Postoji tanka linija koja razdvaja znanstvenu fantastiku od znanosti, a ogromni tehnološki napredak posljednjih desetljeća izravni je dokaz toga. Sada, istraživači kažu da smo možda korak bliže brzom međuzvjezdanom putovanju, koje bi nas moglo odvesti do najbližeg planetarnog sustava Zemlji u “tren oka”.
U seriji Zvjezdane Staze, posada svemirskog broda USS Enterprise bez napora kreće u nove avanture, putujući nekoliko puta brže od brzine svjetlosti. Ovaj znanstveno-fantastični prikaz međuzvjezdanog putovanja, koji je prvi put prikazan 1966. godine, inspirirao je meksičkog fizičara Miguela Alcubierrea da istraži mogućnost stvarnog pogona brzinom svjetlosti. Kako prenosi Popular Mechanics, desetljećima kasnije, Alcubierre je objavio svoja revolucionarna istraživanja, koja su zadivila zajednicu teoretskih fizičara. Alcubierreov warp pogon teoretski skuplja prostor-vrijeme ispred svemirskog broda dok ga širi iza njega, omogućujući brodu da se kreće nevjerojatnom brzinom. Promatrač izvan “warp mjehura” vidio bi brod kako se kreće brže od brzine svjetlosti, dok putnici unutar broda ne bi osjećali nikakvo ubrzanje.
Ako bi Alcubierreov superluminalni (brži od svjetlosti) pogon bio izvediv, mogao bi revolucionirati naše svemirske pothvate, omogućujući nam da dosegne Alpha Centauri, naš najbliži zvjezdani sustav, za nekoliko dana ili tjedana, iako je udaljen četiri svjetlosne godine.
Međutim, Alcubierreov pogon ima veliki problem: za svoj rad koristi negativnu energiju, koja uključuje egzotične čestice. Ove čestice, koje postoje samo u teoriji, imaju negativnu masu i djeluju suprotno gravitaciji. Posljednjih 30 godina znanstvenici su objavljivali istraživanja koja pokušavaju prevladati ove prepreke brzini svjetlosti, kako je opisano u Alcubierreovom temeljnom članku iz 1994. godine.
Novo rješenje
Znanstvenici iz njujorškog “think tanka” Applied Physics vjeruju da su pronašli kreativno rješenje za glavni problem warp pogona. Tim, zajedno s kolegama iz drugih institucija, zamislio je sustav “pozitivne energije” koji ne krši poznate zakone fizike. Ovo otkriće moglo bi biti ključ za buduća međuzvjezdana putovanja, kažu Gianni Martire, izvršni direktor Applied Physicsa, i Jared Fuchs, viši znanstvenik.
Zamislite da ste astronaut u svemiru i gurate tenisku lopticu od sebe. Umjesto da se udalji, lopta se vraća prema vama s takvom snagom da bi vam mogla ozlijediti ruku. To je primjer negativne energije. Alcubierreov dizajn zahtijeva ovu energiju, ali trenutno ne postoji način da je iskoristimo.
Pozitivna energija, s druge strane, puno je izvedivija za stvaranje “warp mjehura”. Ovaj mjehur, sferna struktura koja okružuje svemirski brod, koristi ljusku od nevjerojatno guste materije. Mjehur pokreće brod snažnom gravitacijom ljuske, ali bez da putnici osjete ubrzanje. “Vožnja dizalom bila bi uzbudljivija”, kaže Martire u razgovoru sa Popular Mechanics.
Tehnologija warp pogona
Gustoća ljuske i pritisak koji vrši na unutrašnjost pažljivo su kontrolirani, objašnjava Fuchs. Prema teoriji opće relativnosti Alberta Einsteina, ništa ne može putovati brže od brzine svjetlosti. Stoga je mjehur dizajniran tako da putnici unutar njega doživljavaju normalno kretanje u vremenu, dok se sam mjehur nevjerojatnom brzinom kreće kroz prostor-vrijeme.
Tim Applied Physicsa razvio je računalni program Warp Factory za modeliranje warp pogona. Ovaj alat omogućuje istraživačima procjenu Einsteinovih jednadžbi polja i izračunavanje energetskih uvjeta potrebnih za različite geometrije warp pogona. Program je dostupan za besplatno preuzimanje i korištenje. Eksperimenti su doveli do prvog općeg modela warp pogona s pozitivnom energijom, koji bi mogao značajno smanjiti količinu potrebne energije.
Ovaj napredak otvara nove mogućnosti za proučavanje dizajna warp pogona, kaže Erik Lentz, fizičar iz Pacific Northwest National Laboratory. Kontrola warp mjehura zahtijeva veliku količinu koordinacije jer uključuje ogromne količine materije i energije. Putnici bi trebali biti sigurni i prolaziti vrijeme slično kao na odredištu. “Mogli bismo projektirati prostor-vrijeme gdje vrijeme prolazi mnogo drugačije unutar mjehura nego izvan njega. Mogli bismo propustiti svoj sastanak na Proxima Centauri ako nismo pažljivi”, kaže Lentz, prema Popular Mechanics-u.
Trenutno rješenje Applied Physicsa zahtijeva warp pogon koji putuje ispod brzine svjetlosti i koristi masu ekvivalentnu dvama Jupiterima. Međutim, nitko još ne zna kako pronaći tu masu. Neka istraživanja sugeriraju da bi tamna tvar mogla biti ključ, ali to je još uvijek velika misterija.
Izazovi i budućnost warp pogona
Unatoč mnogim problemima, tim Applied Physicsa vjeruje da će njihov model s vremenom doseći brzinu svjetlosti. Čak i ako ostane ispod brzine svjetlosti, to je veliko poboljšanje u odnosu na današnju tehnologiju. Na primjer, putovanje brzinom pola brzine svjetlosti do Alpha Centauri trajalo bi devet godina, dok bi naš najbrži svemirski brod, Voyager 1, trebao 75,000 godina za isti put. Kako se približavamo brzini svjetlosti, stvari postaju sve čudnije prema principima Einsteinove posebne relativnosti. Masa objekta koji se kreće sve brže povećavala bi se beskonačno, što bi zahtijevalo beskonačnu količinu energije.
“To je glavni izazov koji moramo prevladati—kako možemo imati svu tu materiju u našem mjehuru, ali ne u tolikoj mjeri da je nikada ne možemo sastaviti?” kaže Martire. Moguće je da odgovor leži u fizici kondenzirane materije. Tehnologija warp pogona je na razini automobilskih tehnologija iz 1882. godine: putovanje automobilom bilo je moguće, ali je izgledalo kao težak problem. Tim Applied Physicsa vjeruje da su buduće inovacije u warp putovanjima neizbježne. Opći model pozitivne energije je prvi korak. “Čovječanstvo je službeno, matematički, na međuzvjezdanom putu”, zaključuje Martire.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
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.
