Ako warp pogon eksplodira u dubokom svemiru, hoće li itko čuti? Vjerojatno ne, ali nova istraživanja sugeriraju da bi ljudi jednog dana mogli otkriti valove u prostorvremenu koje bi takva katastrofa stvorila, što bi moglo pomoći u potrazi za vanzemaljskim životom.
Warp pogoni, koji omogućuju letjelicama da putuju gotovo brzinom svjetlosti, stalnica su znanstvene fantastike, omogućujući posadama iz Star Treka da hrabro odlaze tamo gdje nitko prije nije bio. No, znanstvenici već dugo teoretiziraju kako bi stvarni warp pogon mogao funkcionirati, prenosi Popular Mechanics. Najpoznatiji primjer je Alcubierrov pogon, dizajn koji je meksički fizičar Miguel Alcubierre, dr. sc., iznio 1994. godine. Ovaj tip pogona formirao bi mjehur oko broda, skupljajući prostor ispred sebe i šireći prostor iza sebe, omogućujući tako letjelici da preskoči svemirske prostore.
Detekcija vanzemaljskih warp pogona
U studiji objavljenoj u lipnju, tim istraživača iz Velike Britanije i Njemačke postavio je pitanje: Ako vanzemaljska civilizacija koristi Alcubierrov pogon, možemo li to otkriti tražeći gravitacijske valove koje bi takav sustav mogao emitirati? Naime, LIGO laboratorij u Kaliforniji, koji je dom najvećeg svjetskog opservatorija gravitacijskih valova, može detektirati perturbacije u prostorvremenu koje stvaraju visokoenergetski događaji poput spajanja crnih rupa i supernova.
Prema proračunima istraživača u novom radu, ljudi bi doista mogli otkriti znakove vanzemaljskog warp pogona, ali samo s novom generacijom opservatorija za gravitacijske valove.
Astrofizičarka Katy Clough, dr. sc., i njezini suoautori osmislili su ideju simuliranja potpisa gravitacijskih valova warp pogona prije sedam godina. Inspiraciju su dobili iz Star Treka, kaže Clough, a posebno iz pojave “proboja” warp pogona u seriji.
Alcubierrov pogon—koji teoretski zahtijeva negativnu energiju (repulsivnu gravitacijsku silu, umjesto privlačne) i egzotične oblike materije da bi radio—ne bi značajno perturbirao prostorvrijeme dok ispravno funkcionira. Tehnički, čak i vožnja automobila na Zemlji stvara gravitacijske valove (bilo što što se ubrzava to radi), ali oni su premali da bi ih se detektiralo ili da bi imali ikakav učinak na bilo što. No, valovi koji dosežu naš planet iz svemira obično su uzrokovani nasilnim događajima ili kretanjem masivnih objekata, poput rotirajuće neutronske zvijezde. Kvar Alcubierrovog pogona također bi se kvalificirala.
“Ako ubacite egzotičnu materiju u formiranje warp mjehura, ona će se prirodno raspršiti tijekom vremena. Dakle, hipotetski vanzemaljci trebali bi neku vrstu mehanizma za održavanje kako bi je zadržali na mjestu. A mi ne znamo što je to,” objašnjava Clough. “Rekli smo, pa, u Star Treku se uvijek događa da imate kvar u sustavu za održavanje warp pogona. Pa zašto ne bismo samo išli s tom idejom?”
U slučaju kvara u sustavu za održavanje warp pogona, kaže Clough, sva zadržana energija i materija bi se izlila i stvorila vrstu neurednih oscilacija koje generiraju gravitacijske valove, poput nekoga tko prska po bazenu. Ovo bi, blago rečeno, bilo neugodno za putnike na brodu.
Tehnički izazovi i potencijalne detekcije
Kolaps warp pogona u Andromedi, najbližem galaktičkom susjedu Mliječne staze, mogao bi biti detektiran na Zemlji. “Bili biste rastegnuti i zgnječeni, i na kraju bi to bilo grozno,” kaže Clough. Projekt se timu isprva činio “zabavnim”, ali ubrzo je postao vrlo kompliciran. Glavni problem bio je odabir jednadžbi koje su istovremeno vodile do stabilne evolucije u simulaciji i imale fizički smisao.
Nakon što su to postigli, znanstveni tim otkrio je da bi kvar warp pogona na brodu veličine jednog kilometra, koji putuje 10 posto brzinom svjetlosti (30.000 kilometara u sekundi), stvorio “vrlo prepoznatljiv” signal gravitacijskih valova. Taj signal mogao bi se detektirati do 1 megaparseka udaljenosti, odnosno 3,26 milijuna svjetlosnih godina, što znači da bi kolaps warp pogona u Andromedi mogao biti detektiran na Zemlji.
Luke Sellers, dr. sc., glavni znanstvenik u Applied Physics—nezavisnoj istraživačkoj grupi sa sjedištem u New Yorku i Stockholmu koja je predložila vlastite dizajne warp pogona i proučavala potragu za vanzemaljskim životom u gravitacijskim valnim signalima—kaže da je rad Cloughovog tima “dobrodošao dodatak” polju. Studija “jednostavno ima smisla,” posebno uvid da bi Alcubierrov pogon mogao eksplodirati.
Jednog dana, rekao je, “mogli bismo imati popis svih tih egzotičnih SETI-signala gravitacijskih valova koje treba tražiti, od kojih bi jedan mogao biti vrlo veliki pogonski mehanizam, a jedan od njih bi mogla biti eksplozija warp pogona.”
Sljedeća generacija detektora
Pod pretpostavkom da su vanzemaljci shvatili kako napraviti Alcubierrov pogon i jedan eksplodira u dometu naših opservatorija, postoji još jedan problem: nijedan od naših postojećih detektora nije opremljen za pronalaženje visokofrekventnih gravitacijskih valova. Detekcija gravitacijskih valova još je uvijek “vrlo novo polje,” kaže Clough. “To je stvarno poput početka elektromagnetskih promatranja, gdje gledamo samo jedan frekvencijski pojas.”
Zemaljski opservatorij LIGO, koji su osnovali Caltech i MIT, debitirao je 2002. godine i prati frekvencije u rasponu od 10 Hz do 1 KHz. (Ako bi se val frekvencije 1 KHz mogao čuti, zvučao bi kao visokofrekventni ton.) Planirani svemirski opservatorij LISA, zajednički projekt NASA-e i Europske svemirske agencije, koji se očekuje da će biti lansiran 2030-ih, slušat će još niže frekvencije. Eksplodirajući Alcubierrov pogon emitirao bi valove na frekvenciji od oko 300 KHz, što bi, ako bi to bio zvuk, bilo izvan dosega ljudskog sluha.
Razlog za ovaj početni fokus na niže frekvencijske pojaseve, kaže Clough, je taj što postoje visoko prioritetni objekti i događaji u tim rasponima.
“Ne postoji mnogo dobro motiviranih astrofizičkih ciljeva na tim [višim] frekvencijama,” objašnjava. “Postoje neki egzotični objekti, poput primordijalnih crnih rupa ili signala iz ranog svemira, tako da postoje prijedlozi za pokušaj izgradnje detektora u tom rasponu. Ovo je još jedan potencijalni argument za izgradnju tih detektora.”
2021. godine, tim od više od dvadeset znanstvenika iz cijelog svijeta, uključujući institucije poput LIGO-a i CERN-a, tvrdio je u radu da bi opservatoriji usmjereni na visokofrekventne pojaseve mogli omogućiti traženje znakova nove fizike u ranom svemiru.
“Logično je da želite istražiti tu prostranost što je više moguće ako želite imati priliku otkriti nešto,” kaže Sellers, znanstvenik iz Applied Physics. Uz nove detektore, sustav za SETI pretrage koji uključuje algoritme strojnog učenja mogao bi biti koristan, dodaje.
Zaključci rada također dolaze s nekim upozorenjima. Rad pokriva vrlo specifičan scenarij s pažljivo odabranim parametrima, uključujući tip warp pogona. To je “primjer, a ne predložak koji treba tražiti,” kaže Clough. Ipak, tim očekuje da bi se frekvencijski raspon gravitacijskih valova prenio na druge dizajne.
“Moglo bi se dogoditi da, jednom kada dobijemo te bolje detektore, postoji stvarno glasan signal warp pogona koji možete vidjeti čak i ako već ne znate što tražite,” kaže Sellers. “A ako se to dogodi, moguće je da bismo mogli rekonstruirati koji sustav koriste.”
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
