[/ chú thích]

Ổ đĩa Alcubierre là một trong những ổ đĩa dọc được biết đến nhiều hơn trên các mô hình giấy - trong đó một phương pháp ổ đĩa dọc có thể hoạt động toán học miễn là bạn không quá say mê vật lý trong thế giới thực và một số vấn đề ranh giới phiền phức.

Gần đây, khái niệm ổ đĩa Alcubierre đã được thử nghiệm trong siêu vật liệu được mô hình hóa bằng toán học - có thể cung cấp một sự tương tự thô về không-thời gian. Thật thú vị, hóa ra trong những điều kiện này, ổ Alcubierre không thể phá vỡ rào cản ánh sáng - nhưng hoàn toàn có khả năng thực hiện 25% tốc độ ánh sáng, đó không phải là điều bạn sẽ gọi là chậm.

OK, vì vậy hai vấn đề khái niệm để vật lộn với ở đây. Cái quái gì là một ổ Alcubierre - và cái quái gì là siêu vật liệu?

Ổ đĩa Alcubierre là một loại thử nghiệm tư duy toán học mà bạn tưởng tượng tàu vũ trụ của mình có cơ chế truyền động có khả năng làm cong một bong bóng không-thời gian sao cho thành phần bong bóng trước mặt bạn co lại trước bạn gần hơn - trong khi bong bóng phía sau bạn mở rộng, di chuyển những gì phía sau bạn đi xa hơn.

Hình học bị vênh này di chuyển tàu vũ trụ về phía trước, giống như một người lướt trên làn sóng không-thời gian. Duy trì độ cong này một cách linh hoạt và liên tục khi con tàu tiến về phía trước có thể dẫn đến vận tốc nhanh hơn ánh sáng từ quan điểm của người quan sát bên ngoài bong bóng - trong khi con tàu hầu như không di chuyển so với thời gian không gian cục bộ trong bong bóng. Thật vậy, trong suốt hành trình, phi hành đoàn trải qua điều kiện rơi tự do và không gặp rắc rối bởi lực lượng G.

Một số hạn chế của mô hình lái Alcubierre là mặc dù toán học có thể gợi ý rằng chuyển động về phía trước của con tàu là có thể về mặt lý thuyết, làm thế nào nó có thể bắt đầu và sau đó dừng lại ở điểm đến của nó không rõ ràng. Cơ chế tạo ra bong bóng cơ bản cũng vẫn được giải thích. Để làm cong thời gian không gian, bạn phải phân phối lại khối lượng hoặc mật độ năng lượng theo một cách nào đó. Nếu điều này liên quan đến việc đẩy các hạt ra các cạnh của bong bóng thì điều này có nguy cơ xảy ra trường hợp các hạt ở ranh giới của bong bóng sẽ chuyển động nhanh hơn ánh sáng trong khung tham chiếu của không gian bên ngoài bong bóng - sẽ vi phạm nguyên tắc cơ bản của thuyết tương đối rộng.

Có nhiều giải pháp khác nhau được đề xuất, liên quan đến năng lượng tiêu cực, vật chất kỳ lạ và tachyons - mặc dù bạn đang xuống hố thỏ trong giai đoạn này. Tuy nhiên, nếu bạn có thể tin sáu điều không thể trước khi ăn sáng, thì tại sao không lái xe Alcubierre quá.

Bây giờ, siêu vật liệu là các cấu trúc giống như ma trận với các tính chất hình học có thể điều khiển và định hình sóng điện từ (cũng như sóng âm hoặc địa chấn). Cho đến nay, các vật liệu như vậy không chỉ được lý thuyết hóa, mà còn được chế tạo - ít nhất là với khả năng điều khiển bức xạ bước sóng dài. Nhưng về mặt lý thuyết, các siêu vật liệu có độ chính xác rất cao có thể điều khiển các bước sóng quang và ngắn hơn - tạo ra tiềm năng cho áo choàng tàng hình và các thiết bị che giấu tàu vũ trụ, theo lý thuyết.

Dù sao đi nữa, siêu vật liệu có khả năng điều khiển hầu hết phổ điện từ có thể được mô hình hóa bằng toán học - ngay cả khi chúng có thể được chế tạo bằng các công nghệ hiện tại. Mô hình này đã được sử dụng để tạo ra các lỗ đen ảo và điều tra khả năng bức xạ Hawking - vậy tại sao không sử dụng cùng một phương pháp để kiểm tra ổ đĩa dọc Alcubierre?

Nó chỉ ra rằng các thông số vật liệu của cái gọi là siêu vật liệu hoàn hảo, sẽ không cho phép ổ Alcubierre phá vỡ tốc độ ánh sáng, nhưng sẽ cho phép nó đạt tốc độ ánh sáng 25% - khoảng 75.000 km một giây. Điều này đưa bạn đến hệ thống Alpha Centauri trong khoảng mười bảy năm, giả sử gia tốc và giảm tốc chỉ là những thành phần nhỏ của hành trình.

Liệu các giới hạn được áp dụng bởi siêu vật liệu trong thử nghiệm này có phải là dấu hiệu cho thấy nó không thể mô phỏng đầy đủ độ cong vênh của không-thời gian - mà ổ Alcubierre cần phá vỡ tốc độ ánh sáng - hay liệu ổ Alcubierre không thể làm được, vẫn là một câu hỏi mở . Điều đáng ngạc nhiên và đáng khích lệ là ổ đĩa thực sự có thể hoạt động được một chút.

Đọc thêm: Smolyaninov, I. Mô hình dựa trên siêu vật liệu của ổ đĩa dọc Alcubierre.