ワープについて
最終更新：
nations_fake 2025年10月07日(火) 23:27:59履歴
無限に広がる星の海は、今や我々の前に開かれています。 ---2175年 UIC大統領人類中央政府総会演説
これは、全宇宙を征服する力です。---2175年 GA-6
概要 
ワープとは、光速度を超えて移動する技術及びその行為そのものを指す総称。本世界では、2175年8月18日に水星-地球間7,700万kmを実に90秒で飛行したものが史上初の超光速飛行であり、これは光速の2倍に相当する。
ワープは、恒星間文明を人間時間で成立させるのに必要不可欠である。宇宙最速の存在は光であり、質量を持つものは通常宇宙に於いてこれに到達することはない。この速度では太陽に隣接する恒星であるプロキシマ・ケンタウリへの飛行でさえ約4.2年を要し、双方向的な統治や経済活動は(少なくとも人間が人間を超越した存在にならない限り)ほぼ不可能である。ワープはこの移動時間を大幅に短縮する事が可能であり、本世界に存在する巨大な恒星間国家はこれ無しに成立し得ないのである。
また、もしワープ速度が十分に速ければ、理論上は観測可能な宇宙の外側へ飛び出し、存在する宇宙全域へ移動することが可能となる。この世界の後半に於いては数千cのワープを行う宇宙船も少なくなく、数千万年を掛ければ自己増殖宇宙機等を用いることで宇宙全域を植民地化することも可能である。ただし、今のところそれを達成した文明は存在しない。
ワープは、恒星間文明を人間時間で成立させるのに必要不可欠である。宇宙最速の存在は光であり、質量を持つものは通常宇宙に於いてこれに到達することはない。この速度では太陽に隣接する恒星であるプロキシマ・ケンタウリへの飛行でさえ約4.2年を要し、双方向的な統治や経済活動は(少なくとも人間が人間を超越した存在にならない限り)ほぼ不可能である。ワープはこの移動時間を大幅に短縮する事が可能であり、本世界に存在する巨大な恒星間国家はこれ無しに成立し得ないのである。
また、もしワープ速度が十分に速ければ、理論上は観測可能な宇宙の外側へ飛び出し、存在する宇宙全域へ移動することが可能となる。この世界の後半に於いては数千cのワープを行う宇宙船も少なくなく、数千万年を掛ければ自己増殖宇宙機等を用いることで宇宙全域を植民地化することも可能である。ただし、今のところそれを達成した文明は存在しない。
種類と原理
この世界で用いられるワープ技術には、幾つかの種類か存在する
アルクビエレ・ホワイト・ドライブ
史上初めて実用化されたワープ技術。空間自体は光速の制限が無いことを利用し、前方の空間を収縮、後方の空間を膨張させることで宇宙船を流すことで実質的に超光速を達成する。実際の運用では空間がバブル状に切り取られるような形になり、その形状も角ばった正八面体のような形状になることもある。
考案された計量。xs(t)は計量の中心もといワープ宇宙船の位置、rs(t)は中心からの距離、vs(t)=dxs(t)/dtはワープ速度、Rは計量の半径、f(rs,(t))は計量の形状を表す。
ワープ中の宇宙船と外側の通常空間では時間に差は発生せず、実際には宇宙船は全く加速しない状態に保たれる。ただしf(rs,(t))=1出ない空間では√y^2+z^2だけ離れるほど後方への力が加わり、宇宙船が弾き出される場合がある。またバブルに触れた物体の運動量は変化しないものの、ブラックホール付近の様に潮汐力により破壊されるため、宇宙船はワープバブルの中央付近に収まるよう設計される。逆に、これによりワープ中の隕石衝突などは回避される。
ワープバブル中の観測者の4元速度
また、これらは負のエネルギーを要求する。これらは宇宙船の周囲にリング状に分布し、これらにガイドされるように移動することになる。負のエネルギーはカシミール効果を利用して造り出す場合や、負の質量を持つエキゾチック物質を利用する場合もある。
エネルギー密度の計算式。右の項がマイナスになっている。
実際に動作させる場合には、アインシュタイン方程式Gμν=(8πG/c^4)Tμνに基づいて超伝導コイルや高密度のプラズマ、負エネルギーなど複雑なメカニズムを用いて時空間に対してストレス-エネルギーを与え、必要な曲率や空間の形状を形成する。（Gμvが曲率、Tμvがストレス-エネルギー）正エネルギーは大出力の核融合炉や対消滅炉、縮退炉などを用いて賄われ、負エネルギーにはカシミール効果を引き起こすよう設計された積層材やレーザーによる真空の操作を用いて発生させることが多い。尚、マクロの負質量や負エネルギー密度は複数の条件に違反することが知られており、一般的にはパルス的に発生させることでマクロスケールの効果を維持しつつ制約を回避する手法が採られている。
(ただし現実に於てはワープバブルをソリトンと見なして数学的に編集することで負エネルギーの使用を回避する手法が考案されており、本世界でも負密度使用型と併存している。)
後年になると物理学の進展により高度な時空間への干渉が可能になり、ハッブル定数の操作なども用いられる。
考案された計量。xs(t)は計量の中心もといワープ宇宙船の位置、rs(t)は中心からの距離、vs(t)=dxs(t)/dtはワープ速度、Rは計量の半径、f(rs,(t))は計量の形状を表す。
ワープ中の宇宙船と外側の通常空間では時間に差は発生せず、実際には宇宙船は全く加速しない状態に保たれる。ただしf(rs,(t))=1出ない空間では√y^2+z^2だけ離れるほど後方への力が加わり、宇宙船が弾き出される場合がある。またバブルに触れた物体の運動量は変化しないものの、ブラックホール付近の様に潮汐力により破壊されるため、宇宙船はワープバブルの中央付近に収まるよう設計される。逆に、これによりワープ中の隕石衝突などは回避される。
ワープバブル中の観測者の4元速度
また、これらは負のエネルギーを要求する。これらは宇宙船の周囲にリング状に分布し、これらにガイドされるように移動することになる。負のエネルギーはカシミール効果を利用して造り出す場合や、負の質量を持つエキゾチック物質を利用する場合もある。
エネルギー密度の計算式。右の項がマイナスになっている。
実際に動作させる場合には、アインシュタイン方程式Gμν=(8πG/c^4)Tμνに基づいて超伝導コイルや高密度のプラズマ、負エネルギーなど複雑なメカニズムを用いて時空間に対してストレス-エネルギーを与え、必要な曲率や空間の形状を形成する。（Gμvが曲率、Tμvがストレス-エネルギー）正エネルギーは大出力の核融合炉や対消滅炉、縮退炉などを用いて賄われ、負エネルギーにはカシミール効果を引き起こすよう設計された積層材やレーザーによる真空の操作を用いて発生させることが多い。尚、マクロの負質量や負エネルギー密度は複数の条件に違反することが知られており、一般的にはパルス的に発生させることでマクロスケールの効果を維持しつつ制約を回避する手法が採られている。
(ただし現実に於てはワープバブルをソリトンと見なして数学的に編集することで負エネルギーの使用を回避する手法が考案されており、本世界でも負密度使用型と併存している。)
後年になると物理学の進展により高度な時空間への干渉が可能になり、ハッブル定数の操作なども用いられる。
例:The Super Light Flyer
全長:77m
全幅:52m
全高:52m
人員:50名
主機:ワープ機関駆動用超々大出力対消滅炉
補機:500万kw級軽水素核融合炉
推進器:54000kN熱核ロケットエンジン×6
ワープ機関:Alcubierre-White WarpDrive
最大ワープ速度:2c
船内装備:
空間シミュレーション用500Mbit量子コンピュータ
超伝導コイル
空間干渉用超伝導リング
カシミールアレイ群
反物質保管用大型磁気トラップ群
本機体にはワープ機関を稼働させるため、主に超伝導トロイドコイル、カシミールアレイ群、ドライブ稼働用の対消滅炉が搭載されている。トロイドコイルは三つに分割され、一つはバブル収縮・膨張、もう二つは必要条件を満たすようにワープバブルを整える役割を持つ。（Van den Broeck補正,WEC条件）また、発生させる負エネルギーは約700kg相当であるが、改良により後年には減少している他、亜光速ではそもそも必要としない場合もある。
実際に発生させる曲率などは前述の式などを求める速度などに応じて解くことで得られるものを使用する。
ワープ機関の稼働プロセスは以下のようになる
1.対消滅炉を臨界稼働させ、1EWのパルスをトロイドコイルに流し、ワープバブルの原型を形作る。（核融合炉のみでもキャパシタ等に充電することで賄える）
2.負エネルギーを用いてワープバブルの壁を圧縮する（最大消費電力100PW程度）
3.コイルに10PW程度の電流を流し、ワープバブルを加速する。
4.ワープバブルを温存するため、50GW程度の定常電流を流し続ける
5.位相を逆転し、ワープバブルを減速する（10PW）
6.ワープバブルを破壊する（100PW）
PWオーダーの電流など、21世紀の地球であれば数秒で年間消費電力量に匹敵する膨大なエネルギーが消費されている。
主に負エネルギー関連設備、時空操作関連機器の効率化、エネルギー源の強化により年々速度やワープバブルのサイズは増加している。
全幅:52m
全高:52m
人員:50名
主機:ワープ機関駆動用超々大出力対消滅炉
補機:500万kw級軽水素核融合炉
推進器:54000kN熱核ロケットエンジン×6
ワープ機関:Alcubierre-White WarpDrive
最大ワープ速度:2c
船内装備:
空間シミュレーション用500Mbit量子コンピュータ
超伝導コイル
空間干渉用超伝導リング
カシミールアレイ群
反物質保管用大型磁気トラップ群
本機体にはワープ機関を稼働させるため、主に超伝導トロイドコイル、カシミールアレイ群、ドライブ稼働用の対消滅炉が搭載されている。トロイドコイルは三つに分割され、一つはバブル収縮・膨張、もう二つは必要条件を満たすようにワープバブルを整える役割を持つ。（Van den Broeck補正,WEC条件）また、発生させる負エネルギーは約700kg相当であるが、改良により後年には減少している他、亜光速ではそもそも必要としない場合もある。
実際に発生させる曲率などは前述の式などを求める速度などに応じて解くことで得られるものを使用する。
ワープ機関の稼働プロセスは以下のようになる
1.対消滅炉を臨界稼働させ、1EWのパルスをトロイドコイルに流し、ワープバブルの原型を形作る。（核融合炉のみでもキャパシタ等に充電することで賄える）
2.負エネルギーを用いてワープバブルの壁を圧縮する（最大消費電力100PW程度）
3.コイルに10PW程度の電流を流し、ワープバブルを加速する。
4.ワープバブルを温存するため、50GW程度の定常電流を流し続ける
5.位相を逆転し、ワープバブルを減速する（10PW）
6.ワープバブルを破壊する（100PW）
PWオーダーの電流など、21世紀の地球であれば数秒で年間消費電力量に匹敵する膨大なエネルギーが消費されている。
主に負エネルギー関連設備、時空操作関連機器の効率化、エネルギー源の強化により年々速度やワープバブルのサイズは増加している。
ワームホール
ジャンプ・ワープ
クローズド・ストリング
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