Június 29
A csillagközi utazás továbbra is izgatja a nyilvánosság figyelmét. A láncmeghajtók már régóta kiemelkedő szerepet játszanak a pop kultúrában, mind az irodalomban, mind a moziban. De az emberiség képes-e létrehozni egy olyan technológiát, amely képes manipulálni a tér-időt, és gyorsabb utazást biztosít, mint a fény?
© Wikipedia
Ezt állandóan látjuk a tudományos fantastikában: a láncfűtéses hajók lehetővé teszik egy történet, regény, film vagy televíziós sorozat szereplőinek új bolygók és akár galaxisok felfedezését. Ezek az eszközök még a fénysebességnél is gyorsabban repülhetnek, még ha az általános relativitáselmélet is lenneazt tanítja , hogy senki sem utazhat gyorsabban, mint a fény. Nem? Végül is a fénynek nincs tömege, ami azt jelenti, hogy másodpercenként 299 792 458 méter sebességgel képes haladni.
Ez mind igaz. Semmi sem haladhatja meg az egyetemes sebességkorlátozást. Előfordulhat azonban, hogy bármilyen fizikai törvény megsértése nélkül képes egy láncmeghajtót építeni.
1994-ben Miguel Alcubierre mexikói elméleti fizikus írt egy cikket, amelyben bemutatta a matematikai számításokat és egy valódi láncvesztés létrehozásának tudományos alapjait, amely nem ellentétes az általános relativitáselmélettel. A csillagköziközi utazás ilyen módja után érdeklődött, amikor látta, hogy működik - miközben óriási távolságokat fed le a tudományos fantasztikus művekben.
Űrhajó egy lánchajtóművel, ahogyan azt a művész látta / © NASA
A lánckerekes hajtómű kibővíti és összehúzza az űridő szövetét a hajó és a buborék körül. A készülék elvileg nem gyorsul vagy mozog.A szövet körül mozog , és így előre tolja. Példaként képzelje el, hogy a szállítószalagon áll - mozog, de nem jár. A szalag szövete előremozgat. A téridő összenyomása az űrhajó elé húzza, és a mögötte lévő kiterjesztés folytatja ezt az előrehaladást. Einstein megmutatta, hogy a tér-időt tömeg vagy energia meghajolhatja, tehát más módon is manipulálható. Ez a hajó a fénynél gyorsabban haladhat, mert az általános relativitáselmélet szerint az űrben semmi sem tudja meghaladni a sebességkorlátozást, de maga a tér tágulására vagy összehúzódására nincs sebességkorlátozás. Nem mozgatunk semmit az űrben - magát a helyet mozgatjuk.
Alcubierre munkája bátorító és lenyűgöző volt, de abban is sok lyuk volt. Az eredeti műben elmélete szerint egy ilyen hajónak elegendő energiával való ellátása több negatív energiát igényel, mint amennyi az univerzumban létezik, nevezetesen, köszönhetően a tér kibővül. A probléma az, hogy a negatív energia megfoghatatlan, még sok fizikus is kételkedik annak létezésében, nem is beszélve arról, hogy hatalmas mennyiségű energiát tudunk előállítani.
Megfigyeléseink arról, hogy mi lehet negatív energia, enyhén szólva, nem elegendőek. Feltehetően az, amit üres térnek gondolunk, egyáltalán nem üres - energiájának sűrűsége, amelyet nullának is nevezünk. A kvantummechanika szerint üres helytele energiával rendelkező részecskékkel, amelyek megjelennek és eltűnnek. Ha sikerül megállítani megjelenésüket, negatív energiát fogunk kapni.
A láncfonás-térképi megjelenítés az Alcubierre motor szerint / © AllenMcC
A tudósok megpróbálta létrehozni a laboratóriumban két fémlemez (amelyek annyira laposak voltak, hogy szinte atomszinten tökéletesen simaak) megpréselésével az emberi haj vastagságánál jóval kisebb távolságra. A fennmaradó tér annyira kicsi volt, hogy részecskék nem létezhetnek benne, ezért a lemezek körüli erő növekedett, és megmutatta a negatív energia tulajdonságait. Természetesen ezek a megfigyelések nem elegendőek - ez csak egy kis kísérlet, amelynek eredményei messze nem képesek végleges következtetések levonására.
Ha a jövőben még mindig sikerül kitalálnunk, hogyan lehetne több negatív energiát szerezni, akkor valószínűleg nincs rá szükség annyira, mint Alcubierre javasolta. Munkájának legújabb finomításai, amelyeket a NASA tudósai végeztek, jelentősen csökkentették az energiamennyiséget, amely a láncvesztéshez szükséges lenne, ha a készülék magas frekvenciáján rezegne. Ez megkönnyítené a téridőn keresztüli mozgást és csökkentené a szükséges energiamennyiséget. A jelenlegi elméletek arról, hogy mekkora negatív energiát igényelhet egy láncveszély-meghajtó, 65 edzouletól több negatív és pozitív napenergia tömegig terjednek. Nagyjából 65 exajoule az, amelyet az Egyesült Államok egy év alatt felhasznál. Ez még mindig sok, de elég valóságos. Ha sötét energiát tudunk felhasználni, akkor nem kell több, mint a Jupiter tömege. Az egyetlen probléma az, hogy nem igazán értjük, mi a sötét energia, és hogyan működik. És végül az egzotikus anyag lehet, amely szükséges egy láncmeghajtó meghajtásához.
Összehasonlításképpen: nemcsak a hagyományos rakéták közötti csillagközi utazáshoz ez lesz több százezer év, de az üzemanyag tartály nagyobb, mint a világegyetem. És nem is beszélve arról, hogy továbbra is olyan anyagot kell találnia, amely képes ellenállni egy ilyen hosszú utazásnak.
Egyes modellekben - például a Harold White elképzelései - a láncfűtéses űrhajó tízszer gyorsabban haladhat, mint a fény. Ezzel a sebességgel eljuthatunk a legközelebbihezexoplanet - Alpha Centauri B b - mindössze hat hónap alatt, annak ellenére, hogy több mint négy fényévre van a Földtől. A leggyorsabb modern járművek óránként valamivel több mint 32 ezer kilométert tudnak elérni: az Alpha Centauri B b-hez való eljutás ilyen sebességgel 142 ezer évig tart. Harminckét ezer kilométer / óra a fénysebesség körülbelül 0,003% -a.
A NASA csillagközi űrrepülőgép koncepciója IXS Enterprise / © NASA / Mark Rademaker
Egy ilyen sebességgel történő utazás lehetővé tenné az emberiség számára, hogy átlépjen a kozmológiai láthatáron, és felfedezzék nemcsak Univerzumát, hanem a Multiverse-t is. Az elméletben van egy korlátozás a lánchajtás sebességére, de még ezek az elméleti korlátok is lehetővé tennék számunkra, hogy egy másodperc alatt eljuthassunk az új galaxisokba. Ennek előnye, hogy a hajó képes gyorsulni és lassulni, és az utasok nem tapasztalhatják meg az időtágulást. Egyszerűen fogalmazva: el lehetett volna kerülni egy olyan helyzetet, amelyben megérkezett a rendeltetési helyére, és olyan messzire találta magát abban az időben, hogy a Földön mindenki, akit ismerte, már rég halott.
Az energiaforrások mellett a menet közben felgyorsult részecskék is problémát jelentenek, amelyek véletlenül indulhatnak fékezéskor és megsemmisítik az egész világot. Sőt, előfordulhat, hogy lehetetlen lelassulni, amint elindul, és a személyzet több okból meghalhat. A matematika és a kísérleti adatok azonban azt mutatják, hogy a láncfrekvencia-meghajtóknak lehet esélyük.
Ha valóban sikerül létrehoznunk ezt a technológiát, akkor egy évszázad nem telik el, amíg meg nem tanuljuk alkalmazni azt. A féreglyukakhoz hasonlóan a láncmeghajtók által nyújtott lehetőségek is hihetetlenek, ám ezeket nem lesz könnyű elérni.
