Putovanja među zvijezdama nastavljaju uzbuđivati umove javnosti. Warp pogoni već su dugo istaknuti u pop kulturi, kako u književnosti, tako i u kinu. No, hoće li čovječanstvo moći stvoriti tehnologiju koja može manipulirati prostorom i vremenom, osiguravajući putovanje brže od svjetlosti?
To viđamo cijelo vrijeme u znanstvenoj fantastici: brodovi pomoću vožnja omogućuju likovima u priči, romanu, filmu ili televizijskoj seriji da istražuju nove planete, pa čak i galaksije. Ta su vozila mogla letjeti čak i brže od brzine svjetlosti, čak i ako nas opća relativnost uči da nitko ne može putovati brže od svjetlosti. Nije li? Uostalom, svjetlost nema masu, što znači da može putovati brzinom od 299.792.458 metara u sekundi.
To je sve istina. Ništa ne može prijeći univerzalnu ograničenje brzine. Međutim, možda i dalje možemo stvoriti warp pogon bez kršenja fizičkih zakona.
Teorijski fizičar Miguel Alcubierre iz Meksika napisao je 1994. članak u kojem je predstavio matematičke proračune i znanstvenu osnovu za stvaranje stvarnog warp pogona koji ne bi bio u suprotnosti s općom relativnošću. Zanimao se za ovu metodu međuzvjezdanih putovanja nakon što ju je vidio u djelovanju - prekrivanju ogromnih udaljenosti u znanstvenim fantastičnim djelima.
Svemirska letjelica s warp pogonom kako to umjetnik vidi.
Warp pogon proširuje i skuplja tkaninu svemirskog vremena oko broda i njegovog mjehurića. Aparat, u principu, ne ubrzava niti se pomiče. Tkanina se kreće oko nje i tako je gura naprijed. Kao primjer, zamislite da stojite na pokretnoj traci - krećete se, ali ne hodate. Tkanina trake vas pomiče naprijed. Stiskanje prostora-vremena ispred svemirskog broda povući će ga, a širenje iza njega nastavit će ovo kretanje naprijed. Einstein je pokazao da se prostor-vrijeme može saviti masom ili energijom, dakle, njime se može manipulirati na druge načine. Razlog zbog kojeg bi ovaj brod mogao putovati brže od svjetlosti je taj što Opća relativnost kaže da ništa u svemiru ne može prijeći ograničenje brzine.međutim, ne postoji ograničenje brzine za samo širenje ili skupljanje prostora. U prostoru ne mičemo ništa - pomičemo sam prostor.
Rad Alcubierrea je bio ohrabrujući i dojmljiv, ali u njemu je bilo i mnogo rupa. U izvornom je radu teoretizirao da će za takav brod biti potrebno dovoljno energije, više negativne energije nego što je uopće u svemiru, naime, zahvaljujući njemu se prostor proširuje. Problem je u tome što je negativna energija neuhvatljiva, čak mnogi fizičari sumnjaju u njeno postojanje, a da ne spominjemo kako ćemo je moći proizvesti ogromne količine.
Naša opažanja o tome što bi mogla biti negativna energija su, najblaže rečeno, nedovoljna. Vjerojatno, ono što mi smatramo praznim prostorom nikako nije prazno - ima gustoću energije koja se također naziva nula. Prema kvantnoj mehanici, prazan prostor ispunjen je česticama energije koje se pojavljuju i nestaju. Ako uspijemo zaustaviti njihov izgled, primit ćemo negativnu energiju.
Promotivni video:
Vizualizacija osnove polja prema Alcubierre-ovom motoru.
Znanstvenici su to pokušali stvoriti u laboratoriju tako što su dvije metalne ploče (koje su bile toliko ravne da su bile savršeno glatke na gotovo atomskoj razini) bile udaljene mnogo manje od debljine ljudske dlake. Preostali prostor bio je toliko malen da čestice nisu mogle postojati u njemu zbog čega se snaga oko ploča povećavala i očitovala svojstva negativne energije. Naravno, ta zapažanja nisu dovoljna - ovo je samo mali eksperiment, čiji su rezultati daleko od toga da mogu izvesti konačne zaključke.
Ako u budućnosti još uvijek uspijemo smisliti kako dobiti više negativne energije, možda nam neće trebati onoliko koliko je Alcubierre sugerirao. Najnovija usavršavanja njegovog rada, koja su proveli NASA-ini znanstvenici, značajno su smanjila količinu energije koja bi bila potrebna za warp pogon vibracijskim dijelovima uređaja na visokim frekvencijama. To bi olakšalo kretanje kroz prostor i smanjilo količinu potrebne energije. Trenutne teorije o tome koliko negativne energije možda treba pokretati pokretač u rasponu od 65 ekjula do više negativnih i pozitivnih solarnih masa. 65 eksejula otprilike je ono što SAD koriste u godinu dana. To je još uvijek puno, ali sasvim stvarno. Ako možemo koristiti tamnu energiju, tada nam neće trebati više od mase Jupitera. Jedini problem je što zapravo ne razumijemo što je tamna energija i kako funkcionira. I to bi moglo završiti kao egzotični materijal potreban za pokretanje warp pogona.
Za usporedbu: za međuzvjezdano putovanje tradicionalnim raketama neće trebati samo stotine tisuća godina, već je i rezervoar goriva veći od Svemira. I to da ne spominjemo činjenicu da još uvijek morate pronaći materijal koji može izdržati tako dug put.
U nekim modelima - na primjer, u konceptu Harolda Whitea - svemirski brod koji pokreće warp pogon može putovati 10 puta brže od svjetlosti. S ovom brzinom mogli bismo stići do najbliže egzoplanete - Alpha Centauri B b - za samo šest mjeseci, unatoč tome što smo bili udaljeni više od četiri svjetlosne godine od Zemlje. Najbrža moderna vozila mogu dostići brzinu od nešto više od 32 tisuće kilometara na sat: putovanje do Alpha Centauri B b ovom brzinom trajat će 142 tisuće godina. Trideset dvije tisuće kilometara na sat otprilike je 0,003% brzine svjetlosti.
NASA međuzvijezdani svemirski brod s warp pogonom IXS Enterprise.
Putovanje takvom brzinom omogućilo bi čovječanstvu da prijeđe kozmološki horizont i istražuje ne samo njegov Svemir, već i Multiverzum. Teoretski, postoji ograničenje brzine warp pogona, ali čak i ta teorijska ograničenja omogućila bi nam putovanje do novih galaksija u djeliću sekunde. Kao prednost, brod bi mogao ubrzavati i usporavati, a putnici ne bi iskusili vremensko širenje. Jednostavno rečeno, bilo bi moguće izbjeći situaciju da ste stigli na odredište i našli se toliko unaprijed u vremenu da su svi na Zemlji za koje ste znali da su mrtvi.
Osim izvora energije, problem se smatra i česticama ubrzanim tijekom putovanja, koje se nehotice mogu pokrenuti pri kočenju i uništiti čitave svjetove. Štoviše, postoji mogućnost da će biti nemoguće usporiti čim krenete, a posada može umrijeti iz više razloga. Ipak, matematika i eksperimentalni podaci pokazuju da warp pogoni mogu imati šansu.
Ako doista uspijemo stvoriti ovu tehnologiju, neće proći ni stoljeće dok je ne naučimo primjenjivati. Kao i crvotočine, mogućnosti koje warp pogoni pružaju su nevjerojatne, ali to neće biti lako postići.
Vladimir Guillen