Penelitian baru yang spekulatif menguraikan metode untuk mendeteksi peradaban luar bumi: dengan menangkap gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh keruntuhan atau kegagalan penggerak warp mereka. Kedengarannya liar, namun konsep ini didasarkan pada prinsip relativitas umum Einstein.
Warp drive, yang terinspirasi oleh pemahaman Albert Einstein tentang fisika kosmologis, adalah yang pertama dimodelkan secara matematis oleh fisikawan Miguel Alcubierre pada tahun 1994. Menurut Alcubierre, sebuah pesawat ruang angkasa dapat mencapai perjalanan yang lebih cepat dari cahaya (dibandingkan dengan pengamat luar) melalui mekanisme yang dikenal sebagai “gelembung warp”, yang mengontraksikan ruang di depannya dan memperluas ruang di belakangnya. Penggerak warp tidak mempercepat pesawat ruang angkasa secara lokal hingga kecepatan lebih cepat dari kecepatan cahaya; sebaliknya, ia memanipulasi ruangwaktu di sekitar kapal. Pesawat luar angkasa semacam itu dapat menempuh jarak yang sangat jauh dalam waktu singkat dengan “melengkungkan” ruang-waktu, melewati batas kecepatan cahaya dengan cara yang konsisten dengan relativitas umum.
Masalahnya adalah, model ini memerlukan energi negatif, suatu bentuk energi spekulatif yang energinya lebih sedikit dibandingkan ruang kosong, yang saat ini tidak dipahami atau dicapai dengan teknologi saat ini. Kesenjangan dalam pemahaman kita ini menjaga konstruksi sebenarnya dari warp drive, seperti yang digambarkan dalam Perang Bintang Dan Perjalanan Bintangtegas dalam bidang fiksi ilmiah.
Di sebuah belajar diunggah ke server pracetak arXiv, astrofisikawan dan matematikawan Katy Clough dari Queen Mary University of London, bersama dengan rekannya Tim Dietrich dari Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi dan Sebastian Khan dari Universitas Cardiff, mengeksplorasi kemungkinan bahwa keruntuhan hipotetis penggerak warp dapat memancarkan gelombang gravitasi yang dapat dideteksi.
Saat warp drive pergi kablooie
Para ilmuwan tidak berpura-pura mengetahui cara membuat warp drive, melainkan menggunakan simulasi matematika untuk mengeksplorasi potensi perilaku teoretis mereka. Secara khusus, tim berfokus pada apa yang mungkin terjadi jika warp drive mengalami, dalam kata-kata mereka, “kegagalan penahanan.” Kegagalan tersebut dapat mengakibatkan keruntuhan yang memancarkan gelombang gravitasi yang dapat dideteksi.
“Meskipun ada banyak hambatan praktis dalam penerapannya dalam kehidupan nyata, termasuk kebutuhan akan energi negatif, secara komputasi, seseorang dapat mensimulasikan evolusinya dalam waktu dengan persamaan keadaan yang menggambarkan materi tersebut,” tulis para ilmuwan dalam makalah mereka, yang saat ini diterbitkan. sedang ditinjau oleh rekan sejawat Buka Jurnal Astrofisika.
Berkat LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), yang mengamati riak di ruangwaktu yang disebabkan oleh peristiwa kosmik, kita tahu bahwa gelombang gravitasi dapat dideteksi; LIGO sudah melakukannya terbukti mampu mengamati fenomena tersebut dari sumber seperti penggabungan lubang hitam dan bintang neutron.
Pada awalnya, tim berusaha mempelajari sinyal gelombang gravitasi dari sebuah kapal yang mengalami percepatan hipotetis, namun mereka menyadari bahwa runtuhnya gelembung warp adalah langkah pertama yang lebih sederhana, dan peristiwa seperti itu kemungkinan besar akan menghasilkan sinyal yang lebih kuat, seperti yang dijelaskan Clough dalam email ke Gizmodo. Tidak ada mekanisme fisik yang diketahui untuk mempertahankan kestabilan gelembung warp, tambahnya, yang penting untuk menggunakan penggerak warp untuk melakukan perjalanan melalui ruang angkasa, yang mengarah pada kemungkinan kegagalan penahanan.
“Kita perlu mengendalikan cara tekanan merespons perubahan kepadatan cairan lungsin, atau menerapkan mekanisme penahanan tambahan,” tulis Clough. “Ini bisa dianalogikan dengan bagaimana laser diperlukan untuk membatasi plasma dalam eksperimen fusi nuklir. Jadi titik awal kami mengasumsikan bahwa apa pun yang menahan cairan tersebut telah pecah dan menyebabkannya menyebar.” Yang dimaksud dengan cairan, Clough mengacu pada media teoretis atau zat di dalam gelembung warp yang perlu dikontrol dan ditampung.
Riak menembus ruangwaktu
Keruntuhan warp drive akan memicu gelombang gravitasi yang kuat karena melibatkan perubahan ruangwaktu yang tiba-tiba dan dramatis. Redistribusi cepat energi dan materi yang digunakan untuk mendistorsi ruang-waktu dalam warp drive akan menciptakan gangguan yang signifikan, mirip dengan bagaimana gerakan tiba-tiba menciptakan gelombang di air. Peristiwa intens ini akan melepaskan energi yang cukup untuk menghasilkan gelombang gravitasi, serupa dengan yang dihasilkan oleh penggabungan lubang hitam atau tabrakan bintang neutron.
Sinyal yang dihasilkan akan “sangat kuat,” kata Clough. Hal ini disebabkan oleh pembengkokan ruang-waktu yang sangat besar yang diperlukan untuk mendorong sebuah kapal maju dengan kecepatan cahaya yang sangat kecil (10% hingga 30% dari kecepatan cahaya, sebagaimana disebutkan dalam makalah). Keruntuhan tersebut melepaskan sebagian besar energi yang terkandung dalam kelengkungan ruangwaktu, sehingga sinyal berpotensi dapat dideteksi.
Studi ini mengandalkan relativitas numerik, alat yang memungkinkan fisikawan mensimulasikan ruangwaktu dalam kondisi ekstrem. Pendekatan ini memungkinkan untuk mempelajari dan memahami fenomena yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang sangat kuat, seperti lubang hitam dan, secara teoritis, runtuhnya gelembung warp. Dengan mensimulasikan sinyal gelombang gravitasi yang mungkin dipancarkan selama keruntuhan warp drive, Clough dan timnya mengusulkan metode yang berpotensi mengidentifikasi peristiwa semacam itu—jika memang ada.
Dengan menganalisis bagaimana energi dan gelombang gravitasi akan memancar dari peristiwa semacam itu, para peneliti berspekulasi tentang tanda-tanda yang mungkin dapat ditangkap oleh detektor canggih suatu hari nanti. Kekuatan dan frekuensi sinyal bergantung pada ukuran gelembung warp. Dalam makalah tersebut, mereka memberikan contoh gelembung warp selebar 0,6 mil (1 kilometer) yang bergerak dengan kecepatan 10% kecepatan cahaya. Berdasarkan perhitungan mereka, ini akan menghasilkan sinyal 300 kHz yang dapat dideteksi hingga jarak 3,26 juta tahun cahaya, jika sinyalnya cukup kuat. Sebuah detektor yang mirip dengan LIGO tetapi dirancang untuk frekuensi yang lebih tinggi dapat mendeteksi sinyal ini, menurut para ilmuwan. “Usulan untuk detektor semacam itu sudah ada dan layak dilakukan, namun saat ini belum ada yang didanai,” kata Clough.
Menyenangkan untuk berspekulasi
Tidak diragukan lagi, gagasan menggunakan gelombang gravitasi untuk mengenali teknologi alien adalah hal yang liar. Kita masih jauh dari kemampuan menggunakan detektor seperti LIGO untuk mendeteksi tanda tangan alien jenis ini. Selain itu, kita tidak benar-benar tahu apakah alien mematuhi konsep yang terinspirasi dari fiksi ilmiah, jadi ini menambah dugaan lain. Meskipun bidang penelitian ini terdengar menjanjikan, namun hal ini masih berakar kuat pada teori.
Meskipun demikian, implikasi penelitian ini tidak hanya mencakup pencarian kehidupan di luar bumi. Memahami ciri-ciri keruntuhan warp drive juga dapat meningkatkan pemahaman kita tentang dinamika ruang-waktu dalam skenario yang melanggar kondisi energi yang diketahui. Studi semacam ini mendorong batas-batas pemahaman kita tentang fisika, menguji batas-batas relativitas umum dan berpotensi mengarah pada wawasan teoritis baru.
“Melampaui astrofisika standar seperti yang kami lakukan dalam penelitian ini benar-benar menantang kami untuk beradaptasi dan mendorong metode ini hingga batasnya, dan pengetahuan serta pengalaman ini tentu akan membantu kami saat kami mempelajari rezim yang lebih menantang dalam penerapan astrofisika di masa depan,” kata Clough.
Untuk lebih banyak penerbangan luar angkasa dalam hidup Anda, ikuti kami X dan tandai khusus Gizmodo Halaman penerbangan luar angkasa.
