Hvad videnskabelige eksperimenter vil åbne døren for os i fremtiden?

ALPHA Samarbejde har foretaget den mest præcise eksperiment af dem alle på måling af adfærd neutral antistof i tyngdefeltet. Afhængigt af de resultater, der kan åbne døre til utrolige nye teknologier. En sci-Fi-teknologi til en lang tid (eller altid) vil forblive inden for litteratur, hvis der kun fysik vil ikke ændre sig. Men mange eksperimenter, kan de test, der også?

Drømmen om øjeblikkelig kommunikation, interstellare rumskibe og evnen til at rejse i tid – fortærskede klicheer af science fiction. På mange måder udgør de det største håb for menneskeheden, og stadig er afhængige af teknologier, der går ud over, hvad der er kendt på nuværende tidspunkt. Men, løbende gennemført og udviklet nye eksperimenter. Hvis vi er heldige, kan vi finde på længere sigt? Ethan Siegel fra Medium.com at besvare følgende spørgsmål:

"hvis vi er heldige, hvad den videnskabelige eksperimenter, som vil blive gennemført i de næste par årtier, kan give os sci-Fi?".

Der er flere fantastiske muligheder, der kan ruske op i vores virkelighed ved udgangen af det 21. århundrede.

Nogen raket, der nogensinde er skabt, kræver brændstof. Men hvis vi sætter motoren på mørkt stof, nye brændstof vil kunne findes ved hvert skridt der fører gennem galaxy

Mørkt stof kan være en uudtømmelig kilde af brændstof, som vi ikke behøver at bære. En af de største mysterier videnskab er, i virkeligheden, naturen af det mørke stof. Vi ved, at det eksisterer via den indirekte observationer, og vi ved, at en masse af det. Hvis du tilføje op alle de almindelige stof i et stort galaxy, viser det sig, at mørkt stof er fem gange mere. Og det vil næsten helt sikkert til at bestå af partikler med nogle fælles egenskaber:

• de har en masse
• de har ingen el eller farve gebyr
• de interagerer med tyngdekraften
• de må, på et eller andet niveau, at over for hinanden og/eller med almindeligt stof

Af Einsteins berømte formel E = mc² vi fundet ud af, at mørkt stof, der indeholder en enorm mængde energi, der er fem gange mere end i hele det normale stof i mængden. Hvis universet er godt for os, at vi kunne prøve at hente det.

massedistribution af klynger Abell 370, rekonstrueret ved hjælp af gravitationslinseeffekt, der viser to store, diffuse halo masse, der svarer til det mørke stof i de to fusionerende klynger. I nærheden af og inden for enhver ophobning af normale stoffer, der er fem gange mere mørkt stof

I mange eksperimenter, en søgning efter kollisioner af mørkt stof med almindeligt stof og med sig selv. Generelt er der to typer af partikler: fermions (med halv-heltal spin) og bosoner (med heltal spin). Hvis mørkt stof er en boson, hvilket betyder, at det er sandsynligt, sin egen antiparticle, hvilket betyder, at hvis du tager to partikler af mørkt stof og tvinge dem til at interagere med hinanden, de er gensidigt tilintetgjort. Og hvis de bliver ødelagt, du vil producere ren energi. Med andre ord, det er en gratis, ubegrænset energikilde, som er til rådighed overalt og masser. Og du behøver ikke engang at tage med dig, hvis du beslutter dig for at på tværs af Universet. Så når du hører om eksperimenter for at søge efter mørkt stof, ubegrænset, gratis energi er vores ultimative, ønskede mål.

illustration af et warp felt fra star Trek, hvilket reducerer den plads foran ham strækker sig en plads for sig selv

Antistof kan have negativ masse, hvilket betyder, at det kan være nøglen til warp-motor. Hvis du ønsker at rejse til stjernerne, konventionelle energikilder og brændsler vil tage dig kun fra et hegn, og til en middag. Eller vil de bevæge sig hurtigere end lysets hastighed. Den nærmeste stjerne som Solen med potentielt beboelige verdener, Tau Ceti er omkring 12 lysår fra os. Det er, bare den ene tur frem og tilbage vil tage mindst halvdelen af mit liv. Men hvis vi kunne komprimere plads foran ham, rejser gennem det interstellare rum, samtidig med at udvide det bag, kunne vi komme der meget hurtigere. Denne idé kom til at tænke på astrofysik Miguel Warp i 1994, der senere udstedes hende ved kanonerne af streng videnskab.

Kun her for løsning Warp behov for negativ masse

For at opnå den rette konfiguration af rum-tid, der kræves for acceleration warp, skal du opfylde to betingelser: en enorm mængde energi, og at der findes negativ masse. Denne negative masse, der kun er kendt på papir, der er nødvendige for den rette krumning af rum-tid, og derfor for en kæde bevægelse. Men vi har aldrig målt massen af antistof partikler; de falder "ned" eller "op" i et tyngdefelt, er stadig ukendt. Zernovski eksperiment ALPHA i øjeblikket foranstaltninger, som de gravitationelle effekter af antistof og sin adfærd i et tyngdefelt. Hvis svaret er falder i et tyngdefelt, vil vi blot at få en negativ masse og opbygge et warp-motor.

Af Virtual IronBird giver dig mulighed for at skabe kunstig tyngdekraft, men kræver en masse energi og gør det muligt at give specifikke centripetalkraft. Ægte kunstig tyngdekraft ville kræve negativ masse

Negativ masse ogsåtillad os at skabe kunstig tyngdekraft. det samme muligheden for eksistensen af negativ masse i Universet, der ville give os mulighed for at skabe et kunstigt tyngdefelt. Eksistensen af positive og negative ladninger i elektromagnetisme giver os mulighed for at skabe guides, til at manipulere de elektriske felter, og at screene disse elektriske felter. Tyngdekraften, så vidt vi er bekendt, har kun én type afgift: positiv masse. Eksistensen af negative masse vil give os mulighed for at skabe et ægte miljø i nul tyngdekraft og give os en mulighed for at skabe et kunstigt tyngdefelt af enhver størrelsesorden mellem de to systemer af positiv og negativ masse.

Tanken om at rejse i tiden Popper op konstant i science fiction. Men hvis Universet er lukket, tid-ligesom kurver det er ikke blot mulig, men uundgåelig

Roterende univers ville give os mulighed for at gå tilbage i tiden. denne gang rejser er ikke bare mulige, men uundgåelige, i fremadgående retning. Da rum og tid er Forenet af stof af rum-tid, vil kræve en betydelig ruske op i fysik kendt for os, for at tvinge tid til at bevæge sig i den modsatte retning. I rum tilbage til sin oprindelige position er ganske simpelt: Jorden i sig selv gør det, hvornår den revolution omkring Solen, men der er en betydelig afstand fremad i tid, dvs tiden går, for ca et år. "Et lukket rum-som curve" for at gøre let. Men for at vende tilbage til udgangspunktet i gang, vil du har brug for noget usædvanligt: "lukket tid-som curve" — dette er en funktion, som i vores ekspanderende, fyldt med noget i Universet, er ikke. Medmindre universet kredser.

I et Univers, der roterer, er der en præcis løsning, hvor tætheden af stof og kosmologisk konstant (aka mørk energi), der har visse værdier, og at universet må have lukket tid-som kurver. Hidtil har vi kun begrænset den samlede globale rotation af Universet, men du behøver ikke udelukke det helt. Hvis universet vil rotere ved en bestemt hastighed, som er afbalanceret af en given tæthed af stof og kosmologisk konstant, vil det være absolut muligt at gå tilbage i tiden og vende tilbage til præcis det sted, hvorfra du startede, ikke blot i rummet, men i rum-tid. Stor-skala struktur undersøgelse af dybe rum, som vil give bemærkninger observatorier WFIRST eller LSST kan registrere denne rotation, hvis nogen.

Konceptuelt billede af en satellit - NASA WFIRST, som vil gå ind i rummet i 2024, og vil give os de mest præcise målinger af mørk energi, og vil også gøre andre opdagelser

Der er mere eksotiske muligheder end videnskab – teleportation af fysiske objekter, øjeblikkelige bevægelse mellem åbne steder (ormehuller) eller kommunikation hurtigere end lysets hastighed — men dette ville kræve en langt mere kompleks danse med en tamburin end at foretage et simpelt eksperiment med to mulige udfald. Men, vi fortsætter med at se til. Videnskab er ikke en historie med en afslutning. Dette er en løbende detektivhistorie, hvor hver åbning, hvert datapunkt og hvert eksperiment uundgåeligt føre til en dybere spørgsmål i fremtiden. Hele denne rejse, er det vigtigt at holde et åbent sind.