fbpx
Ilustracija

USKORO ĆEMO PUTOVATI BRŽE OD SVJETLOSTI? Znanstvenik je našao način da prevari Einsteinova pravila fizike uz pomoć pogona iz ‘Zvjezdanih staza’?

Autor: Zlatko Govedić / 7dnevno

Ako ste pratili serijale franšize “Zvjezdane staze” (“Star Trek”), niste mogli ne biti fascinirani prikazom budućnosti čovječanstva. Zemlja je plodna, zrak čist, rijeke bistre, mora i oceani puni života. Ljudi su ujedinjeni. Svijetom vladaju prosvijećeni i odgovorni intelektualci. Svi odnosi utemeljeni su u ljubavi, miru i etici. Nema prljavih tehnologija ni prometnih gužvi. Svatko radi ono što želi. Novac ne postoji. Prikupljanje materijalnih dobara više nije cilj kojemu bi itko morao težiti. Svi su stambeno zbrinuti, nema gramzivosti, hranu možete dobiti i iz replikatora, a svijetom možete putovati i teleportacijom. No priča ide dalje, puno dalje.

Čovječanstvo je dio međugalaktičkoga saveza nazvanog “Ujedinjena federacija planeta” koji uz Zemljane čini više od stotinu izvanzemaljskih vrsta. Svi su odani istim ciljevima, istraživanju i znanju o svemiru u kojem živimo. No za sve to morao je postojati temeljni preduvjet. Svemirski brodovi naprosto su se morali kretati brzinom većom od brzine svjetlosti, što je autorima “Zvjezdanih staza” bio velik izazov. Morali su osmisliti pogon za koji dotad nisu postojale ni teorijske razrade, a nekmoli gotova rješenja.

I tako je nastao čuveni “warp-pogon”. Sama imenica “warp” u engleskome znači “stanje zakrivljenosti”, a hrvatski ekvivalent ne postoji. Doduše, u jednoj epizodi emitiranoj 2002. godine na HRT-u uporabljen je prijevod “ukrivak” koji nije zaživio.

Stvarni život

Pogon funkcionira tako da je prva vrijednost “warp 1” koji odgovara brzini svjetlosti. “Warp 2” je deset puta brži, “warp 3” četrdeset puta, “warp 4” sto puta itd. “Warp 9” je 1516 puta brži od svjetlosti, dok “warp 10” odgovara beskonačnoj brzini. Riječ je, prema tome, o eksponencijalnom rastu. No kako je u seriji zamišljen taj pogon?
Njegovo djelovanje temelji se na iskrivljavanju prostor-vremenskoga kontinuuma, potiskujući brod u potprostor (eng. “subspace”), smanjujući tako njegovu prividnu masu, i obilazeći Einsteinovu teoriju relativnosti. Prividna masa broda se smanjila te je Einsteinova teorija relativnosti “prevarena” i brod može postići brzinu veću od brzine svjetlosti.

U seriji “warp-pogon” za svoj rad zahtijeva materijsko-antimaterijsku reakciju, dok se potiskivanje broda u potprostor izvodi stvaranjem niza warp-polja koja se međusobno naprežu. Za proizvodnju ogromne količine energije koja je potrebna za pokretanje broda warpom te za napajanje svih brodskih sustava rabi se materijsko-antimaterijski reaktor, poznatiji pod nazivom “warp-jezgra”. Uz nju su najvažniji dijelovi sklopovlja: vodovi za prijenos energije i “warp-zavojnice”.

O pogonu zamišljenom u “Zvjezdanim stazama” moglo bi se još mnogo toga reći, no čini se da se s tom temom više ne moramo zadržavati na području znanstvene fantastike. Naime, znanstvenici sve češće govore kako je “warp” moguć i tehnički izvediv.

Najbliža zvijezda Zemlji je Proksima Centaura. Udaljena je oko 4,25 svjetlosnih godina, tj. oko 40.000 milijardi kilometara. Najbrža svemirska letjelica koja se trenutačno nalazi u svemiru jest solarna sonda Parker koju je NASA lansirala 2018. godine. Očekuje se da će do 2025. godine ona postići brzinu od nevjerojatnih 690.000 km/h. Tom brzinom udaljenost od Los Angelesa do New Yorka ona bi mogla proći za samo 20 sekundi. No istoj toj sondi do zvijezde Proksima Centaura trebalo bi čak 6633 godine! Sada je jasno zašto nikakav međugalaktički savez ne bi mogao opstati bez warp-pogona.

Znanstvena fantastika




Američki astrofizičar Eric W. Davis sa Sveučilišta Baylor (Waco, Teksas, SAD) 2018. godine osvojio je nagradu za najbolji rad iz područja “nuklearnih i budućih pogona za letenje” Američkog instituta za aeronautiku i astronautiku. Tada je već najavio u kojem smjeru bi mogao ići tehnološki razvoj.

“Nije poanta u tome da se pomiče svemirski brod, nego sâm prostor oko njega. Ustanovljeno je da je svemir fleksibilan; zapravo, svemir se postupno širi još od Velikog praska. Iskrivljavanjem prostora oko broda umjesto ubrzavanjem samog broda, teorijski warp-pogoni nikada ne bi srušili pravila Einsteinove specijalne relativnosti jer se brod nikada ne kreće brzinom većom od svjetlosti, gledajući iz perspektive prostora oko njega. Prema kvantnoj teoriji, vakuum je pun elektromagnetskih fluktuacija. Iskrivljavanje tih fluktuacija može stvoriti negativnu energiju”, rekao je onomad Davis za američke medije.

On smatra da je jedna od najperspektivnijih metoda za stvaranje negativne energije “Ford-Svaiterovo zrcalo”, uređaj koji bi mogao fokusirati sve fluktuacije kvantnog vakuuma u fokalnu liniju zrcala.

“Kada su te fluktuacije zadržane ondje, one imaju negativnu energiju. Mogle bi postojati vrste negativne energije koje će stvoriti crvotočinu dovoljno veliku da kroz nju prođe osoba te, u slučaju većeg zrcala, čak i svemirski brod. Zrcalo je skalabilno i to je ono najbolje”, zaključuje Davis.




Teorija opće relativnosti Alberta Einsteina ne navodi samo to da su prostor i vrijeme stopljeni te da ništa ne može putovati brže od brzine svjetlosti, nego i opisuje kako masa i energija iskrivljuju prostor-vrijeme. Masivni objekti poput zvijezda i crnih rupa zakrivljuju prostor oko sebe i to danas možemo lako opažati. Ta je zakrivljenost ono što osjećate kao gravitaciju, zbog čega se mnogi svemirski junaci brinu da će “zapeti” ili “upasti” u gravitacijsku jamu. Rani američki pisci znanstvene fantastike John W. Campbell (1910.-1971.) i Isaac Asimov (1920.-1992.) prvi su tu zakrivljenost vidjeli kao način nadilaženja brzine svjetlosti.

Ogromna masa

Meksički teorijski fizičar Miguel Alcubierre (57) pokazao je još 1994. da je sažimanje prostor-vremena ispred svemirskog broda uz njegovo širenje matematički moguće u okviru zakona Opće relativnosti. No što to znači?

Zamislite da je udaljenost između dvije točke 10 metara. Ako stojite u točki A i možete putovati jedan metar u sekundi, trebalo bi vam 10 sekundi da dođete do točke B. Međutim, ako biste nekako mogli “stisnuti” prostor između sebe i točke B tako da interval sada bude samo jedan metar, tada biste, krećući se brzinom od jednog metra u sekundi, mogli doseći točku B za jednu sekundu. Teoretski, taj pristup nije u suprotnosti sa zakonima relativnosti jer se ne krećete brže od svjetlosti u prostoru oko sebe. Već je tada Alcubierre pokazao da je warp-pogon iz “Zvjezdanih staza” zapravo moguć.

Alcubierreov warp-pogon funkcionirao bi stvaranjem mjehura spljoštenog svemirskog vremena oko svemirskog broda i zakrivljenjem svemirskog vremena oko tog mjehura kako bi se smanjile udaljenosti. Warp-pogon će za rad trebati “negativnu masu” ili prsten negativne gustoće energije. Fizičari nikada nisu primijetili negativnu masu, što negativnu energiju ostavlja kao jedinu mogućnost.

Da bi se stvorila negativna energija, warp-pogon koristio bi se ogromnom količinom mase kako bi stvorio neravnotežu između čestica i antičestica. Primjerice, ako se elektron i antielektron pojave u blizini warp-pogona, jednu od tih dviju čestica “zarobila” bi masa, što rezultira neravnotežom. Ta neravnoteža rezultira negativnom gustoćom energije. Alcubierreov warp-pogon iskoristio bi tu negativnu energiju za stvaranje prostor-vremenskog mjehura.

No da bi warp-pogon generirao dovoljno negativne energije, trebalo bi nam mnogo materije. Alcubierre je procijenio da bi warp-pogon s mjehurom promjera sto metara zahtijevao masu cijelog vidljivog svemira.

Nizozemski fizičar Chris Van Den Broeck (47) pokazao je 1999. da bi proširivanje volumena unutar mjehura, ali održavanje konstantne površine, značajno smanjilo energetske potrebe, na približno masu Sunca. Značajno poboljšanje, no i dalje daleko iznad svih praktičnih mogućnosti.

Korak bliže

Znanstvena je zajednica ostala oduševljena početkom ove godine, kada su objavljena dva znanstvena rada na temu nadsvjetlosne brzine, koja prvi put pokazuju kako je moguće ukloniti gotovo sve prepreke za tehničku izvedbu warp-pogona. Prvi su u veljači napisali teorijski fizičar Alexey Bobrick sa švedskoga Sveučilišta u Lundu i samouki fizičar Gianni Martire, a drugi njemački fizičar Erik Lentz u ožujku.

Bobrick i Martire shvatili su da modificiranjem prostora u mjehuru na određeni način mogu ukloniti potrebu za korištenjem negativne energije. To rješenje, međutim, ne stvara warp-pogon koji može ići brže od svjetlosti.
Neovisno o njima, Lentz je također predložio rješenje koje ne zahtijeva negativnu energiju. Koristio se drukčijim geometrijskim pristupom za rješavanje jednadžbi opće relativnosti, a time je ustanovio da se warp-pogon ne bi trebao koristiti negativnom energijom. Lentzovo rješenje omogućilo bi mjehuru da putuje brže od brzine svjetlosti.
Čini se da nikada nismo bili bliže toj fascinantnoj tehnologiji. Vjerojatno je samo pitanje vremena kada će nadsvjetlosna brzina postati stvarnost.

Kako bilo, možemo se kladiti da će prva naredba za povijesni let warp-pogonom biti “Engage”, riječima kapetana Zvjezdane flote kao što su James T. Kirk, Jean-Luc Picard, Kathryn Janeway i dr.

Autor:Zlatko Govedić / 7dnevno
Komentari odražavaju stavove njihovih autora, ali ne nužno i stavove portala Dnevno.hr. Molimo čitatelje za razumijevanje te suzdržavanje od vrijeđanja, psovanja i vulgarnog izražavanja. Portal Dnevno.hr zadržava pravo obrisati komentar bez najave i/li prethodnog objašnjenja.