NaukaTech

Napęd warp jest możliwy, przynajmniej na papierze

-

4 min czytania

Podróż z prędkością szybszą od światła jest marzeniem każdego fana science fiction. Nawet jeżeli fizyka (przynajmniej ta poznana) nie pozwala nam na podróże szybsze, to może w inny sposób pozwoliłaby nam na przebywanie dużych odległości.

Proxima Centauri to najbliższa nam gwiazda. Od Ziemi dzieli ją “tylko” 4,25 lat świetlnych, czyli nieco w okolicach 40 bilionów kilometrów. Moglibyśmy tam dolecieć za pomocą najszybszego ziemskiego statku Parker Solar Probe. Nawet przy jego niesamowitej prędkości wynoszącej 725 000 km/h, zajęłoby to nam niewiele ponad 6600 lat.

Jeśli kiedykolwiek zechcielibyśmy, jako gatunek, podróżować pośród gwiazd to podróże szybsze od światła są niezbędne. Na razie są tylko na kartach książek, ale naukowcy pracują nad naszymi ograniczeniami.

Pamiętacie Fundację Isaaca Asimova? Mowa tu także o najnowszym serialu, który już niedługo się ukaże. W jego książkach ludzkość mogła podróżować z planety na planetę za pomocą napędów skokowych. Wykorzystywali oni do tego energię atomową.

W niektórych filmach bohaterowie używają tuneli czasoprzestrzennych, tutaj moim ulubionym przykładem jest Farscape: Ucieczka w Kosmos gdzie astronauta John Crichton podczas misji sprawdzający nowy napęd, przez przypadek otwiera tunel czasoprzestrzenny i trafia na drugi koniec galaktyki. Inaczej do tego podchodzi znany i lubiany “Star Trek”. Tam wykorzystuje się technologie napędu warp. W teorii taki napęd jest możliwy. Ten ostatni (warp) w zeszłym miesiącu nawet trafił na pierwsze strony gazet, kiedy naukowcy stwierdzili, że przezwyciężyli jedno z wielu wyzwań stojących między teorią napędu warp, a jego rzeczywistym wykorzystaniem,

Zakrzywianie czasoprzestrzeni

Obecnie fizycy rozumieją czasoprzestrzeń poprzez ogólną teorię względności Alberta Einsteina. Mówi ona, że przestrzeń i czas są połączone i nic nie może podróżować szybciej od prędkości światła. Teoria ta opisuje także, w jaki sposób masa i energia wypaczają czasoprzestrzeń. Ogromne obiekty takie jak gwiazdy i czarne dziury zakrzywiają czasoprzestrzeń wokół siebie. Ta krzywizna jest odczuwana jako grawitacja i dlatego w filmach astronauci boją się wpaść w studnię grawitacyjną. Niektórzy autorzy science fiction uważali, że te wypaczenia grawitacyjne są sposobem na ominięcie ograniczenia prędkości.

Star Trek miał całkiem niezły pomysł i stworzył napęd warp, który kompresował przestrzeń przed sobą, a jednocześnie rozszerzając czasoprzestrzeń za sobą.

Trzeba cofnąć się trochę w czasie (zamierzone), aby dowiedzieć się trochę więcej na temat tego napędu. W 1994 roku meksykański fizyk, Miguel Alcubierre, wykazał, że kompresja czasoprzestrzeni jak w napędzie warp jest matematycznie możliwa w ramach ogólnej teorii względności.

No dobra czas na przykład. Powiedzmy, że odległość między punktami A i B wynosi 10 metrów, a my poruszamy się z prędkością jednego metra na sekundę, to podróż zajmie nam dziesięć sekund. Jeżeli jednak w jakiś sposób udałoby skompresować przestrzeń do jednego metra, to podróż trwałaby jedną sekundę. Teoretycznie to podejście nie jest sprzeczne z prawami względności, ponieważ nie poruszalibyśmy się szybciej niż światło w przestrzeni wokół nas.

Problem z metodą kompresji Miguela Alcubierra jest jeden: wymaga ujemnej energii lub ujemnej masy

Negatywna energia, ujemna masa

Teoretyczny napęd Alcubierra działałby, ale wymagałby do działania masy ujemnej, albo pierścienia o ujemnej gęstości energii. Fizycy jak do tej pory nie zaobserwowali masy ujemnej, więc jedyną opcją jest energia ujemna.

Do wytworzenia energii ujemnej, napęd warp musiałby zużywać ogromne ilości masy, aby stworzyć nierównowagę między cząstkami a antycząstkami.

Napęd warp do wygenerowania wystarczającej ilości ujemnej energii potrzebowałby dużo materii, baaardzo dużo. Według Alcubierra 100-metrowa bańka potrzebowałaby masy całego widzialnego wszechświata.

W 1999 roku fizyk Chris Van Den Broeck wykazał, że zwiększenie objętości wewnątrz bańki przy jednoczesnym utrzymaniu stałej powierzchni znacznie zmniejszyłoby zapotrzebowanie na energię, prawie do masy Słońca.

Pamiętać należy, że są to tylko modele matematyczne, a papier przyjmie wszystko.

Czytaj też: Załoga SpaceX o mało nie zderzyła się z niezidentyfikowanym obiektem

Marcin Krzemień
Marcin Krzemień — kolekcjoner, fascynat gier Indie i niszowych systemów RPG. Pasjonuje się podbojem kosmosu. Prowadzi cykle: Blast from the Past, IndieDev, Supervillain Origins i inne. Znaleźć możecie go na Twitchu jako Redaktor_Krzemien.

    Mogą Ci się spodobać

    Więcej w kategorii Nauka