Hva vitenskapelige eksperimenter vil åpne døren for oss i fremtiden?

ALPHA-Samarbeidet har gjennomført den mest presise eksperiment av alle på måling av atferd av nøytral antimaterie i gravity field. Avhengig av resultatene, og det kan åpne dører til utrolige nye teknologier. En sci-Fi-teknologi for lang tid (eller alltid) vil forbli i feltet for litteratur, hvis bare fysikk vil ikke endre. Men mange eksperimenter kan teste at også?

Den Drømmen øyeblikkelig kommunikasjon, interstellare romskip og evnen til å reise i tid – forslitte klisjeer av science fiction. På mange måter representerer de største håp for menneskeheten, og fremdeles stole på teknologier som går utover det som er kjent i dag. Imidlertid stadig gjennomført og utviklet nye eksperimenter. Hvis vi er heldige, kan vi finne utover horisonten? Ethan Siegel fra Medium.com svare på følgende spørsmål:

"dersom vi er heldige, det vitenskapelige eksperimenter som vil bli gjennomført på den neste tiårene, kan gi oss med sci-Fi?".

Det er flere fantastiske muligheter som kan riste opp vår virkelighet ved slutten av det 21. århundre.

Noen rakett som noensinne er laget, krever drivstoff. Men hvis vi setter motoren på mørk materie, det nye drivstoffet kan bli funnet på hvert trinn fører gjennom galaksen

Mørk materie kan være en ubegrenset kilde til drivstoff, som vi ikke trenger å bære. En av de største mysteriene i vitenskap er, faktisk, arten av mørk materie. Vi vet at det eksisterer gjennom indirekte observasjoner, og vi vet at mye av det. Hvis du legger sammen alle de vanlig materie i et stort galaxy, viser det seg at mørk materie er fem ganger mer. Og det vil nesten helt sikkert består av partikler med noen felles egenskaper:

• de har en masse
• de har ikke noe elektrisk eller farge lade
• for de samhandler med tyngdekraften
• de må, på noen nivå, til å møte hverandre og/eller med vanlig materie

Den berømte formel av Einsteins E = mc² vi funnet ut at mørk materie inneholder en enorm mengde energi, fem ganger mer enn i hele vanlig materie i mengden. Hvis universet er bra for oss, vi kunne prøve å hente den.

massedistribusjon av klynger ,Abell 370, rekonstruert ved hjelp av gravitasjonsfelt lensing, viser to store, diffus halo masse tilsvarende til mørk materie av de to sammenslåing klynger. Nærheten og innen alle ansamlinger av normal stoffer det er fem ganger mer mørk materie

I mange eksperimenter, et søk for kollisjoner av mørk materie med vanlig materie og med seg selv. Generelt er det to typer partikler: fermions (med halv-heltall spinn) og bosoner (med heltall spinn). Om mørk materie er en bosonet, som betyr at det er sannsynlig sin egen antiparticle, som betyr at hvis du tar to mørk materie-partikler og tvinge dem til å samhandle med hverandre, de er gjensidig tilintetgjort. Og hvis de blir ødelagt, vil du produsere ren energi. Med andre ord, det er en gratis, ubegrenset kilde av energi som er tilgjengelig overalt og masse. Og du trenger ikke engang å ta med deg hvis du bestemmer deg for å krysse Universet. Så når du hører om forsøk å søk etter mørk materie, ubegrenset, gratis energi er vår ultimate, ønsket mål.

illustrasjon av en warp feltet fra star Trek, som reduserer plassen foran ham, som strekker seg en plass for seg selv

Antimaterie kan ha negativ masse, som betyr at det kan være nøkkelen til warp motor. Hvis du ønsker å reise til stjernene, konvensjonelle kilder av energi og drivstoff vil ta deg bare fra et gjerde og til en middag. Eller vil de bevege seg raskere enn lysets hastighet. Den nærmeste stjernen som Solen med potensielt beboelige verdener, Tau Ceti er om 12 lysår fra oss. Det er bare en tur dit og tilbake, vil ta minst halvparten av mitt liv. Men hvis vi kunne komprimere plass foran ham, reiser gjennom det interstellare rom, mens utvide den bak, kunne vi få det mye raskere. Denne ideen kom til å tenke på astrofysikk Miguel Alcubierre i 1994, som senere utstedt henne ved kanonene på strenge vitenskap.

Bare her for løsning Alcubierre nødvendig negativ masse

For å oppnå riktig konfigurasjon av rom-tid som kreves for akselerasjon warp, du trenger for å oppfylle to forhold: en enorm mengde energi, og eksistensen av negativ masse. Denne negative masse, som er kjent bare på papiret, som er nødvendige for riktig krumning av rom-tid, og derfor for warp bevegelse. Men vi har aldri målt massen av antimaterie partikler; de faller "ned" eller "opp" i et gravitasjonsfelt, er fortsatt ukjent. Zernovski eksperiment ALPHA aktuelle tiltak gravitasjonsfelt effekter av antimaterie og sin oppførsel i et gravitasjonsfelt. Hvis svaret er fall opp i et gravitasjonsfelt, vi vil bare få en negativ masse og bygge en warp motor.

Verktøy ,Virtuelle ,IronBird lar deg lage kunstig gravitasjon, men krever mye energi og gjør det mulig å gi bare de spesifikke sentripetalkrafta. Sant kunstig tyngdekraft ville kreve negativ masse

Negativ masse ogsåtillate oss å skape kunstig gravitasjon. den samme muligheten for eksistensen av negative massene i Universet ville tillate oss å skape et kunstig gravitasjonsfelt. Eksistensen av positive og negative ladninger i elektromagnetisme gir oss muligheten til å lage guider, for å manipulere elektriske felt og tv disse elektriske felt. Tyngdekraften, så langt som vi er klar over, har bare en type kostnad: positive masse. Eksistensen av negative massene ville tillate oss å skape en ekte miljø av zero gravity, og gir oss en mulighet til å skape et kunstig gravitasjonsfelt av noen størrelsesorden mellom de to systemer av positive og negative masse.

Ideen om tidsreiser Dukker opp stadig i science fiction. Men hvis Universet har stengt tid-kurver som det er ikke bare mulig, men uunngåelig

Roterende universet ville tillate oss å gå tilbake i tid. denne gangen reiser er ikke bare mulig, men uunngåelig, i retning fremover. Siden tid og rom er Forent av stoff i rom-tid, vil kreve en betydelig shake-up av fysikk kjent for oss, for å tvinge tid til å strømme i motsatt retning. I verdensrommet tilbake til sin opprinnelige posisjon er ganske enkel: Jorden i seg selv gjør det, da gjør revolusjonen rundt Solen, men det er et betydelig stykke frem i tid, dvs. tiden går, for ca ett år. "En lukket rom-lignende kurve" for å gjøre det enkelt. Men for å gå tilbake til utgangspunktet i tide, vil du trenger noe uvanlig: "lukket tid-som kurven" — dette er en funksjon, som i vår ekspanderende, fylt med materie i Universet er det ikke. Med mindre universet kretser.

I et Univers som roterer, det er en eksakt løsning der tettheten av materie og kosmologiske konstant (aka mørk energi) har visse verdier, og universet må ha lukket tid-som kurver. Så langt, vi har bare begrenset den totale globale rotasjon av Universet, men ikke utelukke det helt. Hvis universet vil rotere med en viss hastighet, som er balansert av en gitt tetthet av saken og kosmologiske konstant, vil det være absolutt mulig å gå tilbake i tid og gå tilbake til det nøyaktige stedet der du startet, ikke bare i rom, men i rom-tid. Stor-skala struktur undersøkelse av dype verdensrommet, som vil gi observasjoner jorden WFIRST eller LSST kan oppdage denne rotasjonen, hvis noen.

Konseptuelle bilde av en satellitt ,NASA ,WFIRST, som vil gå ut i verdensrommet i 2024, og vil gi oss den mest nøyaktige målinger av mørk energi, og vil også gjøre andre funn

Det er mer eksotiske muligheter enn vitenskap – teleportering av fysiske objekter, umiddelbar bevegelse mellom åpne steder (ormehull) eller kommunikasjon raskere enn lysets hastighet for — men dette ville kreve en langt mer kompleks danser med en tamburin enn å gjennomføre et enkelt eksperiment med to mulige utfall. Men vi fortsetter å se etter. Vitenskap er ikke en historie med en slutt. Dette er en pågående detective story, der hver åpning, hvert datapunkt og hvert eksperiment uunngåelig vil føre til en dypere spørsmålene i fremtiden. Hele denne reisen, er det viktig å holde et åpent sinn.