Medzihviezdne cestovanie stále vzrušuje mysle verejnosti. Warp disky boli dlho populárne v popkultúre, a to ako v literatúre, tak aj v kine. Dokáže však ľudstvo vytvoriť technológiu, ktorá dokáže manipulovať časopriestorom a poskytuje cestovanie rýchlejšie ako svetlo?
Toto všetko vidíme vždy v sci-fi: lode s warpovými motormi umožňujú postavám v príbehu, románe, filme alebo televíznom seriáli skúmať nové planéty a dokonca aj galaxie. Tieto vozidlá môžu dokonca lietať rýchlejšie ako rýchlosť svetla, aj keď nás General Relativity učí, že nikto nemôže cestovať rýchlejšie ako svetlo. Nieje to? Koniec koncov, svetlo nemá hmotnosť, čo znamená, že môže cestovať rýchlosťou 299 792 458 metrov za sekundu.
To všetko je pravda. Nič nemôže prekročiť univerzálny rýchlostný limit. Možno však budeme mať schopnosť zostaviť osnovnú jednotku bez porušenia fyzických zákonov.
V roku 1994 teoretický fyzik Miguel Alcubierre z Mexika napísal článok, v ktorom predstavil matematické výpočty a vedecký základ pre vytvorenie skutočnej osnovnej jednotky, ktorá by nebola v rozpore so všeobecnou relativitou. O túto metódu medzihviezdneho cestovania sa začal zaujímať potom, čo ju videl v akcii - pokrývajúc obrovské vzdialenosti v dielach science fiction.
Kozmická loď s osnovou, ako ju vidí umelec.
Osnovný pohon sa rozširuje a zmenšuje štruktúru priestoročasu okolo lode a jej bubliny. Prístroj sa v zásade nezrýchľuje ani nepohybuje. Látka sa pohybuje okolo nej a tlačí ju teda dopredu. Predstavte si napríklad, že stojíte na dopravnom páse - pohybujete sa, ale nechodíte. Tkanina pásky sa posúva vpred. Stlačenie času a času pred kozmickou loďou ho pritiahne a expanzia za ním bude pokračovať v tomto pohybe vpred. Einstein ukázal, že časopriestor sa môže ohýbať hmotou alebo energiou, preto sa s ním dá manipulovať aj inými spôsobmi. Dôvodom, prečo mohla táto loď cestovať rýchlejšie ako svetlo, je skutočnosť, že podľa všeobecnej relativity nemôže nič vo vesmíre prekročiť rýchlosť. Neexistuje však žiadny rýchlostný limit pre rozšírenie alebo kontrakciu samotného priestoru. Vo vesmíre sa nepohybujeme nič, len pohybujeme priestorom samým.
Alcubierreho práca bola povzbudivá a pôsobivá, ale v nej bolo tiež veľa dier. V pôvodnom diele teoretizoval, že na zabezpečenie dostatočnej sily takejto lode by bolo potrebných viac negatívnej energie, ako je vo vesmíre vôbec, konkrétne vďaka nej sa priestor rozširuje. Problém je v tom, že negatívna energia je nepolapiteľná, dokonca mnohí fyzici pochybujú o jej existencii, nehovoriac o tom, že ju dokážeme vyrobiť obrovské množstvo.
Naše pozorovania, čo by mohlo byť negatívnou energiou, sú mierne povedané nedostatočné. Pravdepodobne to, čo považujeme za prázdny priestor, v žiadnom prípade nie je prázdne - má hustotu energie, ktorá sa tiež nazýva nula. Podľa kvantovej mechaniky je prázdny priestor plný častíc energie, ktoré sa objavujú a miznú. Ak sa nám podarí zastaviť ich vzhľad, dostaneme negatívnu energiu.
Propagačné video:
Vizualizácia osnovného poľa podľa motora Alcubierre.
Vedci sa pokúsili vytvoriť to v laboratóriu stlačením dvoch kovových dosiek (ktoré boli tak ploché, že boli dokonale hladké takmer na atómovej úrovni) na vzdialenosť oveľa menšiu ako je hrúbka ľudských vlasov. Zostávajúci priestor bol taký malý, že v ňom nemohli existovať častice, vďaka čomu sa sila okolo dosiek zvýšila a prejavila vlastnosti negatívnej energie. Tieto pozorovania samozrejme nestačia - je to iba malý experiment, ktorého výsledky zďaleka nie sú schopné vyvodiť konečné závery.
Ak sa nám aj v budúcnosti podarí prísť na to, ako získať viac negatívnej energie, nemusí to byť potrebné, ako navrhol Alcubierre. Najnovšie vylepšenia tejto práce, ktorú vykonali vedci NASA, významne znížili množstvo energie, ktoré by bolo potrebné na osnovnú jazdu, vibráciami častí zariadenia pri vysokých frekvenciách. To by uľahčilo prechod časopriestorom a znížilo by sa potrebné množstvo energie. Súčasné teórie o tom, koľko negatívnej energie by mohla warpová jednotka potrebovať, sa pohybujú v rozmedzí od 65 ecjoulov do viacerých negatívnych a pozitívnych slnečných hmôt. 65 exajoulov je zhruba to, čo USA používajú za rok. Je to stále veľa, ale celkom reálne. Ak dokážeme použiť temnú energiu, potom nebudeme potrebovať viac ako množstvo Jupitera. Jediným problémom je, že naozaj nechápeme, čo je temná energia a ako funguje. A nakoniec to môže byť exotický materiál potrebný na pohon osnovy.
Pre porovnanie: pri medzihviezdnom cestovaní na tradičných raketách to nebude trvať len stovky tisíc rokov, ale palivová nádrž je väčšia ako vesmír. A to nespomína skutočnosť, že stále musíte nájsť materiál, ktorý znesie takú dlhú cestu.
V niektorých modeloch, napríklad v koncepcii Harolda Whitea, môže kozmická loď poháňaná osnovnou jednotkou cestovať desaťkrát rýchlejšie ako svetlo. Pri tejto rýchlosti by sme mohli dosiahnuť najbližší exoplanet - Alpha Centauri B b - len za šesť mesiacov, napriek tomu, že sme vzdialení viac ako štyri svetelné roky od Zeme. Najrýchlejšie moderné vozidlá môžu dosiahnuť rýchlosť niečo vyše 32 tisíc kilometrov za hodinu: cesta do Alpha Centauri B b pri tejto rýchlosti bude trvať 142 tisíc rokov. Tridsaťdva tisíc kilometrov za hodinu predstavuje asi 0,003% rýchlosti svetla.
Medzihviezdna kozmická loď NASA s osnovnou jednotkou IXS Enterprise.
Cesta takýmto tempom by ľudstvu umožnila prekročiť kozmologický horizont a preskúmať nielen jeho vesmír, ale aj multivesmír. Teoreticky existujú obmedzenia rýchlosti osnovy, ale aj tie teoretické limity by nám umožnili cestovať za nové sekundy za novými galaxiami. Výhodou by bolo, že by sa loď mohla zrýchliť a spomaliť a cestujúci by sa nestretli s časovým odstupom. Jednoducho povedané, bolo by možné vyhnúť sa situácii, keď ste dorazili do cieľa a ocitli ste sa tak ďaleko v čase, že všetci na Zemi, ktorých ste vedeli, sú dávno mŕtvi.
Okrem zdrojov energie sa častice zrýchlené počas jazdy považujú za problém, ktorý sa môže neúmyselne spustiť pri brzdení a zničiť celý svet. Okrem toho existuje možnosť, že nebude možné spomaliť, akonáhle sa začnete pohybovať, a posádka môže zomrieť z niekoľkých dôvodov. Matematika a experimentálne údaje však ukazujú, že osnovné jednotky môžu mať šancu.
Ak sa nám skutočne podarí túto technológiu vytvoriť, neprejde ani jedno storočie, kým sa ju nenaučíme uplatňovať. Rovnako ako červie diery, možnosti osnových jednotiek sú neuveriteľné, ale nebude ľahké ich dosiahnuť.
Vladimir Guillen