Što bi se dogodilo kada bi svemirski brod s warp pogonom uletio u crnu rupu?

Warp pogon, iako dobro poznat u znanstvenoj fantastici, još uvijek ostaje samo teorijska mogućnost u stvarnom svijetu. Koncept je prvi put predstavio pisac John Campbell u znanstvenofantastičnom romanu “Islands of Space“. Danas je pojam warp pogona poznat zahvaljujući popularnoj seriji Star Trek, gdje se koristi za nadsvjetlosno putovanje kroz svemir. Međutim, kako prenosi Universe Today, stvarna fizika ovog pogona i dalje je problem koji znanstvenici pokušavaju riješiti, ali zasad je sve to još uvijek na teorijskoj razini.

Nedavno su dvojica istraživača, Remo Garattini i Kirill Zatrimaylov, razmatrali što bi se dogodilo kada bi svemirski brod s warp pogonom pokušao ući u crnu rupu. Njihov zaključak predstavlja zanimljiv misaoni eksperiment, koji možda neće dovesti do warp pogona veličine svemirskog broda, ali bi mogao omogućiti znanstvenicima stvaranje manjih verzija u laboratorijskim uvjetima.

Garattini i Zatrimaylov teoretizirali su da bi takav pogon mogao preživjeti unutar takozvane Schwarzschildove crne rupe, pod uvjetom da svemirski brod prijeđe horizont događaja brzinom manjom od brzine svjetlosti. Teoretski, gravitacijsko polje crne rupe smanjilo bi količinu negativne energije potrebne za održavanje warp pogona. Ako bi se to dogodilo, brod bi mogao proći kroz crnu rupu i iskoristiti je za prelazak na drugo mjesto u svemiru bez da bude zdrobljen. Matematički modeli iza ove ideje također otvaraju mogućnost stvaranja mini-warp pogona u laboratorijskim uvjetima.

Warp pogon je koncept inspiriran činjenicom da ništa ne može ići brže od brzine svjetlosti. S obzirom na udaljenosti u svemiru, putovanje do najbliže zvijezde trajalo bi godinama, čak i ako bismo mogli putovati brzinom svjetlosti. Putovanje kroz galaksiju ili do udaljenijih galaksija trajalo bi još duže, možda i nekoliko života. Dakle, ako želimo postati svemirska vrsta, moramo pronaći način kako putovati brže od svjetlosti. Ovdje nastupa warp pogon. Teoretski, on omogućava da vaš svemirski brod bude unutar ‘mjehura‘ koji se može kretati kroz prostor brzinama većim od brzine svjetlosti. U seriji Star Trek, svemirski brodovi koriste izvor energije u “warp jezgri” za napajanje generatora warp polja, koji stvaraju warp mjehur u takozvanom subprostoru. Brod koristi taj mjehur za putovanje do odredišta.

Warp pogon je primamljiva ideja, ali s mnogo upozorenja. Na primjer, stvaranje warp polja zahtijevalo bi nevjerojatnu količinu energije. Neki fizičari predlažu da bi to zahtijevalo više energije nego što smo trenutno sposobni proizvesti. Stvaranje te energije zahtijevalo bi ogromne količine egzotične materije što je već samo po sebi problem. Drugi kažu da stvaranje takvog pogona ide protiv našeg trenutnog razumijevanja fizike prostor-vremena. Međutim, to nije spriječilo nikoga da spekulira o načinima kako to ostvariti. Na primjer, meksički fizičar Miguel Alcubierre predložio je ideju za takav pogon 1994. godine, predlažući da bi mogao stvoriti mjehur koji bi pomicao prostor oko objekta.

Nastavio je istraživanje o brodu koji bi mogao putovati brže od svjetlosti, ali on i drugi i dalje ukazuju na razne probleme s kreiranjem i održavanjem warp pogona. To uključuje i ideju da takav pogon zapravo izolira sebe od ostatka svemira, što znači da brod ne može kontrolirati pogon koji ga pokreće. Dakle, još uvijek postoje neki problemi koje treba riješiti. Najpoznatiji smo s crnim rupama koje imaju zvjezdanu masu i one supermasivne. Ove također imaju akrecijske diskove koji prenose materijal u crnu rupu. Na primjer, centralna supermasivna crna rupa nazvana Sagittarius A* u našoj Mliječnoj stazi periodično ‘usisava’ materijal, a zatim emitira izboj radijacije. Druge, aktivnije galaksije šalju mlazove materijala koje emitira centralna supermasivna crna rupa dok se neprekidno hrani.

Crna rupa je koncentracija mase s gravitacijom toliko snažnom da ništa, pa ni svjetlost, ne može pobjeći. U svojoj studiji o crnim rupama i warp pogonima, autori su koristili Schwarzschildove crne rupe. Ove takozvane “statične” crne rupe savijaju prostor-vrijeme, nemaju električni naboj i ne rotiraju, objašnjava Universe Today. One su dobri kandidati za matematička istraživanja karakteristika polako rotirajućih objekata u svemiru. Schwarzschildova crna rupa je “idealna” za ovu teorijsku eksploraciju warp pogona koji prelazi horizont događaja. Da bi se izračunao scenarij, Garattini i Zatrimaylov odlučili su matematički kombinirati jednadžbe koje opisuju crnu rupu s onima koje opisuju warp pogon. Između ostalog, otkrili su da je moguće “ugraditi” warp pogon u vanjski dio crne rupe. Warp mjehur sam po sebi je mnogo manji od crne rupe i mora se kretati prema njoj. Gravitacija crne rupe utječe na energetske uvjete potrebne za stvaranje i održavanje warp pogona.

To znači da bi se teoretski mogla smanjiti količina negativne energije potrebne za održavanje warp mjehura u određenim specifičnim okolnostima, prema nekim teoretskim modelima. Međutim, potrebno je napomenuti da je ovo vrlo spekulativno i daleko od praktične primjene. Istraživači također predlažu da bi warp mjehur, koji se kreće brzinom manjom od brzine svjetlosti, mogao modificirati uvjete unutar horizonta događaja crne rupe, ali ne i izbrisati sam horizont. Tim je također iznio ideju da bi ekstremni uvjeti unutar crne rupe mogli potaknuti pretvaranje virtualnih čestica u stvarne, slično Hawkingovom zračenju, iako veza s warp pogonom nije dokazana. Zanimljivo je da istraživači spekuliraju kako bi mali warp mjehur mogao potencijalno utjecati na entropiju crne rupe, ali je to daleko od potvrđenog zaključka. Upozoravaju na potencijalne probleme u drugim fizičkim situacijama; na primjer, ako bi crna rupa u potpunosti apsorbirala warp mjehur, teoretski bi to moglo utjecati na njezinu masu i entropiju, ali ovo je vrlo spekulativno i zahtijeva daljnje istraživanje.

Ako su warp pogoni uistinu mogući u prirodi, ovi problemi ukazuju na to da ih još uvijek ne razumijemo u potpunosti iz termodinamičke perspektive. Iako ovo istraživanje ima značajnu teorijsku vrijednost i moglo bi poslužiti kao temelj za daljnje teoretske studije, mnoga pitanja ostaju neodgovorena. U budućnosti, kada budemo bolje razumjeli kvantnu mehaniku ovih fenomena, možda ćemo pronaći način da warp tehnologija postane stvarnost. Ako se to dogodi, mogli bismo se suočiti s neobičnim situacijama tijekom putovanja kroz crne rupe. Na primjer, moguće je da bi signali iz crne rupe mogli biti preneseni van pomoću warp mjehura koji izlazi iz singulariteta, što bi nam omogućilo da dobijemo informacije o tome što se događa unutar horizonta događaja—nešto što trenutno nije moguće.