Hur man reser snabbare än ljus

I veckans långa läsning utforskar Pingtwitters vetenskapsexpert Laura Mears fysiken i snabbare än ljusresor, kvantmekanik och strängteori, samt hur dessa presenteras i några av dagens mest populära science fiction.

Dagens bästa Mass Effect 2-erbjudanden 837 Amazon-kundrecensioner MASS EFFECT 2 Amazon $ 8,33 Visa Reducerat pris Mass Effect 2 - PC Amazon Prime $ 19,99 $ 9,95 Visa Mass Effect 2 (PC DVD) Walmart13,52 $ SeMass Effect 2 Green Man Gaming19,99 USD SeVisa fler erbjudanden Vi kontrollerar över 130 miljoner produkter varje dag för de bästa priserna

Varför kan du inte gå snabbare än ljuset?

Det är allt Einsteins fel. Ju snabbare ett rymdfarkost desto mer massivt blir det och desto mer energi behöver du lägga in för att få det att gå snabbare. Ju mer energi du lägger i, desto mer massiv rymdfarkosten blir, och ju mer massiv den blir, desto mer tid inuti börjar sakta ner.

Men frukta aldrig, denTau Zero foundationarbetar på att påskynda vår rymdresa. De säger att om de matchade hastigheten påResa, de kunde komma till vår närmaste stjärna på 80 000 år.Solseglarkan påskynda det upp till några tusen år. Raket drivs avKärnfissionkunde skära ner det till hundratals, ochfusionsraketertill årtionden.

Tyvärr tror de att vi skulle behöva ny fysik för att bryta ljushastighetsbarriären, så vilken sci-fi-metod är bäst?

Varvhastighet och Alcubierre-enheter

Enligt Einstein är rum och tid kopplade till ett fyrdimensionellt rymdtidstyg: vänster och höger, upp och ner, framåt och bakåt, förflutet och framtiden.

När massa läggs till det här tyget skapar det kurvor som bucklorna från bowlingbollar på en studsmatta. Ju mer massa, desto större bucklor och ju större bucklor, desto mer tyngdkraft känner vi när vi går förbi.

Så om Einsteins rymdtid saktar ner oss, vad händer om det kan böja det ur form?

TARDISburk, och så kan fartygen i Star Trek.

Fysiker och Star Trek-tittare, Miguel Alcubierre, föreslog att denna typ av FTL kunde uppnås genom att omge ett fartyg med en bubbla som höll rumstiden platt inuti (hålla massan och tiden på sidan av fartyget normalt), men krossade det utanför.

Hans hypotetiskaAlcubierre-enhetfälls upp rymdtid framför fartyget och expanderar den bakom, vilket effektivt tar din destination närmare och skjuter din utgångspunkt längre bort.

Du skulle tekniskt sett inte resa snabbare än ljusets hastighet, men det kändes som om du var.

I Star Trek görs detta genom att basa materia och antimateria i kristaller gjorda av ett ämne som kallasdilitium, förvandla gasen till plasma för att driva en varpdrift.

Tyvärrdet skulle ta galna mängder energi och negativ massa, för att få en Alcubierre-enhet att fungera i verkligheten, vilket tar oss snyggt vidare till Mass Relays, nästa av våra sci-fi-hack för FTL.

Massreläer och negativ massa

Om du inte vill vänta med att komma till din destination kan en hoppkörning vara det bästa transportmedlet för dig. Dessa är i huvudsak en förlängning av varpdriften, men de blåser ljusets hastighet direkt ur vattnet för en nästan omedelbar ankomst.

I Biowares Mass Effect-universum görs det medelement noll; en typ av exotisk materia som gör konstiga saker mot massa och rymdtid.

Dagens bästa Mass Effect 3-erbjudanden 815 Amazon-kundrecensioner Electronic Arts 207270 Mass ... Amazon $ 2,49 Visa Mass Effect 3 (PS3) av ... Amazon $ 3,99 Visa Mass Effect 3 (PlayStation 3) Amazon $ 4,99 Visa Reducerat pris Mass Effect 3 för PlayStation ... Walmart15,85 $ 9,47 $ SeVisa fler erbjudanden Vi kontrollerar över 130 miljoner produkter varje dag för de bästa priserna

Vid exponering för en elektrisk ström skapar eezo enMasseffektfältsom kan öka eller minska massan i ett visst område. Och detta är nyckeln till att uppnå FTL.

Om du tar bort massa från ekvationen blir plötsligt ljushastighet möjlig. Och om du gör massanegativ kan du gå snabbare än en foton och zippa över Vintergatan på ett ögonblick.

Denna teknik låter massreläer öppnamassfria korridorergenom rymden som möjliggör resortusentals gångerljusets hastighet.

Otroligt, tidigare i år, forskare vid University of Washingtonskapade en vätska med negativ massasom rör sig bakåt när det skjuts.

De gjorde det genom att göra rubidiumatomer så kalla att de slutade bete sig som partiklar och började bete sig som vågor. Sedan använde de lasrar för att störa vätskan, vända på en del av atomerna och få dem att bete sig som om de hade negativ massa.

Inte riktigt det vi behöver för att driva ett massrelä, men det är ett intressant verktyg för att undersöka svarta hål och deras svårfångade kusiner - maskhål. Vilket leder oss vidare till Portal.

Portalvapen och maskhål

Einsteins rymdtid kan böjas, så vad hindrar den från att krulla upp sig själv för att länka en plats med en annan? Ingenting,tydligen. Maskhål är bekväma kosmiska genvägar som sitter ganska bekvämt med matematiken i allmän relativitet.

Tyvärr finns det inga bevis ännu att de faktiskt finns, men i Valves Portal kan du öppna dem på begäran.

Dagens bästa Portal-erbjudanden 16 Amazon-kundrecensioner Portal 2 - Xbox 360 Amazon Prime $ 17,99 Visa Portal 2 - Xbox 360 Best Buy $ 19,99 Visa Reducerat pris Portal 2 Amazon Prime $ 30,05 $ 21,50 Visa Vi kontrollerar över 130 miljoner produkter varje dag för de bästa priserna

Einstein-Rosen broarantogs först som ett matematiskt alternativ till svarta hål, undviker singulariteten och ersatte den med en tratt som förbinder en plats till en annan. Men de är fruktansvärt instabila, öppnar och stängs så snabbt att inte ens en ljusfläck kan komma igenom.

Om du inte använder detCasimir energi,det är. Detta går in i det ännu mer hjärnsmältande fältet för kvantfysik och möjliggör negativ energi och energilån. Mer i videon nedan.

Enligt Luke Butcher, en fysiker från University of Cambridge, Casimir energikan hålla långa, tunna maskhål öppnabara tillräckligt länge för att en puls av ljus ska smyga igenom.

Det räcker fortfarande inte att få Chell igenom innan portalen kollapsar, än mindre ett helt rymdskepp, men Halo-universum har en lösning som lånar från strängteori.

Slipstreams och strängteori

Strängteoretiker räknar med att det finns 10 dimensioner istället för Einsteins fyra.

De extra är antingen förpackade så små att vi inte uppfattar dem - ett trick de kallar 'komprimering'. Eller så bildar de ett högre dimensionellt utrymme som kallasbulk, men allt vi vet är klämt i en superstringtheory.com/experm/exper51.

Teoretisk fysiker Kip Thorpe förklarar i videon ovan.

I science fiction utgör dessa extra dimensioner en hyperrymd som i huvudsak går längs det normala utrymmet som en motorväg, bara utan alla obekväma fysiklagar som normalt saktar ner oss. Och så här kommer fartygen runt i Halo.

I deras universum finns det 11 dimensioner av 'slipspace ', och de följer inte reglerna Einsteinian fysik ellerEuklidisk geometri. Med hjälp av enShaw-Fujikawa Translight Engine, UNSC skapar mikroskopiska svarta hål som gör att de kan hoppa in och resa från en plats till en annan via en annan dimension.

Låter som fullständig fantasi, eller hur? Tja, inte riktigt. CERN är faktisktletar efter bevis på extra dimensionergenom att söka efter små svarta hål, vilket, precis som i Halo lore, skulle göra detförsvinner inom bråkdelar av en sekund efter att de dyker upp.

Visst, helt ny fysik är lite av ett steg, men science fiction förutspåddemånbesök,kloningochhörlurar., så vi hoppas att de kommer att ha rätt om FTL också.

Vetenskapen om Transformers: den verkliga tekniken bakom de ikoniska robotarna