQGra..14L.183H. doi:10.1088/0264-9381/14/11/002.
• Berry, Adrian (1999). The Giant Leap: Mankind Heads for the Stars. Headline. ISBN . Apparently a popular book by a science writer, on space travel in general.
• Taylor, T. S.; Powell, T. C. (20–23 July 2003). "Current Status of Metric Engineering with Implications for the Warp Drive". 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. Huntsville, Alabama. doi:10.2514/6.2003-4991. ISBN . AIAA-2003-4991.
• Puthoff, H. E. (March 1996). "SETI, the Velocity‐of‐Light Limitation, and the Alcubierre Warp Drive: An Integrating Overview" (PDF). Physics Essays. 9 (1): 156–158. Bibcode:1996PhyEs...9..156P. doi:10.4006/1.3029218.
• Amoroso, Richard L. (2011) Orbiting the Moons of Pluto: Complex Solutions to the Einstein, Maxwell, Schrodinger & Dirac Equations, New Jersey: World Scientific Publishers; , see Chap. 15, pp. 349–391, Holographic wormhole drive: Philosophical breakthrough in faster than light "Warp Drive" technology. (Amoroso claims to have solved problems of the Alcubierre metric such as need for large negative mass energy.)