Prędkość warp
Z Wikipedii
Prędkość warp - szybkość z jaką porusza się statek kosmiczny używający fikcyjnego napędu warp, wymyślonego na potrzeby serialu Star Trek. Warp 1 to prędkość światła. Kolejne prędkości warp wzrastają w sposób nieliniowy.
Spis treści |
[edytuj] Motywacja
Prędkość warp to prędkość nadprzestrzenna - zjawisko, które jest stałym motywem w twórczości science-fiction, prawie zawsze tam, gdzie akcja toczy się w głębokim kosmosie. Star Trek, Gwiezdne Wojny i im podobne są współczesnymi odpowiednikami historii o dalekomorskich podróżach. Oddalone o wiele lat świetlnych planety są podobne do wysp, a ich mieszkańców łączą zależności polityczne nierzadko podobne do tych, jakie można było zaobserwować w czasach wielkich odkryć: kolonizacja, federacje, wielkie imperia i wojny o zasoby naturalne. Bez mechanizmu szybkiego poruszania się między planetami, tego typu fabuła byłaby niemożliwa do zrealizowania.
[edytuj] Technologia warp
Gene Roddenberry, projektując fikcyjny świat przedstawiony w Star Trek, współpracował z ekspertami z NASA i fizykami przy ustalaniu możliwości wynalazków przedstawionych w serialu. Owocem tego są częściowe wyjaśnienia budowy i zasad działania wielu elementów statków kosmicznych, czerpiące nierzadko z najnowszych teorii naukowych, zwykle jednak nawet teoretycznie niemożliwe lub możliwe, przy założeniu istnienia innego zjawiska lub urządzenia (jak np. kompensator Heisenberga). W środowisku fanów Star Trek, pseudonaukowy język, będący częstym elementem dialogów w serialu, nazywany jest technobełkotem.
[edytuj] Napęd Warp
Wynalazcą napędu warp był w świecie Star Trek Doktor Zefram Cochrane (grany przez Jamesa Cromwella, znanego z filmów Babe świnka z klasą i Zielona mila). Pierwszy lot z prędkością warp odbył statek Phoenix w roku 2063 (wg chronologii Star Trek). Episod ten był centralnym wątkiem filmu Star Trek: First Contact.
Zdolność napędu do przekraczania prędkości światła jest tłumaczona w następujący sposób: statek generuje tzw. pole warp, czyli lokalne zakrzywienie czasoprzestrzeni. Przestrzeń zagęszcza się przed statkiem i rozciąga za nim, dzięki czemu statek pokonuje ogromne odległości, nie przekraczając prędkości światła. Można to porównać do deski surfingowej generującej swoją własną falę.
Takie zakrzywienie czasoprzestrzeni wymaga ogromnej energii. Sercem napędu Warp jest tzw. rdzeń warp, w którym zachodzi kontrolowana reakcja antymaterii z materią, produkująca wysokoenergetyczną plazmę. Plazma ta jest następnie pompowana przez serię cewek Warp zlokalizowanych w gondolach Warp, w których mieści się mechanizm generujący pole warp.
Co ważne prędkość warp 1 jest równa prędkości światła, ale warp 2 niej wynosi już dwukrotności tej prędkości, lecz 10-ktotność. Dokładnie jeste to opisanie w poniższej tabeli:
| Wielokrotność prędkosci warp |
Wielokrotność prędkości światła |
Prędkośc w km/s | Komentarz |
| Warp 1 | 1 | 0,3 mln km/s | Prędkość światła |
| Warp 2 | 10 | 3 mln km/s | |
| Warp 3 | 39 | 11.7 mln km/s | |
| Warp 4 | 102 | 30,6 mln km/s | |
| Warp 5 | 214 | 64,2 mln km/s | |
| Warp 6 | 392 | 0,1176 mld km/s | |
| Warp 7 | 656 | 0,1968 mld km/s | |
| Warp 8 | 1024 | 0,372 mld km/s | |
| Warp 9 | 1516 | 0,4548 mld km/s | |
| Warp 9,(9) | 1995 | ||
| Warp 10 | ? | ? | Prędkość Nieskończona |
[edytuj] Współczynnik warp
W oryginalnej serii Star Trek współczynnik warp (Warp Factor, WF) był wyznaczany według następującego wzoru:
![\mathcal{WF}= \sqrt[3]{{v} \over {c}} = \left ( {v \over c} \right )^{1 \over 3}](../../../math/b/5/1/b51139c97f029122f56c6a384b864465.png)
gdzie v to prędkość sygnału lub statku, c = 300.000 km/s (prędkość światła)
Z prędkością warp 1 statek porusza się z prędkością światła c; z prędkością Warp 6 przekracza ją 216 razy.
Na potrzeby kolejnych seriali z cyklu Star Trek (w roku 2312, według chronologii serialu) powyższy wzór został zmieniony na następujący:
![\mathcal{WF}= \sqrt[10]{\left ({v \over c}\right )^3} = \left ({v \over c}\right )^{{3} \over {10}}](../../../math/6/4/5/645df842621db344db29f879bbd4ae83.png)
W tej skali Warp 1 to nadal c (tak jak poprzednio), natomiast Warp 6 wynosi w przybliżeniu 392·c.
Warp 10 jest w Star Trek "ostatecznym limitem", nieosiągalną, nieskończoną prędkością. (przyjmuje się, że statek znajduje się wtedy w każdym miejscu wszechświata). W ostatnim odcinku Star Trek: Następne Pokolenie użycie frazy Warp 13 tłumaczy się najczęściej przedefiniowaniem skali warp.
[edytuj] Zgodność z nauką
Wyjaśnienie sugerowane przez autorów serialu, choć używa pojęć zaczerpniętych z teorii względności, nie wynika z niej i nie ma jasnego uzasadnienia naukowego.
Ogólna teoria względności zakłada, że każdy obiekt obdarzony masą zagęszcza przestrzeń wokół siebie i opisuje zachowanie obiektów poruszających się w takiej zagęszczonej przestrzeni. Lokalne zagęszczenie na tyle silne, że ucieczka z niego wymaga przekroczenia prędkości światła to czarna dziura. Zgodnie z logiką projektantów warp, w takiej zagęszczonej przestrzeni statek mógłby swobodnie się poruszać, przekraczając ogromne odległości w krótkim czasie, co jest sprzeczne z całą teorią czarnych dziur.
Szczególna teoria względności nie zezwala na poruszanie się jakichkolwiek obiektów materialnych z prędkościami większymi od prędkości światła, w dowolnym układzie odniesienia, niezależnie od zakrzywiania czasoprzestrzeni. Statek poruszający się w kosmosie będzie, z punktu widzenia obserwatora związanego z innym układem odniesienia, poruszał się z prędkością mniejszą niż prędkość światła, nawet jeśli przestrzeń wokół statku zostanie zakrzywiona.
Dyskusję na temat możliwości konstrukcji napędu warp przeprowadził fizyk i popularyzator nauki Lawrence M. Krauss w książce "Fizyka podróży międzygwiezdnych" (The physics of Star Trek).
