워프 드라이브는 많은 과학 소설 작품에서 등장하는 허구적인 초광속 우주선 추진 시스템입니다. 워프 드라이브는 주로 Star Trek과 같은 작품에서 유명하며, 물리학 연구의 주제이기도 합니다. 실제 세계에서 가장 비슷한 개념은 알쿠비에레 드라이브(Alcubierre drive)로, 일반 상대성 이론의 필드 방정식에 대한 이론적인 해결책이며 특수 상대성 이론을 만족시키며 빛 속도보다 빠르게 우주 공간을 이동하는 기술입니다.
워프 드라이브는 공상 과학 소설에서 우주여행을 하는 여러 가지 방법 중 하나입니다. 워프 드라이브의 원리는 이동하는 우주선의 앞쪽에는 공간을 수축시키고 우주선의 뒤쪽에는 공간을 팽창시켜, 매우 큰 에너지의 사용 없이 빛 보다 빠르게 이동하는 것입니다. 비슷한 비유를 하자면 해안가에서 파도타기를 하는 것과 비슷한 원리입니다. 워프 드라이브는 시공간 연속체의 모양을 왜곡시키는 장치로 워프 드라이브를 장착한 우주선은 빛의 속도보다 빠른 속도로 이동할 수 있습니다. 다른 몇몇 초월광속 기술(예: 점프 드라이브)과는 달리 워프 드라이브는 두 지점 사이의 즉각적인 이동과 전송을 허용하지 않고, 측정 가능한 시간 경과와 관련이 있습니다. 또한 워프 드라이브는 하이퍼스페이스에 우주선이 진입하면 정상 우주와 통신을 할 수 없는 것과 달리 워프 드라이브로 운행 중인 우주선은 정상 우주에 있는 물체와 계속 상호작용이 가능합니다.
실제 세계에서의 워프 드라이브 개념은 John W. Campbell이 1957년 소설 'Islands of Space'에서 처음 소개되었습니다. 그리고 "워프 드라이브"라는 용어는 Fredric Brown의 'Gateway to Darkness' (1949)와 Cosmic Stories (1941년 5월호)의 이야기에 처음 등장한 것으로 알려져 있습니다. 그러나 공간을 "구부리거나 휘게 하는" 용어로 여행을 가능하게 하는 개념은 1930년대 중반 이후 여러 작품에서 사용되었습니다. 예를 들어 Jack Williamson의 'The Cometeers' (1936)에서는 이 용어의 사용이 확인되었습니다.
워프 드라이브와 실제 세계의 물리학과 관련하여, 아인슈타인의 특수상대성 이론은 광자와 달리 정지 질량이 0이 아닌 물체는 빛 속도 이상의 이동이 불가능하다고 주장합니다. 물체가 빛 속도로 이동하려면 무한한 운동 에너지가 필요하게 됩니다. 워프 드라이브는 이 제약을 회피하기 위한 공상 과학 소설적인 장치 중 하나입니다.
이러한 정보를 바탕으로, 워프 드라이브는 허구적인 초광속 우주선 추진 시스템으로 알려져 있으며, 실제 세계에서는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 근거한 알쿠비에레 드라이브가 이에 가장 가까운 개념으로 소개되고 있습니다. 실제로 미국 나사(NASA)의 연구소에서는 워프 드라이브를 연구한다는 말도 있습니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 광자와는 달리 정지 질량이 0이 아닌 물질 물체의 경우 빛의 속도가 불가능하다고 말합니다. 광속을 초과하는 물체의 문제는 정확히 광속으로 이동하려면 무한한 양의 운동 에너지가 필요하다는 것입니다. 워프 드라이브는 은하계 규모로 설정된 이야기를 용이하게 하기 위해 소설의 이러한 한계를 우회하는 역할을 하는 SF 비유 중 하나입니다. 그러나 공간 왜곡의 개념은 "비논리적"이라는 비판을 받아 왔으며 반중력 또는 음의 질량과 같이 현재 물리학에 대한 이해에 맞지 않는 여러 다른 과학 아이디어와 연결되어 있습니다.
특수상대성이론의 효과에 길이수축과 시간지연도 포함된다는 점에서 이런 허구적 접근을 했다는 것은 놀라운 일이다. 이러한 효과는 빛의 속도보다 빠르게 여행할 수는 없지만 1광년의 거리를 1년 이내에 여행할 수 있도록 공간과 시간이 모두 "워프"된다는 것을 의미합니다. 빛의 속도보다 빠르게 여행할 수는 없지만 유효 속도는 빛보다 빠릅니다. 이러한 공간과 시간의 뒤틀림은 속도에 따라 달라지는 Lorentz 요인에 의해 수학적으로 정확하게 지정됩니다. 100년 전에 발표되었을 때는 이론적인 것이었지만 그 이후로 그 효과는 여러 번 측정되고 확인되었습니다. 극한에서는 빛의 속도에서 시간이 완전히 멈추고 시간의 흐름 없이 무한한 거리를 우주로 여행할 수 있습니다.
워프 드라이브는 Star Trek 시리즈의 기본 기능 중 하나이며 소설에서 우주 워프(워프 드라이브)의 가장 잘 알려진 예 중 하나입니다. Star Trek: The Original Series의 첫 번째 파일럿 에피소드인 "The Cage"에서는 파이크 선장이 행성 Talos IV에 도달하는 속도를 "타임 워프, 팩터 7"로 언급하면서 "하이퍼 드라이브"라고 합니다. Star Trek의 워프 드라이브는 가장 상세한 가상 기술 중 하나입니다.
Star Trek에서 warp drive는 우주선이 빛의 속도보다 빠르게 여행할 수 있도록 하는 가상의 기술입니다. 스타트렉 다음 세대(The Next Generation)시리즈에서는 "워프 팩터 1(Warp Factor 1)"이 빛의 속도와 동일한 속도로 정의되며, 이보다 높은 워프 팩터는 그 배수에 따라 증가합니다. 아래는 워프 팩터에 따른 일부 속도 예시입니다.
워프 팩터 1 - 1배 빛의 속도(299,792,458 m/s)
워프 팩터 2 - 10배 빛의 속도
워프 팩터 3 - 39배 빛의 속도
워프 팩터 4 - 102배 빛의 속도
워프 팩터 5 - 214배 빛의 속도
워프 팩터 6 - 392배 빛의 속도
워프 팩터 7 - 656배 빛의 속도
워프 팩터 8 - 1,024배 빛의 속도
워프 팩터 9 - 1,516배 빛의 속도
워프 팩터 9.99 - 7,912배 빛의 속도
워프 팩터 10 - 무한대 속도
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