Letenje do zvezd je dolgoletno sanje človeštva. Vendar pa so razdalje do njih tako velike in hitrost katerega koli tehničnega sredstva, ki nam je znano, je tako majhna, da se zdi, kot da bi sanje za vedno ostale umetniška fantazija. In kljub temu imajo fiziki idejo, kako zavajati naravne zakone in vdreti v medzvezdni prostor.
OMEJENA HITROST
Vse do začetka 17. stoletja je veljalo, da se svetloba širi v trenutku. V nasprotju s tem mnenjem je veliki Galileo Galilei verjel, da ima določeno hitrost, in celo izumil poskus z lučjo, da bi ga izmeril, vendar mu ni uspelo. Kot rezultat tega ga je najprej izmeril danski astronom Olaf Roemer, ki je leta 1676 opazoval mrke Io, lune Jupiter in ugotovil, da čas med mrki postaja krajši, ko se oddaljenost od tega velikanskega planeta do Zemlje zmanjša, in več, ko se poveča. Spoznal je, da je razlika posledica hitrosti svetlobe, ki "prehodi" večjo razdaljo, ko se Jupiter umakne, in ga je znal enostavno izračunati. Roemer se je seveda motil pri določanju natančne vrednosti, a je pravilno določil vrstni red - 214.000 km / s.
Poznejši fiziki so izvedli številne druge meritve in do začetka dvajsetega stoletja ugotovili: hitrost svetlobe v vakuumu je 299.910 km / s - to je bilo že blizu sodobne vrednosti. Toda nihče si ni mogel niti zamisliti, da je to končno za naše vesolje.
Leta 1905 je Albert Einstein kot postulat za svojo posebno teorijo relativnosti (SRT) sprejel ne le trditev, da je hitrost svetlobe največja možna, ampak tudi, da je invariantna, torej da ni odvisna od gibanja svetlobnega vira ali od referenčnega okvira opazovalec. Iz tega so sledile nenavadne posledice. Na primer, izkazalo se je, da bližje kot je hitrost predmeta hitrosti svetlobe, počasneje teče njegov čas in pomembnejša postane masa. Se pravi, nobeno materialno telo ne more pospešiti do svetlobne hitrosti, sicer bo njegova masa postala neskončna.
PARADOX TELEPORTACIJE
Promocijski video:
Torej, hitrost svetlobe je omejujoča, celo svetloba je najbližje zvezde Proxime Centauri dosegla v samo 4,2 letih. Če uporabljamo sodobne raketne tehnologije, katerih rekord ostaja hitrost 20 km / s, potem bo potrebnih več kot 70 tisoč let! Jasno je, da s takšnim časovnim okvirom ni treba resno govoriti o odpravah do najbližjih zvezd.
Kljub temu so iskani uma skoraj takoj poskušali najti način za preseganje omejitev hitrosti. Eden od teh načinov bi lahko bila teleportacija.
Zanimivo je, da je bila ideja o razkroju predmetov v atome z njihovo poznejšo rekonstrukcijo izumljena, še preden se je načeloma pojavila razprava o tehnični resničnosti teleportacije. Najdemo ga v zgodbi Američana Edwarda Mitchella "Človek brez telesa", objavljeni leta 1877. Potem je veljalo, da znanost pozna strukturo molekul in atomov, zato je pisatelj verjel, da bo enostavno poustvariti predmet, razstavljen na elementarne "opeke". V dvajsetem stoletju se je ideja izkazala za povpraševanje piscev znanstvene fantastike, danes pa si je težko predstavljati delo o medzvezdnih poletih, v katerem ne bi bilo teleportacije.
Kar zadeva znanost, so filozofi pred fiziko razmišljali o verjetnih posledicah teleportacije. Recimo, da so rekli, da teleport razstavi človeka na atome, nato se informacije o njih pošljejo na Mars, tam pa drugi teleport človek zbira iz lokalnega gradiva. Ali lahko človek na Marsu velja za isto osebo, ki je vstopila v teleport na Zemlji? Izkazalo se je, da ni nobenih meril, ki bi zadoščali za identifikacijo osebe, torej dokler ne ugotovimo, kakšno materialno podlago ima "duša", je še prezgodaj govoriti o uporabnosti teleporta.
Če pa ga uporabljate za pošiljanje predmetov? In tu ni vse preprosto! Načelo negotovosti, ki ga je odkril Werner Heisenberg, prepoveduje natančno merjenje vseh značilnosti delca: za numerično fiksiranje ene značilnosti je treba "žrtvovati" drugo, tako da predmeta nikoli ne moremo v celoti opisati na osnovni ravni.
Nato so znanstveniki razmišljali o možnosti uporabe funkcij kvantne mehanike za teleportacijo. Kot veste, obstaja kvantno zapletanje - pojav, v katerem so kvantna stanja predmetov medsebojno odvisna, tudi če so sami predmeti ločeni v vesolju na veliki razdalji. Seveda s pomočjo kvantnega prepletanja ni mogoče prenašati snovi ali energije, vendar je možno prenašati informacije in to s hitrostjo … veliko večjo od svetlobe! V praksi je videti tako. Imate predmet, ki je zapleten s predmetom, ki je poslan na Mars. Spremenite kvantno stanje svojega predmeta, po katerem se stanje objekta na Marsu v trenutku ustrezno spremeni.
Eksperimenti na področju kvantne teleportacije se izvajajo od leta 1997, danes pa je postavljen celo nekakšen rekord pri prevajanju stanj fotonov na 143 km. Uspehi fizikov so navdušujoči, vendar narava še vedno ni podlegla njihovemu pritisku: za razvozlavanje pomena sporočila, prejetega na ta način, so potrebne dodatne informacije, ki se prenašajo po običajnem radijskem kanalu.
BUBBLE ALCUBIERRE
Še eno idejo, kako zavajati zakone narave, si je izmislil sovjetski fizik Sergej Snegov v fantastični trilogiji Ljudje so bogovi, objavljeni v drugi polovici šestdesetih let prejšnjega stoletja. Opisan "Tanev motorji" so lahko aktivno vplivali na vesolje, preoblikovali vakuum v snov, zaradi česar so se znaki lahko razvili poljubno visoke hitrosti.
Nekaj podobnega je mnogo let pozneje predlagal teoretični fizik Miguel Alcubierre. V svojem prispevku iz leta 1994 "Warp Drive: Ultra Fast Travel in General Relativity" je opisal način križanja prostora, ki teoretično omogoča hitrejše pospeševanje od svetlobe. Hipotetični motor tvori nekakšen "mehurček" ("warp krogla"), za katerim se bo razširil navadni prostor in pred njim se bo skrčilo. Pravzaprav v lokalnem zvezku poustvarjajo model zgodnje mladosti vesolja, ko se je širila sama tkanina vesolja. Vendar pa je za eksotično negativno energijo potrebna postavitev vesoljske ladje v mehurček. Po drugi strani se lahko ustvari zaradi učinka Casimir, ki ustvarja virtualne delce.
Seveda obstajajo tudi težave. Fiziki so izračunali, da je za ustvarjanje "mehurčka" zadostne velikosti potrebna navadna energija, katere moč je primerljiva z močjo, ki bi jo dobili s pretvorbo celotne mase Jupitra v energijo. Kljub temu je bila pri NASA vesoljski agenciji ustanovljena skupina, ki jo je vodil fizik Harold White, ki si od leta 2011 močno prizadeva za izboljšanje ideje o warp pogonu in ji je uspel konfigurirati "mehurček" v "disk", zaradi česar so bili potrebni stroški energije znižani na sprejemljive količine. Poleg tega je napovedano, da bo v bližnji prihodnosti njegova skupina lansirala prototipni warp pogon, ki uporablja močne laserje za oblikovanje "diska".
Omeniti velja, da vzporedno s fiziki umetnik-oblikovalec Mark Redmaker dela na konceptu nadzemeljskega zvezdnega broda, ki so ga poimenovali IXS Enterprise, katerega risbe in slike pripomorejo k boljšemu razumevanju globine tehničnih težav, ki jih bodo morali rešiti inženirji, če bodo zgrajeni osnovni pogon. Po izračunih bo lahko zvezda ladja prevozila razdaljo do Proxime Centauri v samo dveh tednih.
Čeprav ni trdne gotovosti, da bo skupini Harold White uspelo, lahko pa zagotovo rečemo: znanstveniki ne bodo opustili svojih poskusov zavajanja obstoječih fizikalnih zakonov in našli način, kako priti do zvezd.
Anton Pervušin
