Oprosti dragi prijatelji. Na temelju svega što sada znamo, nikad ne možete pritisnuti gumb i probušiti "hiperspace" ili warp. Putovanje brže od brzine svjetlosti gotovo je sigurno nemoguće. Prema znanstvenicima, jedini način da posjetite druge zvijezde je dubok i dug san. Ideja kriogenog sna, cryosleep, oduvijek je bila jedan od pokazatelja "tvrde" znanstvene fantastike. Umjesto da varaju Einsteina, filmovi poput Alien i autori poput Alastaira Reynoldsa prikazuju ljude kako odlaze u krevet i probude se mjesecima, godinama ili čak stoljećima kasnije u drugom dijelu svemira.
Općenito, pomisao da se smrzavaju mjesecima ili godinama uvijek je dočekana s velikom sumnjom. Kao i drugi načini za usporavanje metaboličkih funkcija, tako da se čovjek probudi nakon tisuću godina i svjež je kao kad je otišao u krevet. Ovo je vrlo ozbiljan odmak od onoga što znamo o hibernaciji sisavaca na Zemlji. No, nakon što je urednica io9 Charlie Jane Anders razgovarala s hrpom znanstvenika i pisaca znanstvene fantastike, uključujući i samog Reynoldsa, uvjeren je da je cryosleep jedina nada koju imamo za međuzvjezdana putovanja u jednom životu.
San o putovanju brže od svjetlosti
Cryoson je prepun gigantskih problema, koje nemamo pojma kako riješiti, ali već znamo da je putovanje brže od svjetlosti potpuno nemoguće.
"Na temelju onoga što sada znamo, putovanje brže od svjetlosti ili je nemoguće ili zahtijeva energiju o kojoj nećemo ni razgovarati. Spremanje mozga u dužem vremenskom razdoblju je vrlo, vrlo teško ", kaže Terry Johnson, profesor biologije na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu.
"Ne možemo čak izmisliti niti fizički konzistentnu teoriju o tome kako bi putovanje brže od svjetlosti trebalo funkcionirati, a kamoli tehničku provedbu toga", kaže Carl Schroeder, autor knjige Lockstep, romana o futurističkoj civilizaciji koji koristi cryosleep za putovanja. "Putovanje brže od svjetlosti u našem Univerzumu, kakvog ga trenutno poznajemo, apsolutno je fantastično i uopće nije" još uvijek nerazvijena tehnologija ".
Promotivni video:
Čak i znatiželjna ideja poput motora Alcubierre, koncepta FTL motora koji NASA razvija godinama, „zahtijeva nemoguću tvar s negativnom masom za rad“, kaže Schroeder.
Čekaj … što je s crvotočinama? Uostalom, to su, u stvari, tuneli iz jednog dijela prostora-vremena u drugi, koji nam omogućuju prevladavanje nezamislivih udaljenosti.
Ali crvotočne rupe možda neće biti moguće, prema Dave Goldbergu, fizičaru sa Sveučilišta Drexel. Zakoni svemira možda ne dopuštaju crvotočinama uopće, barem ne u obliku u kojem bismo ih mogli koristiti.
"Na primjer, da bi crvotočni otvor bio stabilan, potrebna mu je egzotična tvar kako bi se držao otvorenima", kaže Goldberg. "Ali egzotična tvar zahtijeva negativnu gustoću energije." Znanstvenici nikada nisu vidjeli „egzotičnu energiju“poput ove u stvarnom svijetu, kaže Goldberg, „i još ne poznaju nijedan prirodni način za proizvodnju“.
Čak i ako bismo mogli otvoriti crvotočanicu otvorenom nakon otkrića, ne postoji teorija o tome kako stvoriti za početak. Sama suština crvotočina je stvaranje rupe u prostornom vremenu. Postoje određene teorije da na najmanjim mjerilima - 1020 manjim od atomskog jezgra - prostor stvara prirodne strukture poput crvotočina, ali mi to još uvijek nismo sigurni. Da bismo to saznali, potrebna nam je radna teorija kvantne gravitacije, koja ne postoji. Čak i ako otvorimo mikroskopsku crvotočinu, nemamo pojma kako je naduvati kako bi stao u svemirski brod.
Naravno, ne možete dokazati drugačije - pa ne možemo sigurno znati da je putovanje kroz crvotočine nemoguće. Znanstvenici priznaju da su same crvotočine mogu biti fizički moguće, ali trenutno su praktički nemoguće, jer zahtijevaju ogromne količine energije i tehničku domišljatost. Pored toga, čak i ako ga nekako otvorite, morate prijeći dug put do zvijezde na odredištu da biste tamo postavili drugi kraj.
Dakle, osim ako ne izmislimo čarobni način putovanja bržim od svjetlosti ili ne izgradimo džinovsku crvotočinu, trebat će vrlo, vrlo dugo vremena da se dođe do drugih zvjezdanih sustava. Trebat će 81.000 godina da se najbliža zvijezda, Proxima Centauri, koristeći metode koje znamo, u najboljem slučaju dosegne do 1.000 godina. Postoji nekoliko potencijalno bržih metoda, ali oni predstavljaju logističku noćnu moru.
Potrebe tardigrada
"Čak i ako je putovanje brže od svjetlosti moguće, gotovo sigurno će to biti jedini način, a takav način možda neće biti podložan ljudskoj tehnologiji", kaže Schroeder. U međuvremenu, možemo nacrtati mnoštvo različitih inženjerskih rješenja za hladni san.
Schroeder je optimističan da ćemo smisliti kako spavati tokom dugog vremena potrebnog za svemirska putovanja, ali on ne zna točno kako će to izgledati. „Postoje mnogi putevi do dugoročne hibernacije. Već znamo da se živa bića mogu oporaviti sigurno i zdravo nakon vrlo dugog razdoblja. Na primjer, mikroskopski tardigradi mogu spavati do 30 godina, a zatim se probuditi bez ikakve štete.
"Već imamo nekoliko modela hibernacije kod životinja, tako da znamo da je to barem otprilike moguće", kaže Reynolds, još jedan romanopisac koji naporno radi na konceptu krio-sna. Istovremeno, uvjeren je da će „biti teško primijeniti ih na ljude. Ali rad je u tom smjeru."
Reynolds napominje da NASA provodi puno vremena istražujući mogućnost upotrebe hibernacije ili torpora. Ali u ovom trenutku, sva su se istraživanja više fokusirala na prisilni san nego na kriostak u stilu Ripleyja. Za nemilosrdnost i rak - riba, tako da će sva istraživanja u ovom području ići u kriomice svinja.
"Mislim da je hibernacija moguća, ali ostaje pitanje hoće li to biti moguće u hipotermičkim uvjetima ili ne", kaže Marina Blanco, znanstvenica sa Sveučilišta Duke koja proučava hibernaciju u lemurama. "Ako ništa drugo, neki lemuri prezimuju čak i po vrućem vremenu."
Svemirski istraživači mogu biti poput nogometaša u mirovini
"Trenutno radimo na tome kako hladiti ljude na jedan do tri dana", kaže Kelly Drew, profesorica Instituta za arktičku biologiju na Sveučilištu Aljaska u Fairbanksu koja proučava mehanizme koji omogućuju da arktička zemljana vjeverica prezimi. "Ako smislimo kako to učiniti, sljedeći korak je ohladiti ljude nekoliko dana, možda i mjesec dana. Ali stotinama ili tisućama godina - moramo još raditi na tome."
Koja je poteškoća, prema Drewu? Otkrijte kako zamrznuti i odmrznuti ljudsko tijelo bez nanošenja velike štete. "Čak ni zemljana vjeverica koja se smrzava na gotovo smrzavanju ne ostaje takva dulje od tri tjedna", kaže ona. "Tkivo sisavaca ne može se zamrznuti bez ruptura stanica." U osnovi, kada se sisavke zamrzne, u stanicama se formiraju kristali leda, što oštećuje stanične membrane."
Čak i ako uspijete prevladati učinke smrzavanja i odmrzavanja bez staničnog oštećenja - a to je vrlo veliko "ako" - postoje i drugi problemi.
"Ako osobu zamrznete 100.000 godina, ona će pretrpjeti ozbiljnu štetu", kaže Johnson. „Kemijski procesi su pri niskim temperaturama spori, ali ne prestaju u potpunosti, i nakon dovoljno vremena dogodit će se pustoš. Entropija u maršu. " Ovaj se marš odvija polako, korak po korak, na niskim temperaturama. Ali za 100.000 godina ovaj će pohod ići daleko.
Jedan od najvjerojatnijih ishoda dugotrajnog kriogenog zamrzavanja biće oštećenje mozga, rekao je Johnson. "Najvjerojatnije, trebamo planirati opsežnu operaciju kako bismo rehabilitirali oštećeni mozak na kolonistima." Inače, svemirski će kolonisti imati problema sličnih onima umirovljenih nogometaša, a cijeli planet mogao bi biti pun ljudi s nekakvom "krioničnom encefalopatijom".
Druga je mogućnost jačanje svijesti poput čovjeka jače, s umjetnom sviješću ili kibernetičkim, ili traženje drugog načina za stvaranje „neuronskih mreža koje nadmašuju našu vlastitu“, kaže Johnson.
Schroeder nudi nekoliko različitih načina za rješavanje oštećenja stanica i mozga. Mogli bismo genetski izmijeniti svemirske putnike - na primjer, ljudima dati stanične stijenke poput onih koje nalazimo u biljkama. Također bi bilo moguće uvesti šećer u stanice kao "antifriz", antifriz. Ili bismo mogli zamijeniti stanice u potpunosti, koristeći nanotehnologiju ili umjetne organe. Možete preuzeti svijest ljudi i pohraniti je u digitalnom obliku, a zatim je po dolasku istovariti u nova tijela.
Sve u svemu, spavanje ljudi stoljećima uzimat će mnogo problema, a kako to još ne znamo. Ali to je barem moguće s gledišta fizike.