Tord-Pelado

En la dua jardeko de la 21a jarcento de la nuna erao, scienistoj en Kanado (Sharp, Brockhouse kaj Slotin) perfektis la metrikon de Alcubierre, ankaǔ konata kiel la pelado de Alcubierre aǔ tord-pelado, kiu estas  modelo por la pelado de kosmoŝipo plie ol la rapideco de lumo, c. La Tord-Pelado estas solvo de la vektoraraj ekvacioj de generala relativeco de Einstein.  En ĉitiu teorio, materio distordas la geometrion de spac-tempo, kaj  ĉitio kurba geometrio estas interpretata kial pezforto.  La fizikisto Miguel Alcubierre proponis dum 1999 metadon por streĉi spacon en ondo, kiu kauzas la malgraniĝadon de spaco antaǔe la kosmoŝipo, en la akso de la direkto de la ŝipo.  La spacon malantaǔe la ŝipo pligradiĝas.  La ŝipo rajdus ĉitiun ondon en regiono konata kial "tord-veziko" de plata spaco.  Ĉar la ŝipo ne vere movas en la veziko, sed pli ĝuste estas portata en la regiono dum la regiono movas, la relativecaj efektoj, tia la malgrandiĝo de Lorentz, pli-iĝo de amaso kaj dilatado de tempo, ne aplikas. Ĉar kosmoŝipo en la centro de la movada spaco de la metriko estas senmova relate al loka plata spaco, ne ekzistas relativecaj efektoj de amaso kaj tempo.  La ŝipaj horloĝoj montras la saman tempon kial eksteraj horloĝoj, kaj la ekstera vidanto ne observas pli-iĝadon de la amaso de la movada ŝipo, eĉ kiam ĝi veturas plie la rapideco de lumo (PROL). Ankaǔ, Alcubierre montris ke eĉ kiam la ŝipo akcelas, ĝi vojaĵas je sendependanta geodesiko.  Alivorte, ŝipo uzante de la tord-pelado por akceli ne sentas akcelajn fortojn (g-fortojn).

Pentaĵo de tord-veziko.  La spaco antaǔe la kosmoŝipo mallongiĝas dum la malantaǔa spaco plilongiĝas. (El Berry)

Matematiko de la Tord-pelado 

(de Alcubierre)

Uzante la 3+1 formo de generala relativeco, la spac-tempo estas priskribata per foliecado de spac-hyper-supraĵoj de konstanta tempo, t.  La generala formo de la metriko de Alcubierre estas:

ds² = -(α² - β_iβⁱ) dt² + 2β_i dxⁱ dt + ϒ_ij dxⁱ dx^j

kie α estas la funkcio kiu donas la ĝustan intertempon inter proksumaj hiper-supraĵoj, βⁱ estas la ŝanĝ-vektoro kiu donas la spac-kunordigan sistemon je malsamaj hiper-supraĵoj, kaj γ_ij estas pozitiva definita metriko je ĉio hyper-supraĵo.  La formon Alcubierre studis, (1994) estas definata per:

          α = 1

          β^x = -v_s(t)f(r_s(t)),

       β^y = β^z = 0

       Y_ij = δ_ij

kie

v_s(t) = dx_s(t) / dt,

r_s(t) = [(x - x_s(t))² + y² + z²]^1/2

kaj

kun R > 0 kaj σ > 0 arbitraj parametroj. Kun ĉitiu formo de la metriko, oni povas montri ke la energia denseco tio estas mezurata de observantoj kun 4-rapideco normala al la hiper-supraĵoj estas donata per

kie g estas la determinanto de la metrika tensoro. Ĉar la energia denseco estas negitiva, tial, "Oni bezonas ekzotikan materion por veturi plirapide ol lumo" (Alcubierre, 1994).  Sharp, Brockhouse kaj Slotin  desegnis la generatilon Casimir por produkti ekzotikan materion loke per la uzado de kvantumaj gravitronikoj, inventata per Novzelandana fizikisto Sarah Martin en 2015.

Bibliografio:

• Berry, Adrian. 2000.  The Giant Leap: Mankind Heads for the Stars. Tom Doherty Associates, LLC. New York, Earth
  
• Sharp, Glenda. 2156. Historio de la Tord-Pelado. Clarkspresejo, Clarksville, Kentaurus.