Standard in fast jeder Star Trek-Episode sind Warp-Laufwerke und Tarngeräte. Während der Warp-Antrieb nicht in Kürze verfügbar sein wird, erhalten Wissenschaftler ein besseres Verständnis dafür, wie möglicherweise eine Geschwindigkeit erreicht werden kann, die schneller als Licht ist. Und was Tarngeräte betrifft, schauen Sie jetzt nicht hin, aber Forscher haben kürzlich dreidimensionale Objekte mit speziell entwickelten Materialien getarnt, die das Licht um Objekte herum lenken.
Bisher konnten Wissenschaftler der University of California in Berkley nur sehr dünne, zweidimensionale Objekte verhüllen. Jetzt haben Wissenschaftler mithilfe von Metamaterialien, bei denen es sich um Gemische aus Metall- und Leiterplattenmaterialien wie Keramik, Teflon oder Faserverbundwerkstoffen handelt, Lichtwellen um ein Objekt herum abgelenkt, wie Wasser, das in einem Strom um ein glattes Gestein fließt. Objekte sind sichtbar, weil sie das Licht, das auf sie trifft, streuen und einen Teil davon zurück zum Auge reflektieren. Aber die Metamaterialien würden Licht, Radar oder andere Wellen abwehren. In der Tat wäre es eine Art optische Tarnung.
Die von Xiang Zhang geleitete Forschungsgruppe sagt, sie sei der Möglichkeit, Menschen und Objekte unsichtbar zu machen, einen Schritt näher gekommen. Ihre Ergebnisse werden später in dieser Woche in den Zeitschriften Nature and Science veröffentlicht.
Ein weiterer Wissenschaftler und einer der führenden Forscher in der Tarnforschung ist John Pendry, ein theoretischer Physiker am Imperial College in London. Er war es, der zuerst herausfand, wie ein Umhang theoretisch gebaut werden kann, und dann half er beim Bau des ersten Arbeitsumhangs. Pendry hat kürzlich eine Zusammenfassung eingereicht, in der erörtert wird, was seiner Meinung nach eine neue Art von Umhang ist, die allen getarnten Objekten das Aussehen eines flachen leitenden Blattes verleiht. Laut Pendry hat diese Art von Umhang den Vorteil, dass nichts Bemerkenswertes erforderlich ist, um den Umhang herzustellen. Pendry sagte, das Gerät könne „isotrop gemacht werden. Dadurch kommt die Breitbandverkleidung der optischen Frequenzen einen Schritt näher. “ Diese Art von Umhang erzeugt scheinbar ein Trugbild, um ein Objekt für das Auge unsichtbar zu machen. Laut Pendrys eigener Website werden Informationen zu seinem neuen Umhang bald verfügbar sein.
Während Tarnvorrichtungen militärische Anwendungen haben würden, sagt eine Gruppe von Wissenschaftlern, die Warp-Antriebe erforschen, dass sie nur die Möglichkeit haben wollen, zu erdähnlichen Exoplaneten wie Gliese 581c zu reisen, um den Ursprung und die Entwicklung des Lebens besser zu verstehen. "Die einzige Möglichkeit, diese Welten in Zeitrahmen in der Größenordnung einer menschlichen Lebensspanne realistisch zu besuchen, wäre die Entwicklung eines sogenannten" Warp-Antriebs "", so die Forscher Gerald Cleaver und Richard Obousy von der Baylor University in Texas.
Ihre Arbeit erweitert die Forschung des theoretischen Physikers Michael Alcubierre von der Universität von Mexiko, der 1994 demonstrierte, dass sich der Raum um ein Raumschiff bewegen kann, indem der Raum "gedehnt" wird, so dass sich der Raum selbst hinter einem hypothetischen Raumschiff ausdehnt, während er sich vor ihm zusammenzieht des Handwerks, die Wirkung der Bewegung zu schaffen. Das Schiff selbst bewegt sich also nicht, sondern der Raum bewegt sich um es herum.
Ihre neue Forschung versucht, Fortschritte beim Verständnis der Dunklen Energie zu nutzen und herauszufinden, warum sich unser Universum in alle Richtungen ständig ausdehnt. Wenn wir das verstehen, können wir eine asymmetrische Blase um ein Raumschiff erzeugen. "Wenn wir verstehen können, warum sich die Raumzeit bereits ausdehnt, können wir dieses Wissen möglicherweise nutzen, um künstlich eine Ausdehnung (und Kontraktion) der Raumzeit zu erzeugen", so Cleaver und Obousy in ihrer Zusammenfassung.
Sie schlagen vor, die 11. Dimension zu manipulieren, einen speziellen theoretischen Teil eines Ablegers der Stringtheorie, der „M-Theorie“, um eine Blase dunkler Energie zu erzeugen, indem die 11. Dimension vor dem Schiff verkleinert und dahinter erweitert wird.
Dies ist natürlich sehr theoretisch, aber wenn es die Forscher zu einem besseren Verständnis der Dunklen Energie führt, umso besser.
Es gibt jedoch ein Problem. Cleaver und Obousy berechneten, dass die Energie, die benötigt wird, um den Raum um ein Objekt in Raumfahrzeuggröße zu verzerren, etwa 10 ^ 45 Joule oder die Gesamtenergie eines Objekts von der Größe des Jupiters beträgt, wenn seine gesamte Masse in Energie umgewandelt würde.
Dies schafft ein Rätsel zwischen Huhn und Ei. Was steht an erster Stelle: Dunkle Energie verstehen oder die Fähigkeit haben, große Mengen an Energie zu erzeugen?
Aber Cleaver und Obousy sind optimistisch. „Dies ist eine hypothetische Antriebsvorrichtung, die theoretisch die traditionellen Einschränkungen der speziellen Relativitätstheorie umgehen könnte, die Raumfahrzeuge auf Geschwindigkeiten bei Unterlicht beschränkt. Jeder Durchbruch auf diesem Gebiet würde die Weltraumforschung revolutionieren und die Tür für interstellare Reisen öffnen. “
Nachrichtenquellen: ArXiv (Warp-Laufwerk), ArXiv (Tarnung), ArXiv-Blog, AP
