Galima sakyti, kad būtent taip ir daro Isaaco Newtono gravitacijos paveikslas – suteikdamas santykį tarp objekto masės ir jo daromos gravitacinės jėgos. Ir tu būtum teisus. Tačiau erdvės ir laiko kreivumo samprata sukelia daug turtingesnį reiškinių spektrą nei paprasta jėga. Tai leidžia atstumiamajai gravitacijai, kuri skatina mūsų visatą plėstis, sukuria laiko išsiplėtimą aplink didžiulius objektus ir gravitacines bangas erdvėlaikyje ir – bent jau teoriškai – leidžia deformuotis.
Alcubierre'as savo problemą sprendė iš priešingos krypties nei įprasta. Jis žinojo, kokio erdvės ir laiko kreivės nori. Tai buvo ta, kurioje objektas galėjo naršyti iškreipto erdvės laiko regione. Taigi, jis dirbo atgal, kad nustatytų, kokios medžiagos konfigūracijos jums reikės norint tai sukurti. Tai nebuvo natūralus lygčių sprendimas, o kažkas „pagaminta pagal užsakymą“. Tačiau tai nebuvo tiksliai tai, ką jis būtų užsisakęs. Jis pastebėjo, kad jam reikia egzotiškos materijos, kažko, turinčio neigiamą energijos tankį, kad tinkamai iškreiptų erdvę.
Į egzotinių medžiagų sprendimus fizikai paprastai žiūri skeptiškai ir teisingai. Nors matematiškai galima apibūdinti medžiagą su neigiama energija, beveik viskas, ką mes žinome, turi teigiamą energiją. Tačiau kvantinėje fizikoje mes pastebėjome, kad gali įvykti nedideli, laikini energijos pozityvumo pažeidimai, todėl „nėra neigiamos energijos“ negali būti absoliutus, pagrindinis dėsnis.
Nuo metmenų iki bangų
Atsižvelgdami į Alcubierre'o krypčių erdvės laiko modelį, galime pradėti atsakyti į mūsų pradinį klausimą: kaip atrodytų iš jo gaunamas signalas?
Vienas iš kertinių šiuolaikinių gravitacinių bangų stebėjimo akmenų ir vienas didžiausių jo laimėjimų yra gebėjimas tiksliai numatyti bangų formas pagal fizinius scenarijus, naudojant įrankį, vadinamą „skaitine reliatyvumo teorija“.
Šis įrankis svarbus dėl dviejų priežasčių. Pirma, dėl to, kad duomenys, kuriuos gauname iš detektorių, vis dar yra labai triukšmingi, o tai reiškia, kad dažnai turime apytiksliai žinoti, kaip atrodo signalas, kad galėtume jį išimti iš duomenų srauto. Antra, net jei signalas yra toks garsus, kad jis išsiskiria aukščiau triukšmo, mums reikia modelio, kad galėtume jį interpretuoti. Tai reiškia, kad turime sumodeliuoti daugybę skirtingų įvykių tipų, kad galėtume suderinti signalą su jo tipu; kitu atveju mums gali kilti pagunda jį atmesti kaip triukšmą arba klaidingai pavadinti juodosios skylės susijungimu.
Viena iš problemų, susijusių su erdvės laiko deformacija, yra ta, kad ji natūraliai nesukelia gravitacinių bangų, nebent ji prasideda arba sustoja. Mūsų idėja buvo ištirti, kas atsitiktų, kai nukrypstama pavara, ypač jei kažkas negerai. Tarkime, metmenų pavaros izoliavimo laukas žlugo (pagrindinis mokslinės fantastikos siužetas); tikriausiai būtų sprogus tiek egzotinės medžiagos, tiek gravitacinių bangų išsiskyrimas. Tai yra kažkas, ką mes galime imituoti ir padarėme, naudodami skaitinį reliatyvumą.
Mes nustatėme, kad metmenų pavaros burbulo žlugimas iš tiesų yra labai žiaurus įvykis. Didžiulis energijos kiekis, reikalingas erdvėlaikiui deformuoti, išsiskiria kaip gravitacinės bangos ir teigiamos bei neigiamos materijos energijos bangos. Deja, greičiausiai tai yra laivo įgulos, kurią drasko potvynio jėgos, rikiuotės pabaiga.