Warum der Unwahrscheinlichkeitsantrieb, der die Marspläne von Elon Musk inspirierte, nicht funktionieren konnte

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Ihre Lieblings-Science-Fiction-Geschichten Realität werden: Eine dampfende Tasse Tee materialisiert sich vor Ihren Augen, während Sie mit einer unwahrscheinlichen Fahrt durch den Weltraum fahren, wobei eine Portalwaffe in Ihrem Gürtel sitzt. Klingt gut, richtig? Leider - und es tut mir leid, die Phantasie zu verderben - ist es am besten, sich nicht zu sehr für ein Universum nach der Knappheit oder für ein schnelles Pendeln zu interessieren. Viele der Gadgets, an die wir uns gewöhnt haben, auf dem Bildschirm zu sehen, verletzen die physikalischen Gesetze dieses Universums. Wenn Sie also keinen Zugang zu einem anderen Universum haben (setzen Sie sich bitte mit ihm in Verbindung), müssen Sie sich mit einem Newtonschen zufrieden geben.

Um unsere Enttäuschung über die Realität zu überwinden, sprachen wir mit Marc Millis, einem ehemaligen Luftfahrtingenieur des Glenn Research Center der NASA und Gründer der Tau Zero Foundation, und Dr. Adam Bruckner, Professor für Aeronautik und Astronautik an der Universität von Washington, über drei der legendärsten Geräte der Science Fiction. Sie erklärten genau, warum diese Werkzeuge in der fiktiven Box bleiben müssen. Es ist ein totaler Mist, aber auch sehr informativ - und das ist etwas.

Die unendliche Unwahrscheinlichkeit

Im Per Anhalter durch die Galaxis, das Raumschiff Herz aus Gold - was dem SpaceX Mars Mission-Schiff seinen Namen geben wird - verwendet einen "Improbability Drive", um das Durchfahren des Hyperraums zu überspringen, indem er die "Wahrscheinlichkeit" verwendet, um zufällige Orte im gesamten Universum zu erreichen. Das heißt, wenn Sie das Laufwerk aktivieren, werden Sie jedes Mal völlig unerwartet an einen Ort gebracht. Sie wissen nie, wo Sie enden werden. Es ist ein gutes Abenteuer, aber es ist nicht wirklich praktisch.

Seltsamerweise gibt es einen wissenschaftlichen Kern für diese Art von Geräten. Halten Sie sich an mich, denn es ist ein bisschen schwierig zu begreifen: Laut den Büchern war der Antrieb von der Tatsache inspiriert, dass Partikel zwar in der Nähe eines Atomkerns erscheinen sollen, die Wahrscheinlichkeit jedoch sehr gering ist, dass diese Partikel manchmal gefunden werden weit weg von ihrem Ursprungsort. Die Wissenschaftler, die das gebaut haben Herz aus Gold Dann wurde die Theorie aufgestellt, dass das gleiche Konzept auf die Weltraumfahrt angewendet werden könnte, sodass ein Körper zwischen verschiedenen Orten reisen kann, ohne durch den Zwischenraum zu gehen. So wurde der Unwahrscheinlichkeitenstrieb geboren.

„Die Quantenphysik zeigt tatsächlich, dass ein Teilchen möglicherweise nicht genau dort ist, wo man es erwarten würde. Auf den winzigen Skalen, die die Quantenphysik beschreibt, gibt es eine sogenannte Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion für den Ort eines Partikels. Es zeigt, wo sich das Teilchen am wahrscheinlichsten befindet aber diese Region erstreckt sich weiter, wenn auch mit abnehmender Wahrscheinlichkeit “, erklärte Millis.

Bruckner bestätigt, dass die Verwendung der Wahrscheinlichkeit, absichtlich irgendwohin zu gelangen, zwecklos ist, weil "mit Wahrscheinlichkeiten kein Determinismus besteht". Aber auch wenn Sie es tun gesucht Um ein Raumschiff zu bauen, das die Wahrscheinlichkeit als Teil seines Betriebssystems verwendet, hätten Sie nicht viel Glück.

„Ihr gesamtes makroskopisches Raumschiff müsste sich wie ein Quantenpartikel verhalten. Jedes einzelne Atom in diesem Raumschiff müsste sich wie jedes andere Atom verhalten “, erklärte er. "Makroskopische Dinge können nicht dazu gebracht werden, sich wie ein Atom oder ein Elektron zu verhalten."

Was ist die Chance, dass Menschen irgendwie einen Weg finden, die Wahrscheinlichkeit zu kontrollieren? Wir sind noch nicht bereit für diese Stärke, also denken Sie nicht darüber nach.

„Wenn wir uns einen Weg finden könnten, irgendwo in einem Multiversum zu sein, was würde uns von dem Konzept eines Gottes unterscheiden? Wir wären überall und wissen alles “, warnt Dr. Bruckner.

Die Portalwaffe

Rick Sanchez 'Portalkanone, mit der er Löcher in die Raumzeit schießt und sich und Morty erlaubt, in verschiedene Universen einzudringen, verstößt gegen die Gesetze der Physik in diesem Universum, aber das ist nur die Hälfte des Problems. Der Rest des Problems besteht darin, dass es keine Möglichkeit gibt zu wissen, ob andere Universen an dieselben physikalischen Gesetze gebunden sind wie unsere eigenen.

"Es gibt keine Möglichkeit zu beweisen, dass alle Universen denselben physikalischen Gesetzen gehorchen oder Quantenmechanik anwenden", sagte Dr. Bruckner. "Nichts sagt, dass ein anderes Universum aus einem Urknall hervorgegangen ist."

Gemäß der Theorie des Multiversums könnten einige Universen außerhalb unseres Universums genau gleich sein, während andere nur geringfügig verschieden sein könnten. Vielleicht hat die Geschichte einen anderen Weg eingeschlagen. Vielleicht wurden Sie und ich nie geboren. Diese Idee spiegelt sicherlich wider, wie alternative Universen behandelt werden Rick und Morty - Schauen Sie sich einfach die Folge "Close Rick-Counters of the Rick Kind" an. Dies ist jedoch so ziemlich das einzige an der Portalwaffe, die mit bekannten wissenschaftlichen Theorien übereinstimmt.

"Das, was ich in der Physik den" Portalen "am nächsten kenne, sind Wurmlöcher", sagt Millis. Wissenschaftler vermuten, dass Wurmlöcher Verbindungen zwischen weit voneinander getrennten Regionen des Weltraums sind, aber das Konzept ist immer noch hypothetisch. Sie wurden bisher noch nicht im Weltraum beobachtet. Wenn Wurmlöcher tun eine Abkürzung zwischen Orten im Universum bieten, dann ist es vernünftig zu spekulieren, dass ein Supergenie wie Rick einen Weg finden würde, diese Macht zu nutzen, um ihn in andere Welten zu transportieren. Trotzdem müsste Rick ein großes Ziel haben, denn mit dem Begriff „mehrere Dimensionen“ wird, wie Millis ausführt, allgemein verwirrt, dass naiv angenommen wird, dass er mehrere Sätze bekannter 3D-Räume bedeutet. Mehrere Dimensionen können auch bedeuten, dass der Raum andere Eigenschaften hat. “Sie sind möglicherweise nicht alle dreidimensional - selbst die Zeit kann anders funktionieren.

Im vergangenen Jahr spekulierten Wissenschaftler des Large Hardron Collider von CERN, dass die Schwerkraft möglicherweise durch Miniatur-Schwarze-Löcher in zusätzliche Dimensionen „eindringen“ könnte, die sie bei Verwendung des LHC zu entdecken versuchten. Das bedeutet, dass ein massiver Partikelkollider mit Billionen Volt benötigt wird, um sogar ein kleines schwarzes Loch zu erzeugen. Ein Handgerät, das dasselbe tun könnte, steht außer Frage… vorerst.

Der Replikator

Die United Federation of Planets hat einen Weg gefunden, um den Hunger unter den wohlwollenden Flügeln der Planeten zu beseitigen, vor allem dank des Replikators, einem Gerät, das Teilchen zu Molekülen und Molekülen zu Objekten anordnet. Es ist eine denkbare Technologie, da Materie, wie Einsteins berühmte E = mc2-Gleichung bewies, nur eine andere Energieform ist, die es erlaubt, Objekte mit Masse aus dieser Energie zu erzeugen. Wissenschaftler sagen, dass dies keine völlig verrückte Vorstellung ist und dass es zwei mögliche Methoden gibt, um den Replikator Wirklichkeit werden zu lassen.

Wissenschaftler, die mit dem Europäischen Strategieforum für Forschungsinfrastruktur zusammenarbeiten, bauen ELI oder die Extreme Light Infrastructure. ELI, ein Hochleistungslaser, der so leistungsfähig ist, dass, wenn Sie einen seiner Strahlen in den so genannten leeren Raum schießen (denken Sie daran, die Quantenmechanik schreibt vor, dass es keinen leeren Raum gibt, weil super kleine Partikel buchstäblich um uns herum schweben) würde verhindern, dass Partikel zusammenstoßen und sich vernichten. Was hat das damit zu tun, dass Tee aus der Luft gemacht wird? Wenn Partikel nicht vernichtet werden, landen sie in einem Raum, der einmal leer war. Es ist also kein Essen ziemlich aber es erzeugt immer noch Objekte, wo vorher keine Objekte waren.

In einem viel praktischeren und viel einfacheren Experiment arbeiten Wissenschaftler der NASA an einem 3D-Drucker, der Lebensmittel produzieren kann. Ihr Ziel ist es, Astronauten mit einem Gerät zu versorgen, das ihnen auf langen Reisen Halt bieten kann. Im Jahr 2013 produzierte eine Version des Geräts in zwölf Minuten eine Pizza.

Ein solches Gerät könnte uns Menschen einen Schritt näher an Gene Roddenberrys Fantasie von einer utopischen Zukunft bringen: Wenn der Drucker der breiten Öffentlichkeit zur Verfügung steht, könnte er den Hunger beseitigen, Nahrungsmittelknappheit entlasten und armen Bevölkerungsgruppen die Nahrungsmittel- und Wasserressourcen geben Sie brauchen so dringend.

Außerdem würde es mir einen weiteren Grund geben, mit der Wichtigkeit und Einflussnahme zu prahlen Star Trek stellte sich heraus, was hier natürlich das Wichtigste ist.