Standaard in bijna elke Star Trek-aflevering zijn warp drives en cloaking-apparaten. Hoewel de warp-drive niet snel beschikbaar zal zijn, krijgen wetenschappers een beter begrip van hoe sneller dan het licht kan worden bereikt. En wat betreft camouflageapparaten, kijk nu niet, maar onderzoekers hebben onlangs driedimensionale objecten gecamoufleerd met behulp van speciaal ontworpen materialen die licht om objecten heen sturen.
Eerder konden wetenschappers van de University of California, Berkley alleen zeer dunne, tweedimensionale objecten omhullen. Maar nu, met behulp van metamaterialen, mengsels van metaal en printplaatmaterialen zoals keramiek, teflon of vezelcomposiet, hebben wetenschappers lichtgolven rond een object afgebogen, zoals water dat rond een gladde rots in een stroom stroomt. Objecten zijn zichtbaar omdat ze het licht dat erop valt verstrooien en een deel ervan naar het oog reflecteren. Maar de metamaterialen weren licht, radar of andere golven af. In feite zou het een soort optische camouflage zijn.
De onderzoeksgroep, geleid door Xiang Zhang, zegt dat ze een stap dichterbij zijn om mensen en objecten onzichtbaar te kunnen maken. Hun bevindingen worden later deze week gepubliceerd in de tijdschriften Nature and Science.
Een andere wetenschapper en een van de leiders in cloaking-onderzoek is John Pendry, een theoretisch natuurkundige aan het Imperial College in Londen. Hij was het die eerst bedacht hoe in theorie een mantel gebouwd kon worden, en daarna hielp hij met het bouwen van de eerste werkmantel. Pendry heeft onlangs een abstract ingediend waarin wordt besproken wat volgens hem een nieuw type mantel is, een die alle verhulde objecten het uiterlijk geeft van een plat geleidend vel. Pendry zegt dat dit type mantel het voordeel heeft dat er niets opmerkelijks nodig is om de mantel te maken. Pendry zei dat het apparaat 'isotroop kan worden gemaakt. Het maakt het verhullen van breedband in de optische frequenties een stap dichterbij. ” Dit type mantel creëert schijnbaar een luchtspiegeling om een object onzichtbaar te maken voor het oog. Pendry's eigen website zegt dat informatie over zijn nieuwe mantel binnenkort beschikbaar zal zijn.
Hoewel camouflageapparaten militaire toepassingen zouden hebben, zegt een groep wetenschappers die warp-drives onderzoeken dat ze gewoon de mogelijkheid willen hebben om naar aardachtige exoplaneten te reizen, zoals Gliese 581c, om de oorsprong en ontwikkeling van het leven beter te begrijpen. "De enige manier waarop we deze werelden realistisch kunnen bezoeken in de tijd van een menselijke levensduur, is het ontwikkelen van wat in de volksmond een" warp drive "wordt genoemd," aldus onderzoekers Gerald Cleaver en Richard Obousy van Baylor University in Texas.
Hun werk breidt zich uit op onderzoek van theoretisch natuurkundige Michael Alcubierre van de Universiteit van Mexico, die in 1994 aantoonde dat ruimte kan worden gemaakt om rond een ruimtevaartuig te bewegen door de ruimte te `` uitrekken '', zodat de ruimte zelf achter een hypothetisch ruimtevaartuig zou uitzetten, terwijl hij vooraan contracteerde van het vaartuig, waardoor het effect van beweging wordt gecreëerd. Het schip zelf beweegt dus niet, maar de ruimte beweegt eromheen.
Hun nieuwe onderzoek probeert te profiteren van de vooruitgang in het begrijpen van donkere energie en waarom ons universum zich steeds verder uitbreidt in elke richting. Als u dat begrijpt, kunnen we een voorsprong krijgen om een asymmetrische bel rond een ruimtevaartuig te kunnen genereren. "Als we kunnen begrijpen waarom de ruimtetijd al aan het uitbreiden is, kunnen we deze kennis misschien gebruiken om kunstmatig een uitbreiding (en contractie) van de ruimtetijd te genereren", aldus Cleaver en Obousy in hun samenvatting.
Ze stellen voor om de 11e dimensie te manipuleren, een speciaal theoretisch onderdeel van een uitloper van de snaartheorie, de 'm-theorie' genaamd, om een bubbel van donkere energie te creëren door de 11e dimensie voor het schip te verkleinen en achteraan uit te breiden.
Dit is natuurlijk zeer theoretisch, maar als het onderzoekers naar een beter begrip van donkere energie leidt, des te beter.
Er is echter één probleem. Cleaver en Obousy berekenden dat de energie die nodig is om de ruimte rond een ruimtevaartuig te verstoren ongeveer 10 ^ 45 joule is of de totale energie van een object ter grootte van Jupiter als al zijn massa in energie wordt omgezet.
Hierdoor ontstaat een soort raadsel van kip en ei. Wat eerst komt: donkere energie begrijpen of de mogelijkheid hebben om enorme hoeveelheden energie te creëren?
Maar Cleaver en Obousy zijn optimistisch over dit alles. “Dit is een hypothetisch voortstuwingsapparaat dat theoretisch de traditionele beperkingen van speciale relativiteit kan omzeilen, waardoor ruimtevaartuigen worden beperkt tot sublichtsnelheden. Elke doorbraak op dit gebied zou een revolutie teweegbrengen in de verkenning van de ruimte en de deur openen voor interstellaire reizen. ”
Nieuwsbronnen: ArXiv (warp drive), ArXiv (cloaking), ArXiv blog, AP
