Je ťažké žiť v relativistickom vesmíre, kde sú aj najbližšie hviezdy tak ďaleko a rýchlosť svetla je absolútna. Nie je divu, prečo franšízy sci-fi bežne používajú ako plotovacie zariadenie FTL (Faster-than-Light). Stlačte tlačidlo, stlačte pedál a tento efektný systém pohonu, ktorého fungovanie nikto nevie vysvetliť, nás pošle na iné miesto v časovom priestore.
V posledných rokoch sa však vedecká komunita stala pochopiteľne nadšenou a skeptickou v súvislosti s tvrdeniami, že konkrétny koncept - Alcubierre Warp Drive - by mohol byť v skutočnosti uskutočniteľný. Toto bolo predmetom prezentácie, ktorá sa uskutočnila na tohtoročnom americkom Inštitúte letectva a astronautiky pre pohon a energiu, ktorý sa konal od 19. do 22. augusta v Indianapolise.
Túto prezentáciu vykonal Joseph Agnew - vysokoškolský inžinier a asistent výskumu z University of Alabama v Huntsville's Research Propulsion Centre (PRC). V rámci relácie s názvom „Budúcnosť jadrového a prielomového pohonu“ sa Agnew podelil o výsledky štúdie, ktorú vykonal s názvom „Preskúmanie teórie a technológie osnovy s cieľom určiť súčasný stav a uskutočniteľnosť“.
Ako Agnew vysvetlil zabalenému domu, teória za osnovným pohonným systémom je pomerne jednoduchá. Tento koncept systému FTL, ktorý pôvodne navrhol mexický fyzik Miguel Alcubierre v roku 1994, vníma človek ako vysoko teoretické (ale možno platné) riešenie rovníc Einsteinovho poľa, ktoré opisuje interakciu priestoru, času a energie v našom vesmíre.
Podľa laika povedie Alcubierre Drive k cestovaniu FTL tak, že vo vlne natiahne tkanivo časopriestoru a spôsobí, že priestor pred ním sa stiahne, zatiaľ čo priestor za ním sa rozšíri. Teoreticky by kozmická loď vo vnútri tejto vlny bola schopná jazdiť na tejto „osnovnej bubline“ a dosiahnuť rýchlosti nad rýchlosť svetla. Toto sa nazýva „metrika Alcubierre“.
Interpretovaný v kontexte všeobecnej relativity by vnútro tejto osnovnej bubliny predstavoval inertný referenčný rámec pre všetko, čo je v nej. Rovnakým znakom sa také bubliny môžu objaviť v predtým plochej oblasti časopriestoru a prekročiť rýchlosť svetla. Keďže sa loď nepohybuje v časoprostore (ale pohybuje sa sama osebe), neuplatňujú sa bežné relativistické účinky (ako je dilatácia času).
Stručne povedané, metrika Alcubierre umožňuje cestovanie FTL bez porušenia zákonov relativity v konvenčnom zmysle. Ako Agnew povedal časopisu Space Magazine e-mailom, bol tento koncept inšpirovaný už na strednej škole a odvtedy ho sleduje:
„Ponoril som sa do matematiky a prírodných vied viac, a tak som sa začal viac zaujímať o sci-fi a pokročilé teórie v technickej rovine. Začal som sledovať Star Trek, pôvodnú sériu a novú generáciu a všimol som si, ako predpovedali alebo inšpirovali vynález mobilných telefónov, tabletov a ďalších zariadení. Premýšľal som o niektorých ďalších technológiách, ako sú fotónové torpédy, phasery a osnovné jednotky, a pokúsil som sa preskúmať, čo o nich musí povedať „veda trekových vied“ a „ekvivalent skutočnej vedy“. Potom som narazil na pôvodný dokument Miguela Alcubierra a po tom, čo som ho strávil, som začal hľadať ďalšie kľúčové slová a dokumenty a prehlbovať sa teóriou. “
Aj keď bol tento koncept všeobecne zamietnutý z dôvodu, že je úplne teoretický a veľmi špekulatívny, v posledných rokoch do neho vdýchol nový život. Kredit za to patrí do značnej miery Dr. Harold „Sonny“ White, vedúci tímu pre pokročilý pohon, vedený v laboratóriu pokročilého laboratória fyziky pohonov NASA Johnson Space Center (ďalej len „laboratórium Eagleworks“).
Počas 100-ročného sympózia hviezdnej lode v roku 2011 sa Dr. White podelil o niekoľko aktualizovaných výpočtov Alcubierre Metric, ktoré boli predmetom prezentácie s názvom „Warp Field Mechanics 101“ (a štúdia s rovnakým názvom). Podľa Dr. Whiteovej bola Alcubierreho teória spoľahlivá, ale vyžadovala nejaké vážne testovanie a vývoj. Odvtedy spolu so svojimi kolegami robia tieto veci prostredníctvom laboratória Eagleworks.
Podobne Agnew strávil väčšinu svojej akademickej kariéry skúmaním teórie a mechaniky za mechanikou osnovy. Jason Cassibry, docentka strojného a leteckého inžinierstva a členka fakulty výskumného centra pohonných hmôt v UAH, vyvrcholila Agnewovou štúdiou, ktorá sa zaoberá hlavnými prekážkami a príležitosťami, ktoré prináša výskum mechaniky osnovy.
Ako súvisí s Agnewom, jednou z najväčších je skutočnosť, že koncepcia „osnovnej jazdy“ sa vo vedeckých kruhoch stále neberie príliš vážne:
“Podľa mojej skúsenosti má zmienka o osnovnej jazde tendenciu privádzať k rozhovoru smiech, pretože je taká teoretická a priamo zo sci-fi. V skutočnosti sa často stretáva s odmietavými poznámkami a používa sa ako príklad niečoho úplne cudzieho, čo je pochopiteľné. Viem, že vo svojom vlastnom prípade som ho spočiatku zoskupil do tej istej kategórie ako typické superluminálne pojmy, pretože všetci zjavne porušujú predpoklad „maximálna rýchlosť svetla“. Až keď som sa hlbšie ponoril do teórie, uvedomil som si, že tieto problémy nemá. Myslím si, že bude / bude oveľa väčší záujem, keď sa jednotlivci ponoria do pokroku, ktorý sa dosiahol. Historicky teoretická povaha myšlienky je tiež sama osebe pravdepodobným odstrašujúcim prostriedkom, pretože pri kvantitatívnych výsledkoch je oveľa ťažšie vidieť podstatný pokrok, keď sa pozeráte na rovnice.“
Kým je pole stále v plienkach, došlo k mnohým nedávnym vývojom, ktoré pomohli. Napríklad objav vedcov z LIGO v roku 2016 objavil prirodzene sa vyskytujúce gravitačné vlny (GWS), ktoré potvrdili predpovede Einsteina pred sto rokmi a dokazujú, že základ pre osnovný pohon existuje v prírode. Ako uviedla Agnew, je to pravdepodobne najvýznamnejší vývoj, ale nie jediný:
“Približne za posledných 5 - 10 rokov sa dosiahol veľa vynikajúcich pokrokov v zmysle predpovedania očakávaných účinkov pohonu, určovania, ako by sa dalo dosiahnuť, posilnenia základných predpokladov a konceptov a môjho osobného favorita. , spôsoby testovania teórie v laboratóriu.
„Objav LIGO pred niekoľkými rokmi bol podľa môjho názoru obrovským skokom vpred v oblasti vedy, pretože experimentálne dokázal, že časopriestor sa môže„ zdeformovať “a ohýbať v prítomnosti obrovských gravitačných polí, a to sa šíri naprieč celým vesmír spôsobom, ktorý môžeme zmerať. Predtým existovalo pochopenie, že to tak pravdepodobne bolo vďaka Einsteinovi, ale teraz vieme s istotou. “
Pretože systém sa spolieha na rozšírenie a kompresiu časopriestoru, povedal Agnew, tento objav ukázal, že niektoré z týchto účinkov sa vyskytujú prirodzene. „Teraz, keď vieme, že účinok je skutočný, je podľa môjho názoru ďalšou otázkou, ako to môžeme študovať a ako ho môžeme sami vygenerovať v laboratóriu?“ Dodal. "Je zrejmé, že niečo také by bolo obrovskou investíciou času a zdrojov, ale bolo by to masívne prospešné."
Koncepcia Warp Drive si samozrejme vyžaduje ďalšiu podporu a množstvo pokrokov, než bude možný experimentálny výskum. Patria sem pokroky v oblasti teoretického rámca, ako aj technologický pokrok. Ak sa s nimi bude zaobchádzať ako s problémami veľkosti „sústo“ namiesto jednej obrovskej výzvy, povedal Agnew, potom sa určite dosiahne pokrok:
„V podstate je potrebné, aby osnovný pohon bol spôsob, ako sa podľa vlastného uváženia a miestnym spôsobom, ako napríklad okolo malého objektu alebo lode, rozšíriť a skrátiť časopriestor. Vieme s istotou, že napríklad veľmi vysoká hustota energie, napríklad vo forme EM polí alebo hmôt, môže spôsobiť časovo zakrivenie. Pri súčasnej analýze problému však musíme urobiť obrovské množstvo. “
„Pokiaľ ide o flipsid, technické oblasti by sa mali pokúsiť zdokonaliť vybavenie a proces v čo najväčšej možnej miere, aby sa tieto hustoty energie stali hodnovernejšie. Domnievam sa, že existuje šanca, že akonáhle bude možné tento účinok duplikovať v laboratórnom meradle, povedie to k oveľa hlbšiemu pochopeniu toho, ako funguje gravitácia, a môže to otvoriť dvere niektorým doteraz neobjaveným teóriám alebo medzerám. Zhrniem, že najväčšou prekážkou je energia, s ktorou prichádzajú technologické prekážky, ktoré potrebujú väčšie EM polia, citlivejšie vybavenie atď.“
Samotné množstvo pozitívnej a negatívnej energie potrebnej na vytvorenie osnovnej bubliny zostáva najväčšou výzvou spojenou s koncepciou Alcubierra. Vedci sa v súčasnosti domnievajú, že jediný spôsob, ako udržať negatívnu energetickú hustotu potrebnú na vytvorenie bubliny, je exotická hmota. Vedci tiež odhadujú, že celková energetická potreba by bola ekvivalentná hmotnosti Jupitera.
To však predstavuje výrazný pokles oproti predchádzajúcim odhadom energie, ktorý tvrdil, že by to vyžadovalo energetickú masu ekvivalentnú celému vesmíru. Napriek tomu je množstvo exotických hmôt Jupiterovej hmoty stále neprimerane veľké. V tomto ohľade je ešte stále potrebné urobiť významný pokrok, aby sa energetické požiadavky zmenili na realistickejšie.
Jediným predvídateľným spôsobom, ako to dosiahnuť, je ďalší pokrok v kvantovej fyzike, kvantovej mechanike a metamateriáloch, hovorí Agnew. Pokiaľ ide o technickú stránku vecí, bude potrebné urobiť ďalší pokrok vo vytváraní supravodičov, interferometrov a magnetických generátorov. A samozrejme, je tu otázka financovania, čo je vždy výzva, pokiaľ ide o koncepty, ktoré sa považujú za „vonku“.
Ako však uvádza Agnew, nejde o neprekonateľnú výzvu. Vzhľadom na pokrok, ktorý sa doteraz dosiahol, existuje
“Táto teória doteraz potvrdila, že stojí za to ju sledovať, a dnes je ľahšie poskytnúť dôkaz, že je legitímna. Pokiaľ ide o dôvody na rozdelenie zdrojov, nie je ťažké vidieť, že schopnosť skúmať mimo našej slnečnej sústavy, dokonca aj mimo našej galaxie, by bola pre ľudstvo obrovským skokom. A rast v technológii vyplývajúci z posunutia výskumných hraníc by bol určite prínosom. “
Rovnako ako avionika, jadrový výskum, prieskum vesmíru, elektrické autá a obnoviteľné raketové zosilňovače, aj Alcubierre Warp Drive sa javí ako jeden z tých konceptov, ktorý bude musieť bojovať smerom do kopca. Ale ak sú tieto ďalšie historické prípady nejakým náznakom, nakoniec to môže prejsť bez návratu a zrazu sa to zdá úplne možné!
A vzhľadom na naše rastúce znepokojenie exoplanetami (ďalšie explodujúce pole astronómie) neexistuje nedostatok ľudí, ktorí dúfajú, že pošlú misie blízkym hviezdam na hľadanie potenciálne obývateľných planét. A ako vyššie uvedené príklady určite ukazujú, niekedy je všetko, čo je potrebné na to, aby sa lopta rozbehla, dobrý ťah ...
Horný obrázok - “Hviezdna loď IXS “, Úver a ©: Mark Rademaker (2016)
