サイエンスフィクションの小説や映画は、風変わりなアイデアでいっぱいです。 ほとんどの場合、彼らは科学や技術の将来の傾向を予測する真剣な試みをせずに、ストーリーの背景を演じるだけです。 サイエンスフィクションは未来を予測しないので、それは残念ですが、それはそれを刺激します。 映画や小説に見られる概念のいくつかは、私たちが理解しているように、物理法則の下では単純に不可能です。 申し訳ありませんが、ワープエンジンはありません。 しかし、これらの同じ法律は、他の一見遠大なアイデアを許可しているようです。 これは、少なくとも理論的には実際に実現できるいくつかのサイエンスフィクションの概念の要約です。
ワームホール
ワームホール（私は知っている、私はそれを呼ぶべきです アインシュタイン-ローゼン橋）は、宇宙の離れた部分の間をほぼ瞬時に移動できるようにする、宇宙を通るショートカットです。 それはおそらく1935つの間違ったビールの後に生まれたSF小説のアイデアのように聞こえますか？ それでも、それはアルバート・アインシュタインの一般相対性理論から生まれた深刻な理論的概念です。 アインシュタインは、物理学者のネイサンローゼンと共同で、XNUMX年に、ブラックホールなどの非常に強い重力の点を互いに直接接続できると理論付けました。 そして、ワームホールのアイデアが生まれました。
もちろん、ブラックホールの周りの力は接近する人を破壊することになっているので、ワームホールを通過するという考えは真剣に受け止められていませんでした。 少なくとも天体物理学者が80年代まで カール·セーガン 彼はそれから空想科学小説を作ることに決めました。 セーガンはさらに多くのことをしました：彼は彼の肉体的な同僚を励ましました キップ・ソーン 星間距離を一瞬で移動する実行可能な方法を見つけるために。 そしてソーンは道を見つけた。 可能性は非常に低いですが、可能です。 そこから、素晴らしい本である「Contact」が生まれました（Jodie Fosterとの素晴らしい映画に採用されました）。
前述のように、ワームホールが映画のように輸送手段になる可能性はほとんどありません。 しかしXNUMX年前に科学者たちはそれを思いついた ワームホールを構築するためのより実行可能な方法 ソーンの最初の提案より。 また、ワームホールがすでに宇宙に存在する場合は、新世代の重力波検出器を使用してワームホールを見つけることができます。
ワープモーター
ほとんどの「宇宙」サイエンスフィクションの「古典的」は、今日よりもはるかに速くAからBに移動する能力です。 ワームホール以外にも、従来の宇宙船でこれを達成するにはいくつかの障害があります。 大量の燃料が必要なことや、加速の圧倒的な効果など、細部にまでこだわっています。 それだけでは不十分であるかのように、この小さな問題があります。宇宙には厳密に強制された速度制限があります。 光が進む速度です。 正確には、光は4,2年かかります…光年を旅行するのに。 いいえ、それは素晴らしい速度ではありません、あなたは知っていますか？ 地球に27.000番目に近い星であるプロキシマケンタウリは太陽からXNUMX光年離れていますが、銀河の中心はなんとXNUMX光年離れています。
サイエンスフィクションではないので
ありがたいことに、宇宙の制限速度には（理論上の）抜け穴があります。 アインシュタインが説明したように、空間自体が歪む可能性があるため、制限速度を覆すような方法で船の周りの空間を操作することはおそらく可能です。 宇宙船は依然として光速よりも遅い速度で周囲の空間を移動しますが、周囲の空間はそれよりも速く移動します。
これが、60年代に「スタートレック」の作者が「ワープエンジン」のコンセプトを思いついたときに念頭に置いていたものです。 しかし、彼らにとって、それは本当の物理学ではなく、もっともらしく聞こえた単なるフレーズでした。 理論家が1994年まで ミゲルアルカビエール アインシュタイン方程式の解を見つけました。 確かに、アルクビエレの解決策はソーンの横断可能なワームホールと同じくらい工夫されていますが、科学者は 彼らはそれを完成させようとしています いつかそれが実用的になることを期待して。
タイムトラベル
タイムマシンの概念は、サイエンスフィクションの優れた仕掛けのXNUMXつです。 召喚すべきですか？ 私はそれを呼び起こします。 バック・トゥ・ザ・フューチャー、バック・トゥ・ザ・フューチャー、みんな。 論理的パラドックスの見本市としても知られる幻想的な三部作。 一つには、もし彼が将来のマーティによって訪問されていなかったら、ドクは彼自身のタイムマシンを作ったでしょう…同じタイムマシンで？ すでに頭痛がしますよね？ 多くの人がタイムトラベルを不可能だと感じるのは、このようなパラドックスのためです。 しかし、物理法則によれば、これは当てはまりません。
サイエンスフィクションではないので
ワームホールや空間の曲率と同じように、物理学は私たちに時間を遡ることが可能であることを教えてくれます。 そしてこれもアインシュタインの一般相対性理論から来ています。 ワームホールや曲率の単位で空間を歪めることについて話すのと同じように、時間も歪んでしまい、科学者が「時間に似た閉じた曲線」と呼んでいますが、これは私たちに共通しています。人間は...タイムマシンです！
1974年に、プロトタイプのデザインでさえ物理学者によって発表されました フランクティプラー。 別の物理学者、 デビッドルイスアンダーソンは、民間の研究所であるアンダーソン研究所での研究について説明しています。 「ティプラーシリンダー」と呼ばれるこのトンネルは、少なくとも97 km（60マイル）の長さで、非常に密度が高く、総質量は太陽の質量に匹敵する必要があります。 タイムマシンのように機能させるには、シリンダーが十分に速く回転して時空を歪ませ、時間が折り返されるようにする必要があります。 あるいは、最近では物理学者のロン・マレット 別のプロジェクトを開発しました： 彼の場合、回転シリンダーの代わりにレーザーが使用されます。 フローチャネルをデロリアンに入れるほど簡単ではありませんが、実際に機能するという利点があります。 少なくとも紙の上では。
テレポーテーション
ここでも、空想科学小説が結婚式に出ており、ここでも私の最愛の「スタートレック」が大きなシェアを占めています。 なんて考えだろう？ 旅行者が出発点から目的地まで宇宙を移動する代わりに、 テレポーテーション オリジナルが破棄されている間、宛先ポイントに正確な複製を作成します。 IBMによれば、これらの用語で（そして素粒子レベルで）テレポーテーションは確かに可能です。
サイエンスフィクションではないので
それは量子テレポーテーションと呼ばれています。 このプロセスは、光子などのXNUMXつの粒子の正確な量子状態を、数百キロメートル離れた別の粒子にコピーします。 量子テレポーテーションは最初の光子の量子状態を破壊するので、光子がある場所から別の場所に魔法のように運ばれたように見えます。 このトリックは、アインシュタインが「遠隔作用」と呼んだものに基づいていますが、正式には次のように知られています。 量子エンタングルメント.
これが単一の光子にとってさえ複雑なプロセスのように思えるなら、あなたは正しいです。 それは複雑です。 そして、それを「スタートレック」で見られるようなインスタント輸送システムにスケールアップする方法はありません。 それでも、量子テレポーテーションには、ハッカーに強い通信や超高速量子コンピューティングなど、重要な実世界のアプリケーションがあります。
パラレルユニバース
目に見える宇宙は巨大なものです：ビッグバン以来、何十億もの銀河が外側に広がっています。 しかし、それだけですか？ 理論は「多分そうではない」と言っています。 たくさんの宇宙が存在する可能性があります。 「パラレルユニバース」のアイデアはサイエンスフィクションではよく知られていますが、現実はサイエンスフィクションの作品で見られるよりもはるかに奇妙である可能性があると考えてください。 離れて、おそらく、 アシモフの素晴らしい小説「神さえも」。
現代のパラレルユニバース理論を理解するための鍵は、 「永遠のインフレーション」。 これは、永続的で信じられないほど急速に拡大する状態にある無限の空間構造を表しています。 時々、この空間の局所的な点（自律的なビッグバン）が一般的な膨張から出て、より穏やかな速度で成長し始め、その中に星や銀河などの物質的な物体の形成を可能にします。 この理論によれば、私たちの宇宙はこれらの地域のXNUMXつですが、他にも数え切れないほどの地域が存在する可能性があります。
アシモフの小説のように、これらの平行宇宙は私たちのものとは完全に異なる物理的パラメータを持っているかもしれません。 科学者たちはかつて、私たちと実質的に同じパラメータを持つ宇宙だけが生命を支えることができると信じていました。 しかし最近の研究 状況はこれほど制限的ではないかもしれないことを示唆している。 そして、これらのパラレルユニバースを検出できますか？ 誰が知っているか：他の宇宙の痕跡は他の手段で私たちに検出される可能性があります。 多分それは空想科学小説だけではありません。
