ワープ航法の実現可能性は意外に高い？ 130
ストーリー by hylom
一気にハードルが下がった 部門より
一気にハードルが下がった 部門より
taraiok 曰く、
9月14日に行われた恒星間宇宙飛行の課題を議論するイベント「100 Year Starship Symposium」で、NASA・ジョンソン宇宙センターに所属するHarold Sonny White氏が、「これまでワープ航法は不可能という前提だったが、その不可能から少し希望が持てるレベルにまで変化しそうだ」と述べたそうだ（DiscoveryNews、Gigazine、wikipediaのワープの項目、本家/.）。
ワープ航法については、1994年にメキシコの物理学者Miguel Alcubierreがスタートレックのワープ航法をヒントにして考案した「Alcubierre drive」が理論的に実現可能性のあるものとして知られている。この航法は、超巨大なリング型装置の中央に楕円形の宇宙船を配置。宇宙船の前方の空間を収縮、後方の空間を膨張させる時空を生み出し、宇宙船は平坦な時空の泡の中にいることでワープさせるものだという。しかし、この航法では最低でも木星の質量エネルギーに等しいエネルギーが必要とされているため、実現可能性があるとは考えられていなかった。
Harold Sonny White氏は、宇宙船を包むリング装置の形状を再検討し、水平な輪っかではなく、丸いドーナツ状ならどうなるかを検証した。その結果、1977年に打ち上げたボイジャー1号程度のエネルギーでワープ航法が可能という結論に至ったという。すでにHarold Sonny White氏らの研究チームは実験室でこの理論を使ったワープドライブの縮小版を作り、技術検証を始めたとしている。
せんせー！ (スコア:4, おもしろおかしい)
ちゃんと（？）乗組員の服が消えますか？
らじゃったのだ
Re:せんせー！ (スコア:3, 参考になる)
宇宙セクハラ防止法にしたがい、機能改善されたそうです
Re:せんせー！ (スコア:1)
無念ッ！！
Re:ワープ航法のマニュアルより。 (スコア:2)
３．閉じます。
Re:ワープ航法のマニュアルより。 (スコア:2, おもしろおかしい)
４．乗員が凄い勢いで遠ざかって行きます。
# わー、ぷっ航法でした。
確か… (スコア:3)
と言う批判があって結局超光速を実現するために超光速状態を作りなさいって話になってたような。
しかも宇宙船を囲うリングは所謂負の質量を持ったものであるため、エネルギーが必要だというか余りますね。
＃元ネタは某物理学者さんのサイトからですが、容量逼迫を理由にコンテンツの整理をしてるようなので
＃リンクして…は避けておきます。
如何なる内容であろうとACでの書き込みは一切無視します。
まったくピンと来ない (スコア:1)
木製の質量エネルギーもよくわからんが、
よくわからんぐらいすごいエネルギーかな、ぐらいは感じるが、
> ボイジャー1号程度のエネルギー
っていうのはもっとわからない。
ボイジャー1号が今の位置に行くまでに使ったエネルギーってこと？
Re:まったくピンと来ない (スコア:2, おもしろおかしい)
木製の質量エネルギー1キロと
金属製の質量エネルギー1キロ
エネルギー準位が高いのはどっち？
Re:まったくピンと来ない (スコア:3)
土製だと水に浮くくらいのエネルギー順位になったりしますか。
Re:まったくピンと来ない (スコア:1)
まず土星が入るバケツと水を用意してください
Re:まったくピンと来ない (スコア:2, おもしろおかしい)
おんせんに はいって からだに ついた げろを おとせ。
ぽえ～ん
（その”どせい”さんではない）
Re:まったくピンと来ない (スコア:1)
> a mass about the size of a spacecraft like the Voyager 1 probe
約 721.9kg [wikipedia.org] に相当するエネルギーってことでしょう。
Re:まったくピンと来ない (スコア:2)
そういう意味だとしたら宇宙航空機2台用意すれば1台飛ばせるわけか
# さあ，激安宇宙旅行の紹介です! 2人に1人がタダになりますよ!
Re:まったくピンと来ない (スコア:1)
必要なエネルギーは負のエネルギーであるという指摘があるようなのですが。
そうなると「余る」質量が木星サイズだろうがボイジャーサイズだろうが困難さはほとんど変わらない感じです。
星界シリーズ (スコア:1)
Re:星界シリーズ (スコア:2)
Re:星界シリーズ (スコア:1)
これの場合別の時空に移動してその中で移動するわけではないので、ガニメアン宇宙船（シャピアロン号とか）のシステムの方が近いです。
あれは船体を囲むように配置した円形加速器の中でマイクロブラックホールを回転させて、船体を包むように歪曲した時空を作るというシステムでした。
Re: (スコア:0)
自分もそっちをイメージしました。
こんな技術開発したらアーヴが攻めて来ちゃう！
Re: (スコア:0)
いや、まだ誰も作ってないだろアーヴ。
Re:星界シリーズ (スコア:3)
アーヴが先かワープが先か、それが問題だ。
帰りは？ (スコア:1)
行きは「丸いドーナツ状の超巨大なリング型装置」を作るとして、帰りはどうするんでしょう？
まさか「丸いドーナツ状の超巨大なリング型装置」を積んでいく？
Re:帰りは？ (スコア:4, すばらしい洞察)
Re:帰りは？ (スコア:1)
ついに (スコア:1)
コンタクト
もともと僕は社会的に質量ゼロですし（オフトピ：-1） (スコア:0)
いつも仕事中に心は火星や銀河の果てにワープしてますよ、はい。
日本人が (スコア:0)
特許持ってるやつですかね
100年後には (スコア:0)
どこでもドアが実現できるの？
Re: (スコア:0)
そういえばどこでもドアって電池で動いてるのかな。
タケコプターは連続稼働時間とか電池容量とかリアルな話がよく出てくるけど。
Re:100年後には (スコア:2)
通るたびにのび太の質量が減っていたり
Re: (スコア:0)
天の川鉄道乗車券の話では宇宙の果てまでも悠々行けるとか、話によって性能が違うのはよくあることです。大長編ではとくに制限がきつくなる傾向が強いですね。
現在の視点でドラえもんの道具を振り返るといちばん驚異的なのは、ほとんどの道具がスタンドアロン(未来の基地局のようなものがなくても動く)なことですね。
光の速度 (スコア:0)
をこえられますか？
Re: (スコア:0)
「原理的には光速を超えられるもの」として設計されたんだけど、「別の○○という効果を考えると超光速に行く前に破綻するのでは？」とか議論がいくつもあって未だに決着は付いていない。
Re:光の速度 (スコア:1)
>だから何を基準に?
何を基準にしても良いさ。好きに測れ。
何なら定規でも良い。
>なんでスケールによって膨張したりしなかったりするの?
いいか、空間全体は一様に膨張しようとする。
だが、空間が膨張しようとする力より強い力で引っ張り合ってるなら、その物体間は広がることができない。力が足りないんだから。
例えば坂道の下端に鉄球がいたとしよう。ここに坂道の上の方から磁石で磁場をかける。磁力が重力より十分強ければ、鉄球は坂道を上っていく。ところが重力に比べ磁力が弱ければ、上に引っ張ろうという力が働くにもかかわらず鉄球は下端に張り付いたままだ。
空間の膨張もこれと同じ事が起きる。
素粒子間（でも、天体間でも何でも良いが）の引力より、それらの間の空間膨張で広がろうとする力が強ければ物体も膨張する。しかし粒子間の引力の方が強ければ膨張はしない。
（正確には、凄く強い引っ張る力に、凄く弱い引き伸ばす力が加わるから、平衡位置は微妙にずれるけど）
1. 素粒子間の距離は引き伸ばされる(原子が大きくなる)のか?
素粒子間が強く引き合っているような場合にはならない。
十分遠く離れた二つの素粒子間（＝引力が弱く、しかも間にある空間が多いので引き伸ばす力が強い）なら、それらの間の距離は引き伸ばされる。
2. 原子間の距離は引き伸ばされる?
これも1と同じ。
原子同士の間の引力が（空間ごと引き伸ばそうとする力より）十分強ければ、距離は伸びない。
逆にもしほとんど何の引力も働いていない2つの原子間なら、伸びる。
3. 太陽系が大きくなる(たとえば太陽と地球の距離が広がっていく)?
太陽と惑星の間の重力は、その間の空間が伸びていく際に広がろうとする力より十分強いから（ほとんど）伸びない。
ただし、仮想的な話だが、もし宇宙に太陽と惑星以外の天体が無く、とんでもなく遠く離れた位置にも太陽を周回する惑星（それこそ何億光年とか）がいるなら、それらの間の距離は伸びる。
両者の間の重力は（距離が遠いから）とんでもなく弱く、その一方で空間が広がる力は（間の空間の量に応じて加算されていくので）とんでもなく強いから。
4. 恒星間の距離は引き伸ばされる(銀河が拡大して星がまばらになっていく)?
恒星間はそこそこ距離が遠い（＝空間が伸びようとする力の和が強く、重力は弱い）が、重力がまだ強い（というか、空間の膨張がそれだけ弱い）。
銀河という形で多数の恒星が集まっているのも、互いの重力が加算されて1箇所にまとまる力を強くしている。
だからもし、ものすごく半径が大きくて、星がまばら（＝重力の効果が弱い）な銀河があれば、銀河自体も膨張する。
ちゃんと計算してないから、もしかしたら銀河ないでも膨張の影響が見える程度のわずかな距離の増大はあるかもしれんけど。
ただこの場合でも、平衡位置のズレ程度だから、どんどん銀河が大きくなっていくわけでは無い。
（10の重力に1の引っ張る力がかかるせいで、周回半径がちょっと伸びてる、とかそういうイメージ）
5. 銀河間の距離は引き伸ばされる?
銀河間までくると、銀河間での距離が膨大になるので、互いの間に働く重力は弱い。
その一方で、空間の膨張は加算的だから、影響が増す一方だ。だからこのあたりで
重力の強さ（引っ張り合う強さ） ＜ 空間膨張の強さ（引き離そうとする強さ）
というような値になってくる。そうなると互いの距離は広がっていく。
ただし、隣接する銀河のように互いの間の重力が強い場合は、やっぱり重力が勝つから引き伸ばされない。遠く離れた銀河同士は離れていく、という話。
>空間は「一様で等方」と仮定しているし
一様で等方ってのは、「まあ局所的には凹凸とかあるけど、広い範囲で平均化しちゃえば宇宙のどこも似たようなもんだよね」という意味であって、微視的に見ても同じ、というわけでは無い。
>重力は無限遠まで届くのに
重力は無限遠まで届くけど、遠くなると逆二乗で弱くなる。だから遠い距離では重力の影響はどんどん弱くなっていく。
一方の空間の膨張は加算的だ。例えば距離が1だったものが1.1に伸びるなら、100だった距離は110に伸びようとする。
遠くなればなるほど重力（など）の「互いに引っ張って小さくまとまろうとする力」は小さくなり、その一方で「空間ごと引き伸ばして遠く離そうとする影響」は大きくなる。
後者が前者を大きく上回れば、目に見えて距離が伸びていく、というだけ。
だから重力だの電磁気力だのが今よりももっと極端に弱ければ（極限的にはゼロならば）、分子だってどんどん引き伸ばされていく。
（そんなに電磁気力が弱かったらそもそも分子とか作らない、という話もあるが）
教えてエラい人 (スコア:0)
タイムトラベルは可能だというから話を聞けば、なんのとこはない単なる浦島太郎効果のことだったり。
理屈は理解できるけど「それって（SFでいう）タイムトラベルじゃないじゃん」と思うんですよね。
そんな感じで。
Re:教えてエラい人 (スコア:5, 参考になる)
>光速を越えて瞬時に異地点に移動するあのワープと同じ意味なんですか？
大抵の理論で出てくるものは、光速を超えるものの瞬時ではありません。でも瞬時のもの（ワームホール系）の研究もあります。
光速は越えないけど、亜光速まで現実的なエネルギー（古典的な加速より遙かに低いエネルギー）で急加速出来るものを含むこともあります。
今回のものは、「超光速を実現出来る可能性があるもの」としてデザインされています。が、本当に超光速までいけるのか、それとも亜光速までしかいけないのかはいろいろ議論があります（別な効果を考慮に入れると破綻するとか、いやいやそれはこうやると回避出来るぞとか、議論が続いている）。
>タイムトラベル
タイムトラベルに関しても、妙な時空構造を仮定することで「一般の人がイメージするタイムマシン」に近いものが作れる、という研究が沢山あります（その時空構造が存在する時空内で、自在に過去と未来を行き来出来る。例えば西暦3000年にその「タイムマシン的時空構造」が作成され、西暦4000年に破壊されたとすると、西暦3000-4000年の間では自由に過去にも未来にも移動出来る）。
ビッグバン時にそういう妙な時空構造の歪みの一種である宇宙紐が生成された可能性が指摘されており、それを利用するとビッグバンの頃から宇宙紐が自発的に崩壊するまでの長い時間スケール内で自由に時間を移動出来るかも知れません。
というか相対論はそういう病的な解を次々に生み出すんでみんな困っています。
「相対論的量子論が完成すれば、その正しい理論内ではそれらの病的な解はみんな量子効果で自発的に崩壊すよきっと」という楽観的な意見もありますが、相対論と量子論を部分的に組み合わせたせいでまた新たなタイムマシン（Closed timelike curve：時間的閉曲線）が現れたりするんで今後どうなるのか予断を許しません。
Re:教えてエラい人 (スコア:1)
ジョン・タイターはどうか？と言う…
ネタキャラなのか本当に未来から来たのかはともかく、実在してたのは事実な訳で。
Re:教えてエラい人 (スコア:4, 参考になる)
そもそも「ワープ航法」自体が架空のものなので、登場する作品によって設定が全く異なったりします(^^;)
本ストーリーのワープは、『スタートレック』のワープを実現しようとするものです。
『スタートレック』では、宇宙船をワープバブルで包み込み、そのバブルを中の船ごと超光速で移動させます。ですから、瞬時ではないですね。
Re:教えてエラい人 (スコア:1)
> 「ワープ航法」自体が架空のものなので、登場する作品によって設定が全く異なったりします(^^;)
みんな想像だけで描写してるから、全然リアルじゃないんだよね。
実際にはあんな風に「ワープ！」って自動車のアクセル踏み込んだ見たいに手軽にできるもんじゃないんですよ。
数十万トン単位の質量がいきなり空間を超越してきたら、周囲の重力場影響がハンパじゃないし、
自艦のダメージも大きいから、スタトレみたいな無茶はできないしやらないんです。
最初に５００ｇ程度のトレーサーデバイスを飛ばして、ワープ先の空間監査と、重力場調整を
だいたい１週間くらいかけてやるんです。その後は１０ｋｇ、１ｔ級、１００ｔ級（こっから有人）と
船と岸壁の間で 細いロープをダンダン太くするようにデバイスを大きくしては重力場調整やって、
本艦がワープするのは最初のトレーサー飛ばしてからだいたい１ヶ月くらい後ってな面倒さなんですよ。
ワープのたびにそんなまだるっこしいコトやりたくはないんだけど、
恒星系スケールだと重力場は全然安定してないから、
ワープ回廊を開けっ放しておくのは難しいんで、本艦が通ったら閉じちゃうんで、
ワープのたびに１ヶ月くらいかかるんだよね。
Re:教えてエラい人 (スコア:3, 興味深い)
「Alcubierre drive」をググってみたところ、宇宙船の後ろの空間が上に跳ね上がり、前の空間が下に落ち込む図がありました。
これって、イメージとしては重力制御の様な気がするんですが、違うんですかね?
つまり、後ろの空間が反重力になっていて、斥力によって物質を押し出す。
前の空間は周りの重力に比べて強いので、引力によってそちらに向かって落ちて落ちて行く。
それを永遠に繰り返すと。
重力によって進むのであれば、かなりのスピードに加速することは可能だと思われます。
もちろん、光速を超えることは出来ませんが。
Re:教えてエラい人 (スコア:2)
オーディーンに登場したスターライト号も、船の前方にブラックホールを作って、それに引っ張られることで推力を得ていますから
似たようなものかもしれませんね。
ただし実現しようとすると人間が煎餅にならないように加速度をコントロールしないといけませんが。
＃あんぱんgesaku
Re:教えてエラい人 (スコア:2)
だとするとその超質量のブラックホールはどうやって進む(もしくはステップ刻みながら生成と破壊を繰り返す)の?
Re:教えてエラい人 (スコア:1)
遅刻しそうだとか言いながら慌てて走っていって、亜空間に飛び込むんですね。
Re:これを応用すると月や火星に移住出来たりしますか？ (スコア:1)
打ち上げよりマスドライバーのほうが必要エネルギーが少ないとしても、
ぼくはマスドライバーで月や火星に移住するのは遠慮したいです
Re:これを応用すると月や火星に移住出来たりしますか？ (スコア:1)
違うようです。
ボイジャーと同じ位の質量を全てエネルギーに変換するだけのエネルギーが光速の壁を超えるのに必要で、
そこまで加速するのは別枠なんじゃないかと思いますが。
なので、まずは800キロ弱の反物質を集めないとダメなのでは。
Re:これを応用すると月や火星に移住出来たりしますか？ (スコア:1)
その千トンを地球の重力圏の外に安全に運ぶ事が出来るのなら、それでもいいでしょうね。
でも、現代の技術では猛烈なリソースが必要な上にウランなどの放射性物質を安全に打ち上げるのにもとてつもない労力がいる。
ウランなどを下手にばらまけないから多分、有人打ち上げの比ではない労力を要するでしょう。
そう考えていくと、かなり効率がよくて比較的安全かもしくは地球の外から持ち込める物質である必要があります。
反物質は大袈裟にしても（でも、太陽エネルギーや太陽の構成物質から作るのが効率いいでしょう）、太陽風にも多くある三重水素やヘリウム3の類を使うというのはありなのでは？
高エネルギーのプラズマや反応時の爆発のブラストを封じ込めるエネルギーが別にいる事を考えても、宇宙船をなるべく軽くする必要を考えても、ウランは余りいい燃料ではない（内部の電力につかうならまだしも…）と思いますよ。
Re:これを応用すると月や火星に移住出来たりしますか？ (スコア:1)
いやいや、宇宙空間で反応させて使うのと、地上から打ち上げるのではリスクが大きく違いますから。
地上から打ち上げる場合は、打ち上げに失敗したらウランばらまきますから。これは極めて拙い。
そして、ウランみたいな重元素は地球上にも宇宙空間にもそう多くはないんではないですかね。ウラン鉱石の小惑星でもあれば別ですが。
確かに核反応や対消滅反応での電磁波やその他のエネルギー波はバカにならないでしょうが、地球（や行き先の惑星）から十分離れていれば影響は非常に小さい。
なので、地球環境に影響及ぼさない形で燃料を輸送する必要と燃料を使用する必要があるという事です。
その部分でウランやプルトニウムは筋が悪いし、太陽からのエネルギーや飛沫を製造過程で積極的に使える三重水素やヘリウム3、果ては反水素や反ヘリウムは有望な選択肢ではないかと。
それこそ、ダイソン球の一部を太陽周回軌道に設けて反物質を量産するというアイデアすらかなり前からある訳ですし。
Re:これを応用すると月や火星に移住出来たりしますか？ (スコア:1)
「この音、この振動こそが宇宙旅行だぜ！！」てな感じで。
Re:失敗したらどうなるの？ (スコア:1)
変な惑星に流されて、不時着したら壊れた自由の女神があったりするんじゃないかな。
Re:まずグラビトンを探そう (スコア:1)
グラビトンが手に入れば、効率良く加速出来るでしょうね。
光速までの加速も夢ではなくなるから、結果としてワープの優先度が下がる気もしますが。
轟然一発 (スコア:1)
17がどうかしました？
らじゃったのだ