Science: वार्प ड्राइव ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण तरंगें भेज सकता है

Science: वॉर्प ड्राइव की जड़ें अब तक की सबसे लोकप्रिय विज्ञान कथा फ़्रैंचाइज़ी में से एक में हैं, लेकिन उनका वैज्ञानिक आधार है। एक नया शोधपत्र उनके पीछे के विज्ञान की जांच करता है और पूछता है कि क्या वॉर्प ड्राइव नियंत्रण विफलता से पता लगाने योग्य Gravity तरंगें उत्सर्जित होंगी। इस शोधपत्र का शीर्षक है "जो पहले किसी ने नहीं देखा: वॉर्प ड्राइव पतन से गुरुत्वाकर्षण तरंगें।" लेखक कैटी क्लॉ, टिम डिट्रिच और सेबेस्टियन खान हैं, जो यूके और जर्मनी के संस्थानों के भौतिक विज्ञानी हैं। सामान्य सापेक्षता में वॉर्प ड्राइव के लिए जगह है, और मैक्सिकन भौतिक विज्ञानी मिगुएल अलक्यूबियर ने 1994 में बताया कि वे सैद्धांतिक रूप से कैसे काम कर सकते हैं। वे अंतरिक्ष और भौतिकी के क्षेत्र में अपने अलक्यूबियर ड्राइव के लिए प्रसिद्ध हैं। हर कोई जानता है कि कोई भी वस्तु प्रकाश की गति से तेज़ यात्रा नहीं कर सकती। लेकिन वॉर्प ड्राइव एक समाधान प्रदान कर सकते हैं। स्पेसटाइम को वॉर्प करके, वॉर्प ड्राइव वाला अंतरिक्ष यान प्रकाश से तेज़ (FTL) नियम को नहीं तोड़ेगा।

"विज्ञान कथा में उत्पन्न होने के बावजूद, वॉर्प ड्राइव का सामान्य सापेक्षता में एक ठोस विवरण है, जिसमें अल्क्यूबियर ने सबसे पहले एक स्पेसटाइम मीट्रिक प्रस्तावित किया था जो प्रकाश की तुलना में तेज़ यात्रा का समर्थन करता था," लेखक लिखते हैं। वास्तव में वॉर्प ड्राइव बनाने में स्पष्ट वैज्ञानिक बाधाएँ हैं। लेकिन यह अनुकरण करना संभव है कि कोई कैसे काम करेगा और विफलता की स्थिति में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के माध्यम से उनका पता कैसे लगाया जा सकता है। वॉर्प ड्राइव स्पेसटाइम को ही विकृत कर देते हैं, ठीक वैसे ही जैसे ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों जैसे Compact Objects के बाइनरी विलय। यह सैद्धांतिक रूप से संभव है कि वे विलय के समान ही गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत उत्सर्जित करते हैं। लेखक बताते हैं, "ऐसे संकेतों की खोज करने और मापे गए डेटा में उन्हें सही ढंग से पहचानने के लिए, उनकी परिघटना और गुणों को समझना महत्वपूर्ण है।" यह समझने से शुरू होता है कि वॉर्प ड्राइव कैसे काम कर सकते हैं, और इसके लिए हमें भौतिकी में गहराई से जाना होगा।

"वॉर्प ड्राइव के पीछे मुख्य विचार यह है कि स्थानीय संदर्भ फ़्रेम में सीधे प्रकाश की गति को पार करने के बजाय, जो लोरेन्ट्ज़ इनवेरिएंस का उल्लंघन करेगा, एक 'वॉर्प बबल' अपने सामने स्पेसटाइम को सिकोड़कर और अपने पीछे स्पेसटाइम का विस्तार करके प्रकाश की गति (जैसा कि कुछ दूर के पर्यवेक्षक द्वारा मापा जाता है) से अधिक तेज़ दूरी तय कर सकता है," पेपर में कहा गया है। पहली बाधा यह है कि वॉर्प ड्राइव को शून्य ऊर्जा स्थिति (NEC) की आवश्यकता होती है। भौतिकी कहती है कि अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र में नकारात्मक ऊर्जा घनत्व नहीं हो सकता है। इसके लिए सैद्धांतिक समाधान हैं, लेकिन अभी के लिए, उनमें से कोई भी व्यावहारिक नहीं है। लेखक बताते हैं, "वॉर्प ड्राइव मीट्रिक के साथ अन्य मुद्दों में बंद समय-जैसे वक्रों की संभावना और, अधिक व्यावहारिक दृष्टिकोण से, जहाज में मौजूद लोगों के लिए बबल को नियंत्रित करने और निष्क्रिय करने में कठिनाइयाँ शामिल हैं।"

ऐसा इसलिए है क्योंकि चालक दल के पास जहाज के सामने सिग्नल भेजने का कोई तरीका नहीं होगा। जैसा कि इस पेपर में बताया गया है, बबल के अंदर की घटनाओं के लिए वॉर्प बबल के बाहर की घटनाओं को प्रभावित करना मुश्किल है। "वॉर्प ड्राइव को गतिशील रूप से अनुकरण करने के दृष्टिकोण से, मुख्य चुनौती स्थिरता है," लेखक बताते हैं। समीकरणों से पता चलता है कि एल्क्यूबियर ड्राइव आइंस्टीन समीकरण का उपयोग करके एक वॉर्प बबल शुरू कर सकता है, लेकिन कोई भी ज्ञात समीकरण इसे बनाए नहीं रख सकता है। "(हमारे ज्ञान के अनुसार) कोई भी ज्ञात अवस्था समीकरण नहीं है जो समय के साथ वॉर्प ड्राइव मीट्रिक को स्थिर विन्यास में बनाए रखेगा। इसलिए, जबकि कोई यह अपेक्षा कर सकता है कि शुरू में, वॉर्प बबल स्थिर है, यह जल्दी से उस अवस्था से दूर हो जाएगा, और, ज्यादातर मामलों में, वॉर्प द्रव और स्पेसटाइम विरूपण एक केंद्रीय बिंदु में फैल जाएगा या ढह जाएगा।" हालांकि अस्थिरता वॉर्प ड्राइव के लिए एक प्रमुख बाधा है, लेकिन यही वह चीज भी है जो उन्हें पहचाने जाने योग्य बनाती है। यदि कोई अल्क्यूबियर ड्राइव एक स्थिर वेग प्राप्त करता है, तो यह पहचाने जाने योग्य नहीं है। यह कोई गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न नहीं करता है और इसका कोई ADM द्रव्यमान नहीं है। ADM का अर्थ है अर्नोविट-डेसर-मिसनर, जिसका नाम तीन भौतिकविदों के नाम पर रखा गया है। मैं ADM द्रव्यमान के बारे में अधिक पढ़ने के लिए उत्सुक पाठकों पर छोड़ता हूँ।

लेकिन वॉर्प ड्राइव केवल तभी पता लगाने योग्य नहीं है जब यह स्थिर और स्थिर हो। एक बार जब यह टूट जाता है, तेज हो जाता है या धीमा हो जाता है, तो यह पता लगाने योग्य हो सकता है। अपने काम में, लेखक वॉर्प ड्राइव बुलबुले को ढहने देते हैं। "भौतिक रूप से, यह उस नियंत्रण क्षेत्र में टूटने से संबंधित हो सकता है जिसका उपयोग वॉर्प के बाद की सभ्यता (संभवतः) पतन के खिलाफ वॉर्प बुलबुले का समर्थन करने के लिए करती है," वे लिखते हैं। उनके फॉर्मूलेशन में, जहाज की प्रकृति ही महत्वपूर्ण नहीं है। केवल वॉर्प बुलबुला और उसके अंदर का वॉर्प द्रव ही महत्वपूर्ण है। शोधकर्ताओं ने वॉर्प बबल के टूटने का अनुकरण किया। उन्होंने पाया कि पतन ने विलय द्वारा उत्पन्न की गई विशेषताओं से भिन्न विशेषताओं वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न कीं। "संकेत एक विस्फोट के रूप में आता है, जिसमें शुरू में कोई गुरुत्वाकर्षण तरंग सामग्री नहीं होती है, उसके बाद क्रम 1/[R] की विशेषता आवृत्ति के साथ एक दोलन अवधि होती है," वे लिखते हैं। "कुल मिलाकर, संकेत गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों द्वारा देखे जाने वाले विशिष्ट कॉम्पैक्ट बाइनरी कोलेसेंस से बहुत अलग है और अस्थिर न्यूट्रॉन स्टार के पतन या दो Black holes की आमने-सामने की टक्कर जैसी घटनाओं के समान है।" लेखक बताते हैं कि हालांकि वॉर्प ड्राइव एक GW सिग्नल बनाता है, यह हमारे वर्तमान ग्राउंड-आधारित डिटेक्टरों की आवृत्ति सीमा से बाहर है। "उच्च आवृत्ति डिटेक्टरों के लिए प्रस्ताव बनाए गए हैं, इसलिए भविष्य में, कोई ऐसे संकेतों के अस्तित्व पर सीमाएँ लगाने में सक्षम हो सकता है," वे लिखते हैं। जहाज खुद भी किसी प्रकार का मल्टीमैसेंजर सिग्नल भेज सकता है, लेकिन यह जानना मुश्किल है कि जहाज का पदार्थ नियमित पदार्थ के साथ कैसे बातचीत करेगा।

शोधकर्ताओं ने बताया, "चूंकि हम नहीं जानते कि वॉर्प शिप के निर्माण में किस तरह के पदार्थ का इस्तेमाल किया गया है, इसलिए हम नहीं जानते कि यह ब्रह्मांड में घूमते समय सामान्य पदार्थ के साथ (गुरुत्वाकर्षण के अलावा) बातचीत करेगा या नहीं।" यह एक मजेदार विचार प्रयोग है। यह संभव है कि दूर के भविष्य में किसी दिन FTL यात्रा के लिए कोई समाधान मौजूद हो। अगर ऐसा होता है, तो यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी की बेहतर समझ से संबंधित हो सकता है। अगर कोई ETI मौजूद है, तो वे ब्रह्मांड के उस मौलिक ज्ञान का फायदा उठाने की स्थिति में हो सकते हैं जो हमारे पास अभी तक नहीं है। अगर उन्होंने वॉर्प ड्राइव का निर्माण और उपयोग करना सीख लिया है, भले ही इसकी सभी असंभवताएँ हों, तो उनकी गतिविधियाँ गुरुत्वाकर्षण तरंगें पैदा कर सकती हैं जिन्हें हमारी भविष्य की वेधशालाएँ अन्य आकाशगंगाओं में भी पहचान सकती हैं। लेकिन अभी के लिए, यह सब सैद्धांतिक है। लेखक अपने निष्कर्ष में लिखते हैं, "हम चेतावनी देते हैं कि प्राप्त तरंगरूप नियोजित मॉडल के लिए अत्यधिक विशिष्ट होने की संभावना है, जिसमें कई ज्ञात सैद्धांतिक समस्याएँ हैं, जैसा कि परिचय में चर्चा की गई है।" "यह समझने के लिए कि हस्ताक्षर कितने सामान्य हैं और उनकी पहचान करने की क्षमता को उचित रूप से परिभाषित करने के लिए आगे और काम करने की आवश्यकता होगी।" इसमें कोई संदेह नहीं है कि कुछ जिज्ञासु भौतिक विज्ञानी इस पर काम करना जारी रखेंगे।

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