Medzvezdna potovanja še naprej vznemirjajo misli javnosti. Warp pogoni so že dolgo vidni v pop kulturi, tako v literaturi kot v kinu. Ampak ali bo človeštvo lahko ustvarilo tehnologijo, ki lahko manipulira z vesoljem in časom ter zagotavlja potovanje hitreje kot svetloba?
To ves čas vidimo v znanstveni fantastiki: ladje, ki jih poganjajo osnove, osebam v zgodbi, romanu, filmu ali televizijski seriji omogočajo raziskovanje novih planetov in celo galaksij. Ta vozila bi lahko celo letela hitreje od svetlobne hitrosti, četudi nas Splošna relativnost uči, da nihče ne more potovati hitreje od svetlobe. Ali ni? Navsezadnje svetloba nima mase, kar pomeni, da lahko potuje s hitrostjo 299.792.458 metrov na sekundo.
To je vse res. Nič ne more preseči univerzalne omejitve hitrosti. Vendar bomo morda še vedno sposobni sestaviti warp pogon brez kršenja fizičnih zakonov.
Leta 1994 je teoretični fizik Miguel Alcubierre iz Mehike napisal članek, v katerem je predstavil matematične izračune in znanstveno podlago za ustvarjanje pravega osnove, ki ne bi nasprotovala splošni relativnosti. Ta metoda medzvezdnega potovanja se je začela zanimati, ko jo je videl v akciji - pokrivanje velikanskih razdalj v znanstvenofantastičnih delih.
Vesoljsko plovilo z warp pogonom, kot ga vidi umetnik.
Warp pogon širi in skrči tkanino vesoljskega časa okoli ladje in njenega mehurčka. Aparat načeloma ne pospešuje in ne premika. Tkanina se giblje okoli nje in jo tako potiska naprej. Kot primer si predstavljajte, da stojite na tekočem traku - premikate se, vendar ne hodite. Tkanina traku vas premakne naprej. Stiskanje vesolja in časa pred vesoljskim plovilom ga bo potegnilo, širitev za njim pa bo nadaljevala to gibanje naprej. Einstein je pokazal, da se prostor-čas lahko upogne z maso ali energijo, zato je z njim mogoče manipulirati na druge načine. Razlog, da bi ta ladja lahko potovala hitreje kot svetloba, je zato, ker Splošna relativnost pravi, da nič v vesolju ne more preseči omejitve hitrosti.vendar ni omejitve hitrosti za samo širitev ali krčenje prostora. V prostoru ne premikamo ničesar - sami premikamo prostor.
Delo Alcubierrea je bilo spodbudno in impresivno, vendar je bilo v njem tudi veliko lukenj. V izvirnem delu je teoretiziral, da bo za zagotovitev takšne ladje dovolj moči potrebno več negativne energije, kot je sploh v vesolju, in sicer se zahvaljujoč njej prostor širi. Težava je v tem, da negativna energija izzveni, celo mnogi fiziki dvomijo o njenem obstoju, da ne omenjam, da bomo lahko proizvedli ogromne količine.
Naša opažanja, kaj bi lahko bila negativna energija, milo rečeno, nezadostna. Domnevno tisto, za kar mislimo, da je prazen prostor, nikakor ni prazno - ima energijsko gostoto, ki jo imenujemo tudi nič. Po kvantni mehaniki je prazen prostor napolnjen z delci energije, ki se pojavljajo in izginjajo. Če nam uspe zaustaviti njihov videz, bomo prejeli negativno energijo.
Promocijski video:
Vizualizacija osnove polja glede na motor Alcubierre.
Znanstveniki so ga poskušali ustvariti v laboratoriju tako, da so dve kovinski plošči (ki sta bili tako gladki, da sta bili popolnoma gladki na skoraj atomski ravni) na razdalji, veliko manjši od debeline človeškega lasu. Preostali prostor je bil tako majhen, da delci v njem niso mogli obstajati, zaradi česar se je sila okoli plošč povečala in so se kazale lastnosti negativne energije. Seveda ta opažanja niso dovolj - to je le majhen eksperiment, katerega rezultati še zdaleč niso sposobni narediti končnih zaključkov.
Če nam v prihodnosti še uspe razbrati, kako pridobiti več negativne energije, nam morda ne bo potrebno toliko, kot je predlagal Alcubierre. Zadnje izboljšave njegovega dela, ki so jih izvedli znanstveniki NASA, so z vibriranjem delov naprave na visokih frekvencah znatno zmanjšali količino energije, ki bi jo potrebovali za warp pogon. Tako bi se lažje premikali skozi vesoljski čas in zmanjšali količino potrebne energije. Trenutne teorije o tem, koliko negativne energije bo morda potreboval warp pogon, segajo od 65 ekvuljev do več negativnih in pozitivnih sončnih mas. 65 eksejulov je približno tisto, kar ZDA porabijo v enem letu. To je še vedno veliko, a povsem resnično. Če lahko uporabimo temno energijo, potem ne bomo potrebovali več kot masa Jupitra. Edini problem je, da v resnici ne razumemo, kaj je temna energija in kako deluje. In na koncu bi lahko bil eksotičen material, potreben za pogon osnove.
Za primerjavo: za medzvezdna potovanja na tradicionalnih raketah ne bo potrebnih samo sto tisoč let, ampak je rezervoar za gorivo večji od vesolja. In to ne gre omeniti dejstva, da morate še vedno najti material, ki lahko zdrži tako dolgo pot.
V nekaterih modelih - na primer v konceptu Harolda Whitea - lahko vesoljsko plovilo, ki ga poganja warp pogon, potuje 10-krat hitreje kot svetloba. S to hitrostjo bi lahko dosegli najbližji eksoplanet - Alpha Centauri B b - v samo šestih mesecih, čeprav smo bili od Zemlje več kot štiri svetlobna leta. Najhitrejša sodobna vozila lahko dosežejo hitrost nekaj več kot 32 tisoč kilometrov na uro: pot do Alpha Centauri B b s to hitrostjo bo trajala 142 tisoč let. Triindvajset tisoč kilometrov na uro predstavlja približno 0,003% hitrosti svetlobe.
Nasino medzvezdno vesoljsko plovilo z IXS Enterprise osnove.
Potovanje s tako hitrostjo bi človeštvu omogočilo prestopanje kozmološkega obzorja in raziskovanje ne le njegovega Vesolja, temveč tudi multiverzuma. Teoretično je omejitev hitrosti osnove, a tudi te teoretične meje bi nam omogočile, da bi v nove sekunde potovale do novih galaksij. Kot prednost bi ladja lahko pospešila in upočasnila, potniki pa ne bi doživeli časovne razteznosti. Preprosto povedano, mogoče bi se izognili situaciji, ko ste prispeli na cilj in se pravočasno znašli tako daleč, da so bili vsi na Zemlji, ki ste jih poznali, že dolgo mrtvi.
Poleg virov energije se težava štejejo tudi delci, pospešeni med potovanjem, ki se lahko nenamerno sprožijo pri zaviranju in uničijo cele svetove. Poleg tega obstaja možnost, da se ne bo mogoče upočasniti takoj, ko se začnete premikati, posadka pa lahko zaradi več razlogov umre. Kljub temu pa matematika in eksperimentalni podatki kažejo, da imajo osnove diski možnost.
Če nam res uspe ustvariti to tehnologijo, ne bo minilo stoletje, dokler se ne bomo naučili uporabljati. Tako kot črvovodne odprtine so možnosti, ki jih nudijo pogoni, neverjetne, vendar jih ne bo enostavno doseči.
Vladimir Guillen