Vedci veria, že cestovanie rýchlosťou vyššou ako je rýchlosť svetla je možné

Koncom roka 2020 fyzik Harold "Sonny" White, PhD, a jeho tím vykonávali výskum pre agentúru DARPA. Konkrétne išlo o experimenty na štúdium hustoty energie v Casimirových dutinách, záhadných priestoroch medzi mikroskopickými kovovými plátmi vo vákuu. Z grafu údajov vyplynuli oblasti so zníženou energiou medzi platňami, čo spôsobilo, že sa platne tlačili k sebe, akoby sa snažili vyplniť prázdne miesto. Tento jav je známy ako záporná hustota energie vo vákuu a v kvantovej mechanike sa nazýva Casimirov efekt.

White si všimol, že vzor zápornej energie vo vákuu medzi doskami a okolo malých valcových stĺpcov, ktoré vložili do priestoru, vyzerá povedome. Presne sa zhodoval s energetickým vzorom generovaným typom exotickej hmoty, o ktorej sa niektorí fyzici domnievajú, že by mohla odblokovať vysokorýchlostné medzihviezdne cestovanie. „Potom sme sa matematicky pozreli na to, čo sa stane, ak umiestnime jednomikrónovú guľu do štvormikrónového valca za rovnakých podmienok, a zistili sme, že tento druh štruktúry by mohol generovať malú nanorozmernú warp bublinu, ktorá uzatvára túto centrálnu oblasť,“ vysvetľuje White.

Warp bublina je základná súčasť doteraz fiktívneho warp pohonu, ktorý je už dlho známy fanúšikom sci-fi z legendárneho Star Treku. Ide o zariadenie uzavreté vo vesmírnej lodi, ktoré dáva smrteľníkom na palube schopnosť rútiť sa vesmírom závratnou rýchlosťou. Po desaťročiach špekulácií, výskumov a experimentov sa však vedci domnievajú, že warp pohon by mohol skutočne fungovať. White v skutočnosti nevyrobil warp bublinu, ale údaje z jeho štúdie ukázali, že warp bublina je zostaviteľná. Matematika ukazuje na uskutočniteľnosť warp technológie. Stručne povedané, skutočný warp pohon by využíval obrovské množstvo energie, ktorá môže mať podobu hmoty, na vytvorenie dostatočnej gravitačnej sily na riadené skreslenie časopriestoru, čo by umožnilo lodi zrýchliť vo vnútri bubliny, ktorá sa sama vytvorí a dokáže cestovať v podstate akoukoľvek rýchlosťou.

Doktor Miguel Alcubierre, mexický teoretický fyzik a nadšenec Star Treku, dal tejto myšlienke reálne kontúry, keď v roku 1994 vydal článok, v ktorom špekuloval, že takýto pohon je matematicky možný. Jeho prelomový objav inšpiroval ďalších vedcov, aby teoretické aspekty warp pohonu posunuli ku konkrétnym praktickým aplikáciám. „Navrhol som 'geometriu' priestoru, ktorá by umožnila cestovať rýchlejšie ako svetlo pri pohľade z diaľky, v podstate rozšírením priestoru za objektom, ktorým sa chceme pohybovať, a jeho zmenšením pred ním,“ hovorí Alcubierre. „Tým sa vytvorí 'bublina' deformovaného priestoru, v ktorej by sa mohol nachádzať objekt, napríklad vesmírna loď.“

Alcubierrova podmienka „pri pohľade z diaľky“ môže vyznieť, akoby opisoval galaktický ekvivalent optického klamu. No rýchlosť z bodu A do bodu B je skutočná; warp efekt jednoducho doslovne skracuje vzdialenosť medzi dvoma bodmi. Prísne vzaté, nepohybujete sa rýchlejšie ako svetlo. Vo vnútri bubliny sa všetko javí relatívne normálne a svetlo sa pohybuje rýchlejšie ako vy, ako by aj malo. Mimo bubliny sa však pohybujete neuveriteľnou rýchlosťou. Myšlienka je v rozpore s dlho uznávanou Einsteinovou všeobecnou teóriou relativity, ktorá tvrdí, že nič nemôže cestovať rýchlejšie ako rýchlosťou svetla, ale nevylučuje, že by sa samotný priestor mohol pohybovať rýchlejšie. V skutočnosti vedci predpokladajú, že rovnaké princípy vysvetľujú rýchle rozpínanie vesmíru po Veľkom tresku.

Alcubierre dospel k záveru, že warp rýchlosť je skutočne možná, ale zároveň zistil, že na udržanie warp bubliny by bolo potrebné obrovské množstvo energie. Predpokladal, že riešením by mohla byť záporná energia, ktorú naznačil White pri svojich experimentoch s Casimirovými dutinami. Jediný problém je, že nikto zatiaľ nedokázal, že negatívna energia existuje. Vedci iba veria, že existuje. Teoreticky však môže byť táto neznáma hmota dostatočne silná na to, aby ju budúci konštruktéri warp pohonu mohli nasmerovať na zmrštenie časopriestoru okolo nej. Čím je deformácia intenzívnejšia, tým rýchlejšie sa dosiahne warp cestovanie.

Sám Alcubierre je však skeptický k tomu, že by sa jeho teoretické myšlienky mohli niekedy použiť na vývoj funkčného warp pohonu. Za 29 rokov, ktoré uplynuli odvtedy, čo Alcubierre publikoval svoju prácu, ďalší vedci ponúkali alternatívne prístupy k výrobe energie pomocou dostupnejších zdrojov energie. Jedným z takýchto vedcov a nadšencov Star Treku je fyzik Erik Lentz, PhD., ktorý teraz pracuje ako výskumník v Pacific Northwest National Laboratory v Richlande v štáte Washington. V roku 2021 publikoval článok, v ktorom tvrdil, že warp pohony by sa dali generovať pomocou pozitívnych zdrojov energie namiesto negatívnej energie, ktorú si Alcubierrov warp pohon zrejme vyžadoval.

Podľa neho by sa warp bublina mohla pohybovať pomocou známych zdrojov energie, hoci ich využitie na potrebnej úrovni je stále ďaleko za našimi možnosťami. Ďalším krokom, ako poznamenáva, môže byť zníženie energetických požiadaviek na warp pohon na úroveň jadrového fúzneho reaktora. Zariadenie poháňané jadrovou syntézou by teoreticky mohlo cestovať k Proxime Centauri, hviezde najbližšej k Zemi, a späť za niekoľko rokov namiesto desaťročí alebo tisícročí a potom by mohlo cestovať stále rýchlejšie a rýchlejšie, keď sa budú zlepšovať zdroje energie. Súčasná konvenčná raketová technológia by potrebovala 50 000 rokov len na jednosmernú cestu – samozrejme, za predpokladu, že by existovala neobmedzená zásoba paliva pre tieto motory.

Lentzova práca podnietila ďalších vedcov, aby sa zaoberali touto výzvou. Fyzik Alexej Bobrick a podnikateľ v oblasti technológií Gianni Martire v roku 2021 vydali článok, v ktorom teoreticky tvrdia, že na základe súčasných vedeckých poznatkov by sa dala vyvinúť trieda podprahových warp pohonov, ktoré sa pohybujú len zlomkom rýchlosti svetla. Začiatkom tohto roka naň nadviazali ďalšou teóriou, ktorá opisuje, ako by sa simulovaná čierna diera, vytvorená pomocou zvukových vĺn a glycerínu a testovaná laserovým lúčom, mohla použiť na vyhodnotenie úrovne gravitačnej sily potrebnej na deformáciu časopriestoru.

Dvojica tento prelomový objav zapracovala do verejnej aplikácie. Hoci tím pred zverejnením podrobností čaká, kým technológia prejde štádiom odborného hodnotenia, aplikácia je v podstate simulátor, ktorý umožňuje vedcom zadávať svoje rovnice warp rýchlosti a overovať, či sú praktické. Hoci je aplikácia užitočná, urýchli matematiku len pre budúcich výskumníkov. Zostáva totiž ešte vyriešiť výzvy veľkosti galaxie. Alcubierre sa obáva najmä toho, čo sa môže stať v blízkosti stien warp bubliny. Poznamenáva, že deformácia priestoru je tam taká prudká, že by zničila všetko, čo by sa dostalo do jej blízkosti.

Ďalej sú tu ešte praktickejšie otázky, ako je riadenie a zastavenie. Warp bublina je v podstate bublina priestoru, ktorú tlačíte cez iný priestor. Museli by ste teda povedať priestoru, aby sa pred vašou vesmírnou loďou zakrútil. V tom však spočíva problém: nemôžete dať signál priestoru pred vami, aby sa správal tak, ako chcete. Preto sa niektorí vedci domnievajú, že nadsvetelné cestovanie je nemožné. Potrebné by boli obrovské deformácie, o ktorých nemáme ani potuchy, ako ich dosiahnuť.

Niektorí dokonca tvrdia, že warp pohon je myšlienka, ktorá nepovedie k aplikáciám v najbližších približne 1000 rokoch. Takže napriek všetkým pokrokom zostáva horizont warp pohonu veľmi vzdialený. To však zainteresovaných vedcov neznepokojilo. White uvádza ako príklad na povzbudenie stavbu 466 metrov vysokej veže katedrály v Štrasburgu, ktorá sa začala v roku 1015, ale skončila sa až v roku 1439, trvala teda 424 rokov.

Zdroj: popularmechanics.com.