Nhà vật lý đưa ra giải pháp động cơ giúp tàu vũ trụ có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng

Bình luận Văn Thiện • 02:42, 13/03/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Erik W Lentz, một nhà vật lý thiên văn từ Đại học Göttingen ở Đức, đã đề xuất một giải pháp lý thuyết để tạo ra cái gọi là động cơ warp, một loại động cơ lý thuyết có thể đẩy tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng.

Tạp chí "Classical and Quantum Gravity" lưu ý rằng nếu những động cơ như vậy được tạo ra, con người sẽ có thể đến các hành tinh lân cận và quay trở lại trong vòng vài năm, thay vì hàng chục nghìn năm như trình độ công nghệ hiện nay.

Vấn đề là, theo thuyết tương đối rộng của Einstein, về mặt vật lý không thể có bất cứ thứ gì di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Đó là bởi vì khi một vật chuyển động nhanh hơn, khối lượng của nó tăng lên, vì vậy vào thời điểm bạn đạt đến tốc độ ánh sáng thì khối lượng đó sẽ tiến đến vô cùng, đòi hỏi năng lượng vô hạn để tăng tốc đến tốc độ đó.

Vào năm 1994, nhà vật lý lý thuyết người Mexico Miguel Alcubierre đã phác thảo một thiết kế về một loại động cơ có tên là động cơ warp. Về mặt lý thuyết nó có thể cho phép một thứ gì đó di chuyển nhanh hơn ánh sáng mà không vi phạm bất kỳ định luật vật lý nào.

Động cơ warp từng được đề cập trong nhiều sách khoa học viễn tưởng. Người ta tin rằng tàu vũ trụ được trang bị động cơ như vậy sẽ di chuyển trong không gian với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng, và do đó sẽ cắt giảm thời gian di chuyển giữa các ngôi sao để phù hợp với thời gian một đời người.

Ý tưởng của Alcubierre liên quan đến việc tạo ra một bong bóng năng lượng âm xung quanh một vật thể để cấu trúc không thời gian phía trước vật thể co lại và không gian đằng sau nó mở rộng. Ở trung tâm là một vùng không thời gian “phẳng” nơi vật thể có thể di chuyển thoải mái, bất kỳ người nào ở đó thậm chí sẽ không cảm thấy như họ đang di chuyển.

Hình minh họa hiệu ứng do động cơ warp tạo ra. (Ảnh: Wikipedia/AllenMcC)
Hình minh họa hiệu ứng thay đổi cấu trúc không thời gian do động cơ warp tạo ra. (Ảnh: Wikipedia/AllenMcC)

Tất nhiên, về lý thuyết, việc di chuyển với tốc độ cao hơn tốc độ ánh sáng là có thể xảy ra, nếu năng lượng tối trong không gian bên ngoài xung quanh thiết bị được phân phối lại, để có phần dư thừa phía sau nó và một vùng năng lượng âm trong phía trước của nó.

Nhưng hiện tại chúng ta không biết gì về năng lượng tối, và dựa trên thuyết tương đối của Einstein, để phân phối lại một số lượng lớn các hạt vật chất giả định có những đặc tính kỳ lạ, chúng ta cần một lượng năng lượng khổng lồ.

Bong bóng warp với dạng soliton

Giải quyết vấn đề này là mục tiêu của bài báo mới. Nhà vật lý thiên văn Erik Lentz của Đại học Göttingen đề xuất một cách để tạo ra một trong những “bong bóng warp” này từ các nguồn năng lượng dương.

Trong khi nghiên cứu các đề xuất động cơ warp trước đây, Lentz nhận ra rằng có những cấu hình cụ thể của bong bóng không thời gian đã bị bỏ qua. Những bong bóng này có dạng như soliton, những sóng nhỏ truyền đi với vận tốc không đổi mà không bị mất biến dạng. Soliton thường được nhìn thấy trong một số trường hợp nhất định dưới dạng sóng trong nước, chuyển động khí quyển tạo ra các đám mây kỳ lạ hoặc ánh sáng truyền qua các phương tiện khác nhau. Trong trường hợp này, các soliton đang tự lan truyền trong không thời gian.

Lentz nhận thấy rằng một số cấu hình soliton nhất định có thể được hình thành bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng thông thường mà không vi phạm bất kỳ phương trình nào của Einstein và không yêu cầu bất kỳ mật độ năng lượng âm nào.

Bong bóng warp soliton lý thuyết cho các thiết kế tàu khác nhau. (Ảnh: Erik Lentz)
Bong bóng warp soliton lý thuyết cho các thiết kế tàu khác nhau. (Ảnh: Erik Lentz)

Lentz nói: "Nếu chúng ta có thể tạo ra đủ năng lượng, thì chuyến du hành đến Proxima Centauri bên trong bong bóng warp chỉ mất bốn năm, trong khi việc sử dụng công nghệ hiện tại sẽ mất hơn 50.000 năm".

Lentz nói thêm: “Công trình này đã đưa vấn đề di chuyển nhanh hơn ánh sáng tiến thêm một bước khỏi nghiên cứu lý thuyết trong vật lý cơ bản và tiến gần hơn đến kỹ thuật. Bước tiếp theo là tìm ra cách giảm lượng mức năng lượng thiên văn cần thiết trong phạm vi của các công nghệ ngày nay, chẳng hạn như một nhà máy điện phân hạch hạt nhân hiện đại lớn. Sau đó, chúng ta có thể nói về việc xây dựng những nguyên mẫu động cơ đầu tiên”.

Văn Thiện

Theo guardianmag



BÀI CHỌN LỌC

Nhà vật lý đưa ra giải pháp động cơ giúp tàu vũ trụ có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng