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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。
1 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、宇宙の遠い部分の間をほぼ瞬時に移動できる、宇宙を通る近道です。 ビールを 1935 杯飲んだ後に生まれた SF 小説のアイデアのように聞こえますか? しかし、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出てくる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・ローゼンと協力して、XNUMX 年に、ブラック ホールなどの非常に強い重力の点が互いに直接接続されている可能性があることを理論化しました。 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 ホールの周囲の力は、近づく者を破壊するはずなので、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ませんでした。 少なくとも 80 年代までは、天体物理学者が 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こと。 そしてソーンは道を見つけた。 確かに可能性は低いですが、可能です。 そこから素晴らしい本「コンタクト」が生まれました（ジョディ・フォスターとの素晴らしい映画になりました）。
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も。 また、宇宙にワームホールがすでに存在する場合は、新世代の重力波検出器を使用して位置を特定できます。
2 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」は、現在よりもはるかに速く A から B に移動できることです。 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。 膨大な量の燃料を必要とすることや、圧倒的な加速効果など、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。 光が進む速さです。 正確に言えば、光年を旅するには光年が必要です。 いいえ、それは素晴らしい速度ではありませんよね？ 地球に 4,2 番目に近い恒星であるプロキシマ ケンタウリは、太陽から 27.000 光年離れていますが、銀河の中心はなんと XNUMX 光年も離れています。
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、宇宙の速度制限には (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、速度制限を覆すような方法で船の周りの空間を操作することは可能かもしれません. 宇宙船は光速よりも遅い速度で周囲の空間を移動しますが、AROUND 空間はそれよりも速く移動します。
これは、60 年代に「スタートレック」の作家が「ワープ エンジン」の概念を思いついたときに念頭に置いていたことです。 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。
3 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祭典としても知られる、幻想的な三部作。 一つには、もし彼が未来のマーティの訪問を受けていなかったら、ドクは自分のタイムマシンを作っていただろう...同じタイムマシンで？ もう頭が痛いですよね？ 多くの人がタイムトラベルが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、物理学は時間をさかのぼることが可能であることを教えてくれます。 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ゆがめることについて話しているのと同じように、時間も大きくゆがめられて、科学者が「時間に似た閉曲線」と呼ぶ、それ自体に折り畳まれる可能性がありますが、これは私たちによくあることです.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では、民間の研究所であるアンダーソン研究所に関する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、長さが少なくとも 97 km (60 マイル) あり、非常に密度が高く、総質量は太陽の質量に匹敵するはずです。 タイムマシンのように機能させるには、シリンダーを十分に速く回転させて、時空をゆがめ、時間が元に戻るようにする必要があります。 あるいは、ごく最近の物理学者ロン・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。
4 テレポーテーション
ここでも SF が結婚式に出席し、ここでも私の最愛の「スタートレック」が大部分を占めました。 いいアイデアですね。 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、宛先ポイントで正確な複製を作成します。 IBM によれば、これらの用語 (および素粒子レベル) で見ると、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
量子テレポーテーションといいます。 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ため、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「離れた場所でのスペクトル アクション」と呼んだものに基づいていますが、より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.
これが単一の光子の場合でも複雑なプロセスのように思われる場合は、その通りです。 それは複雑です。 そして、「スタートレック」に見られるような即時輸送システムにまで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の量子コンピューティングなど、重要な現実世界への応用が期待されます。
5 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に向かって広がっています。 しかし、それだけですか？ 理論は「多分そうではない」と言います。 たくさんの、たくさんの宇宙があるかもしれません。 「パラレル ユニバース」のアイデアは SF でよく知られていますが、考えてみてください。現実は、SF 作品で見るよりもはるかに奇妙である可能性があります。 別として、おそらく、 アシモフの素晴らしい小説「神々でさえない」。
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」. これは、絶え間なく信じられないほど急速に膨張している状態の空間の無限の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抜け出し、より穏やかな速度で成長し始め、その中で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領域の XNUMX つですが、他にも無数に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。
