Το USS Discovery, NCC-1031, είναι το πρώτο πλοίο Star Trek που είδαμε ότι μπορεί να ταξιδεύει μέσω σπορίων, το οποίο είναι ταχύτερο από τους παλμικούς κινητήρες και τη στρέβλωση. Η ιδέα της κίνησης σπορίων μπορεί να είναι φυσικά δυνατή στο Σύμπαν εάν υπάρχουν επιπλέον χωρικές διαστάσεις, αλλά πιθανότατα δεν θα τροφοδοτείται από ένα δίκτυο σπορίων μανιταριών. (ΚΙΤ ΤΥΠΟΥ STAR TREK / CBS)

Μια πέμπτη διάσταση θα μπορούσε να κάνει το Spore Drive του Star Trek Discovery σωματικά δυνατό

Η ικανότητα να μεταπηδήσετε στιγμιαία από μια τοποθεσία στο διάστημα σε άλλη παραβιάζει σαφώς τους νόμους της φυσικής. Ή το κάνει;

Υπάρχουν μερικοί κανόνες στο Σύμπαν που φαίνεται να μην παραβιάζονται ποτέ. Τα σωματίδια δεν μπορούν να ταξιδεύουν γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός σε κενό. η εντροπία ενός κλειστού συστήματος δεν μπορεί ποτέ να μειωθεί. η ενέργεια και η ορμή πρέπει να διατηρηθούν. Αλλά αν οι κανόνες που παίζει το Σύμπαν είναι διαφορετικοί από ό, τι τους καταλαβαίνουμε σήμερα, πολλά πράγματα που φαίνεται να απαγορεύονται σήμερα ενδέχεται να είναι δυνατά.

Στο Star Trek: Discovery, ένας νέος τύπος τεχνολογίας μας παίρνει ακόμη γρηγορότερα από τη μονάδα στρέβλωσης: τη σπορά. Αντί να ταξιδεύει πιο αργά από το φως (μέσω κινητήρων ώθησης) ή ακόμα πιο γρήγορα από το φως μέσω του διαστήματος (μέσω της κίνησης στημονιού), η κίνηση σπόρων επιτρέπει ένα στιγμιαίο «άλμα» από μια θέση στο διάστημα σε άλλη, αποσυνδεδεμένη θέση σε μεγάλη απόσταση Μακριά. Η ιδέα έχει απορριφθεί ως ένα τεράστιο επιστημονικό λάθος, αλλά οι σωστές συνθήκες θα μπορούσαν να την μεταφέρουν από το πεδίο της επιστημονικής φαντασίας στην πραγματική επιστήμη.

Το σύστημα οδήγησης στημονιού στα αστέρια Star Trek ήταν αυτό που έκανε το ταξίδι από αστέρι σε αστέρι δυνατό. Εάν είχαμε αυτήν την τεχνολογία, θα μπορούσαμε εύκολα να γεφυρώσουμε την απόσταση από τα αστέρια, αλλά αυτό παραμένει στο πεδίο της επιστημονικής φαντασίας για σήμερα. Η κίνηση σπορίων του Star Trek Discovery ανοίγει έναν νέο πιθανό μηχανισμό για ταχύτερα από το φως ταξίδι που μπορεί να είναι ακόμη ανώτερο από τη μονάδα στημόνι. (ALISTAIR MCMILLAN / CC-BY-2.0)

Οι τρεις τρόποι που το Star Trek προβλέπει το διαστημικό ταξίδι είναι οι εξής:

  • Παλμικοί κινητήρες, που μοιάζουν με τα συμβατικά ταξίδια: ένα καύσιμο χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενέργειας, το οποίο δημιουργεί ώθηση από μια εξάτμιση προς τα πίσω, ωθώντας το διαστημικό σκάφος προς τα εμπρός.
  • Warp drive, όπου ο ίδιος ο χώρος συμπιέζεται μπροστά από ένα διαστημικό σκάφος (και επεκτείνεται πίσω από αυτό), επιτρέποντάς του να ταξιδέψει μέσω αυτού του συμπιεσμένου χώρου με τρόπο που να είναι αποτελεσματικά πιο γρήγορος από το φως. Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, ο θεωρητικός φυσικός Miguel Alcubierre δημιούργησε ένα χωροχρόνο όπου αυτό είναι δυνατό μέσα στη Γενική Σχετικότητα. Εάν υπάρχει αρνητική μάζα και / ή αρνητική ενέργεια, αυτό θα μπορούσε να μετατοπιστεί από μια μαθηματική δυνατότητα σε μια φυσική.
  • Η κίνηση σπορίων, όπου ένα δίκτυο σπορίων μυκηλίου απλωμένο σε όλο το Σύμπαν επιτρέπει σε ένα διαστημικό σκάφος να ταξιδέψει στιγμιαία από το ένα αποσυνδεδεμένο σημείο στο άλλο, σαν να μεταφέρθηκαν θαυματουργικά.

Ο τρόπος με τον οποίο το Star Trek: Discovery εφαρμόζει το spore drive μπορεί να είναι λίγο ύποπτο, αλλά η βασική ιδέα δεν είναι τόσο τρελή όσο ακούγεται.

Ο Paul Stamets είναι το κλειδί για την κίνηση σπόρων του Discovery, αφού αποκάλυψε μια σχέση μεταξύ του δικτύου μυκηλίου που μελετούσε, ενός πλάσματος tardigrade και της ικανότητας ενός πλοίου να «πηδήξει» από μια αιτιακά αποσυνδεδεμένη περιοχή του διαστήματος σε άλλη. (MICHAEL GIBSON / CBS)

Σύμφωνα με την παράσταση, υπάρχει ένα δίκτυο μυκητιακών σπόρων από έναν ειδικό τύπο μανιταριού γνωστό ως μυκήλιο. Αυτά τα σπόρια εξαπλώνονται σε όλο τον γαλαξία και διαπερνούν όχι μόνο το διάστημα, αλλά και τον υπόγειο χώρο.

Με τη διασύνδεση με αυτό το δίκτυο σπορίων από μια ειδική αίθουσα που υπάρχει στο πλοίο, μια μονάδα δίσκου Displacement Activated Spore Hub (DASH) επιτρέπει στο πλοίο να ταξιδεύει από το διάστημα, στον υπόγειο χώρο και να επιστρέφει στο διάστημα σε μια εντελώς αποσυνδεδεμένη τοποθεσία. Είναι μια έξυπνη ιδέα, σίγουρα, ότι οραματίζεται έναν μηχανισμό για να ταξιδεύετε σε απομακρυσμένες τοποθεσίες πιο γρήγορα και με ακρίβεια από ό, τι θα μπορούσε να επιτρέψει ακόμη και μια κίνηση στημονιού.

Όμως, όπως το παρουσίασε το Star Trek, είναι βασικά ελαττωματικό.

Όταν το πλήρωμα του Star Trek: Discovery έμαθε για πρώτη φορά τα σπόρια Tardigrade και το μυκήλιο, δεν είχαν ιδέα ότι θα μπορούσε πραγματικά να κρατήσει το κλειδί για να ταξιδέψετε γρηγορότερα από ό, τι θα επέτρεπε ακόμη και η κίνηση στρέβλωσης. (JAN THIJS / CBS © 2017 CBS INTERACTIVE)

Εδώ είναι μερικοί λόγοι για τους οποίους.

  1. Star Trek: Το Discovery βασίζεται στην ικανότητα ενός συγκεκριμένου ζώου - ενός διαστημικού tardigrade - να κάνει οριζόντια μεταφορά γονιδίων και να ενσωματώσει ξένο DNA στο δικό του γονιδίωμα. Αλλά τα ζώα δεν μπορούν να κάνουν οριζόντια μεταφορά γονιδίων. μόνο βακτήρια μπορούν. Το πρωτότυπο έγγραφο που το υποστήριξε αυτό αφαιρεθεί εδώ και εδώ.
  2. Το Mycelium σχηματίζει ένα τεράστιο δίκτυο εδώ στη Γη, αλλά αυτό οφείλεται στη συνδεδεμένη ρίζα του. Το πρόβλημα είναι ότι το μυκήλιο είναι μια προηγμένη μορφή ζωής που απαιτούσε δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης στη Γη πριν υπάρξει. δεν θα μπορούσε να προκύψει σε άλλα ηλιακά συστήματα, γαλαξίες ή σύμπαντα.
  3. Ακόμα κι αν αυτά τα σπόρια ήταν κβαντικά μηχανικά εμπλεγμένα, δεν μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την τηλεμεταφορά της ύλης ή ακόμη και για την επικοινωνία ταχύτερα από το φως.

Αν και μπορεί να είναι μια διασκεδαστική ιδέα επιστημονικής φαντασίας, η επιστήμη πίσω από αυτήν είναι αβάσιμη.

Ταξίδι στημόνι, όπως οραματίστηκε για τη NASA. Εάν δημιουργήσατε μια σκουληκότρυπα μεταξύ δύο σημείων στο διάστημα, με το ένα στόμα να κινείται σχετικώς σε σχέση με το άλλο, οι παρατηρητές σε οποιοδήποτε από τα δύο διασταυρούμενα άκρα θα γερνούσαν με πολύ διαφορετικές ποσότητες. Εάν αντί να στρέψετε το χώρο του 3D Σύμπαντός μας, διασχίσατε μια διαφορετική, πρόσθετη διάσταση, θα μπορούσατε να συνδέσετε δύο διαφορετικές τοποθεσίες σχεδόν στιγμιαία. (NASA / ΨΗΦΙΑΚΗ ΤΕΧΝΗ ΤΟΥ LES BOSSINAS (CORTEZ III SERVICE CORP.), 1998)

Εκτός αν, δηλαδή, ήσασταν πρόθυμοι να κάνετε μια μικρή αλλαγή στους γνωστούς νόμους της φυσικής: προσθέστε σε μια τέταρτη χωρική διάσταση, για να μας φέρετε συνολικά πέντε διαστάσεις (συμπεριλαμβανομένου του χρόνου). Εάν το Σύμπαν είχε μια επιπλέον διάσταση του χώρου και - το πιο σημαντικό - τη δυνατότητα να επιτρέψουμε σε αντικείμενα που υπάρχουν στις τρεις χωρικές μας διαστάσεις να χρησιμοποιήσουν την τέταρτη διάσταση για ταξίδια, τότε όλα όσα φαντάζεται η κίνηση των σπορίων καθίστανται δυνατά.

Για να καταλάβετε πώς, φανταστείτε ένα Σύμπαν με δύο χωρικές διαστάσεις, όπως την επιφάνεια ενός κομματιού χαρτιού. Φανταστείτε τα πλάσματα που ζουν σε αυτό το φύλλο χαρτιού και - σε πραγματικό στυλ Flatland - ποια θα ήταν η συνάντηση με κάποιον που θα μπορούσε να χειριστεί την τρίτη διάσταση.

Το παραβολικό Flamm, φαίνεται εδώ, αντιπροσωπεύει την καμπυλότητα χωροχρόνου έξω από τον ορίζοντα γεγονότος μιας μαύρης τρύπας Schwarzschild. Στη σχετικότητα του Αϊνστάιν, η μάζα καμπυλώνει το ύφασμα του χωροχρόνου. Εάν ο χωροχρόνος έχει πρόσθετες διαστάσεις, μπορεί να είναι δυνατόν να ταξιδέψετε πρακτικά στιγμιαία από τη μία τοποθεσία στην άλλη, εκμεταλλευόμενοι την ελευθερία που επιτρέπει μια πρόσθετη διάσταση. (ALLENMCC. ΚΟΙΝΩΝ WIKIMEDIA)

Ένα δισδιάστατο πλάσμα έχει ένα εξωτερικό που είναι εκτεθειμένο στον κόσμο: το περίγραμμα του σώματός του. Έχει επίσης ένα εσωτερικό που δεν είναι: τα πάντα στο εσωτερικό. Οπλισμένοι με τους τρισδιάστατους βραχίονες σας (και, αν προτιμάτε, ένα μολύβι και μια γόμα), θα μπορούσατε εύκολα να κάνετε τα εξής:

  • αναδιάταξη των εσωτερικών του οργάνων,
  • φτάσετε και αφαιρέστε ή προσθέστε οτιδήποτε στο εσωτερικό του,
  • σηκώστε το από τη σελίδα και τοποθετήστε το κάτω οπουδήποτε αλλού στη σελίδα,
  • ή ακόμη και διπλώστε τη σελίδα έτσι ώστε να αλληλεπικαλύπτονται δύο αποσυνδεδεμένες τοποθεσίες και να μεταφέρετε σχεδόν αμέσως αυτό το πλάσμα από τη μία τοποθεσία στην άλλη.

Εν ολίγοις, θα εμφανιζόμαστε σαν Θεοί σε ένα πλάσμα που ζει σε μια λιγότερη διάσταση από τη δική μας.

Το τετραδιάστατο ανάλογο ενός τρισδιάστατου κύβου είναι ένα 8-κελί (αριστερά). το 24-κελί (δεξιά) δεν έχει 3D ανάλογο. Οι επιπλέον διαστάσεις προσφέρουν επιπλέον δυνατότητες. (JASON HISE WITH MAYA ΚΑΙ MACROMEDIA FREWORKS)

Ας έρθουμε λοιπόν στο Σύμπαν μας όπως το γνωρίζουμε: με τρεις χωρικές διαστάσεις. Οι άνθρωποι διερευνούν εδώ και πολύ καιρό την ιδέα των επιπλέον διαστάσεων, συμπεριλαμβανομένου του πώς θα μπορούσαν να λύσουν πολλά από τα μεγαλύτερα προβλήματα της κοσμολογίας, και ακόμη και να εξηγήσουν γιατί έχουμε τρεις χωρικές διαστάσεις και το Σύμπαν που κάνουμε σήμερα.

Τι θα μπορούσε να κάνει μια επιπλέον διάσταση για εμάς - αν θέλαμε να προσθέσουμε μια τέταρτη - είναι πολύ παρόμοιο με αυτό που μια τρίτη διάσταση θα επέτρεπε σε ένα εξωτερικό μέρος να κάνει ένα δισδιάστατο πλάσμα. Συγκεκριμένα, κάποιος που έχει πρόσβαση στην τέταρτη διάσταση θα μπορούσε:

  • εκτελέστε χειρουργική επέμβαση σε εμάς χωρίς να μας ανοίξετε,
  • εισαγάγετε, αφαιρέστε ή αναδιατάξετε κάτι μέσα μας,
  • αφαιρέστε μας από τον τρισδιάστατο χώρο μας και τοποθετήστε μας κάτω οπουδήποτε αλλού,
  • και αναδιπλώνοντας τον χώρο μας, όπως ενδείκνυται, συνδέστε δύο τοποθεσίες που είχαν αποσυνδεθεί προηγουμένως, επιτρέποντας αυτό που θα φαινόταν ως σχεδόν στιγμιαία τηλεμεταφορά χωρίς να παραβιάζετε τους νόμους της σχετικότητας.
Η ιδέα ότι οι δυνάμεις, τα σωματίδια και οι αλληλεπιδράσεις που βλέπουμε σήμερα είναι όλες εκδηλώσεις μιας ενιαίας, γενικής θεωρίας είναι ελκυστική, που απαιτεί επιπλέον διαστάσεις και πολλά νέα σωματίδια και αλληλεπιδράσεις. Μία τέτοια επιπλέον διάσταση, αν είχε τις σωστές ιδιότητες, θα μπορούσε να επιτρέψει τη μεταφορά παρόμοια με αυτήν που επιτυγχάνει η κίνηση σπόρων στο Star Trek: Discovery. (WIKIMEDIA COMMONS USER ROGILBERT)

Αυτό το τελευταίο κομμάτι σίγουρα ακούγεται πάρα πολύ σαν αυτό που προσπαθεί να πετύχει το Star Trek: Το spore drive του Discovery! Ένα διαστημόπλοιο, μέσω κάποιας σύνδεσης με κάποια οντότητα που κατοικεί τουλάχιστον εν μέρει εκτός των τριών χωρικών μας διαστάσεων, μπορεί να μεταφερθεί από τη μία τοποθεσία στην άλλη γρηγορότερα από οποιοδήποτε γνωστό μέσο. Η κίνηση σπόρων επιτρέπει τη μεταφορά γρηγορότερα από τους κανονικούς κινητήρες. γρηγορότερο από το φως ακόμη πιο γρήγορα από ό, τι θα επιτρέπει η κίνηση στημονιού.

Ο τρόπος που μπορεί να το κάνει αυτό, ρεαλιστικά, είναι να αφήσουμε το τρισδιάστατο σύμπαν μας, εισάγοντας μια πρόσθετη χωρική διάσταση και, στη συνέχεια, μπαίνουμε ξανά στο τρισδιάστατο σύμπαν μας. Αυτό οδηγεί σε ένα φανταστικό και εκτεταμένο συμπέρασμα: ο υπόγειος χώρος είναι στην πραγματικότητα μια επιπλέον χωρική διάσταση.

Μια απεικόνιση του πεδίου στημονιού από το Star Trek, το οποίο μειώνει τον χώρο μπροστά του ενώ επιμηκύνει το χώρο πίσω από αυτό. Η κίνηση των σπόρων, τόσο στο Star Trek όσο και από τη φυσική ιδέα της διέλευσης μιας επιπλέον χωρικής διάστασης στην πραγματικότητά μας, θα μπορούσε να μας οδηγήσει από το σημείο Α στο σημείο Β ακόμα πιο γρήγορα. (TREKKY0623 ΤΗΣ ΑΓΓΛΙΚΗΣ ΒΙΚΙΠΕΔΙΑΣ)

Ένα πλήθος άλλων προβλημάτων και δυνατοτήτων με την τεχνολογία Star Trek - για το οποίο έγραψα εγώ το βιβλίο - επιλύονται αμέσως με τον προσδιορισμό του υποδιαστήματος ως μια άλλη διάσταση.

Η επικοινωνία του υπόγειου χώρου μπορεί να συμβεί γρηγορότερα από το φως, επειδή τα σήματα δεν ταξιδεύουν μέσω του διαστήματος, αλλά μάλλον μέσω μιας πρόσθετης διάστασης που συντομεύει τον χώρο.

Επειδή υπάρχουν επιπρόσθετες διαστάσεις, ορισμένα σωματίδια που δεν μπορούν να υπάρχουν στο Σύμπαν μας - σωματίδια τετρυονίου - μπορούν να υπάρχουν στον υποπεριοχή.

Και, το πιο σχετικό, είναι πιθανό ότι ορισμένες φυσικές οντότητες (ή ακόμη και κάποιες βιολογικές) δεν μπορούν μόνο να υπάρχουν στο Σύμπαν μας, αλλά να διατηρούν ένα συστατικό τους που υπάρχει, ακόμη και σχηματίζει ένα δίκτυο, στον υποχώρο. Αυτό θα ήταν απολύτως συνεπές με το γιατί ο Geordi La Forge αναφερόταν στον υποπεριοχή ως «… μια τεράστια κηρήθρα με άπειρο αριθμό κυττάρων».

Εάν υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις, πρέπει να έχουν πολύ μικρό μέγεθος. Ακόμη και με τις μεγαλύτερες επιτρεπόμενες τιμές, ο χρόνος αποσύνθεσης μιας μαύρης τρύπας που δημιουργείται στον LHC θα εξακολουθεί να αυξάνεται μόνο σε ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου. Αλλά αν οι επιπλέον διαστάσεις ήταν πραγματικές, θα υπήρχε ξαφνικά η πιθανότητα να εξέλθουμε από το τρισδιάστατο σύμπαν μας, να διασχίσουμε την τέταρτη χωρική διάσταση και να επανέλθουμε σε ένα πλήρως αποσυνδεδεμένο σημείο στον χωροχρόνο. (FERMILAB TODAY)

Εάν είχαμε μια επιπλέον χωρική διάσταση στο Σύμπαν μας, οποιοδήποτε πλάσμα που μπορούσε να ελέγξει την κίνησή του μέσω αυτού θα μπορούσε να ξεπεράσει πολλά από τα συμβατικά όρια του Σύμπαντός μας σήμερα. Ταχύτερα από το φως, σχεδόν στιγμιαία ταξίδια θα ήταν δυνατά λαμβάνοντας μια συντόμευση μέσω αυτής της πρόσθετης διάστασης. Εκτός από τα πάνω και κάτω, αριστερά και δεξιά και εμπρός και πίσω, θα υπήρχε ένας επιπλέον τρόπος για να μετακινηθείτε στο διάστημα, επιτρέποντάς σας να βγείτε από την τρέχουσα τοποθεσία σας και να εισέλθετε ξανά σε οποιοδήποτε άλλο μέρος. Θα ήταν ένας νόμιμος τρόπος να τηλεμεταφέρετε ό, τι μπορούσατε να μετακινήσετε, ακόμη και ένα ολόκληρο αστέρι, μια αυθαίρετα μεγάλη απόσταση σε αυθαίρετα μικρό χρονικό διάστημα.

Θα μπορούσε να ήταν μια πιο έξυπνη επιλογή για τη δημιουργία αυτής της συσκευής επιστημονικής φαντασίας πάνω σε ένα φυσικό σύνολο σωματιδίων παρά έναν βιολογικό οργανισμό. Ό, τι δίκτυο υπάρχει σε μια πρόσθετη διάσταση, πρέπει να έχει σημεία εισόδου και εξόδου που είναι ελεγχόμενα για να επιτρέψει το είδος μεταφοράς που βλέπουμε στο Star Trek: Discovery. Αλλά αν οι επιπλέον διαστάσεις είναι πραγματικές και μπορούμε να τις χειριστούμε κατάλληλα, το μεγαλύτερο όνειρο επιστημονικής φαντασίας όλων μας - στιγμιαία τηλεμεταφορά - μπορεί να είναι πιο κοντά στο να γίνει πραγματικότητα από ό, τι είχαμε φανταστεί ποτέ πριν.

Το Starts With A Bang είναι τώρα στο Forbes και αναδημοσιεύεται στο Medium χάρη στους υποστηρικτές του Patreon. Ο Ethan έχει συγγράψει δύο βιβλία, το Beyond The Galaxy και το Treknology: The Science of Star Trek από το Tricorder στο Warp Drive.