Mokslo ir technologijų pasaulis

„Galime sakyti, kad tai tikriausiai mažai tikėtina“, – sako Meksikos nacionalinio universiteto Branduolinių mokslų instituto profesorius Miguelis Alcubierre'as. Tačiau „šiuo metu negalime sakyti, jog tai neįmanoma“.

M. Alcubierre'as yra ilgametis mokslinės fantastikos gerbėjas ir patyręs astrofizikas. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje, studijuojant gravitacinę fiziką doktorantūroje, „Star Trek“ epizodas įkvėpė jį pažvelgti į teorinę erdvės deformacijos galimybę.

Tuo metu serialas „niekada iš tikrųjų nepaaiškino kaip veikia erdvės metmenų pavara, tai buvo tik pavadinimas, ką jie daro, kai keliauja greičiau už šviesą“, - sako jis. Taigi M. Alcubierre'as sugalvojo būdą modifikuoti erdvės geometriją, „tai iš principo leistų mums keliauti greičiau nei šviesa“ ir tuo pat metu nepažeistų fizikos dėsnių.

Jo sprendimas pagrįstas faktu, kad visata plečiasi – tai mokslininkai žino maždaug 100 metų. M. Alcubierre'as suprato, kad jei visas erdvėlaikis gali plėstis, jis taip pat turėtų plėstis ir mažoje regioninėje erdvėje. Ir jei ji gali plėstis, vadinasi, turi sugebėti susitraukti.

„Pagrindinė idėja yra tiesiog erdvės išplėtimo už, tarkime, erdvėlaivio ar bet kokio objekto, kurį norite perkelti, sukūrimas ir priešingo erdvės susitraukimo priešais jus sudarymas“, - aiškina jis. Kitaip tariant, tai metmenų burbulas.

M. Alcubierre'as paaiškino savo teoriją garsiajame 1994 m. straipsnyje, kuriame aprašoma tai, kas dabar vadinama M. Alcubierre pavara. „Aš visada tai vadinu tik erdvės deformacijos pavara“, - sako jis.

Lengviausias būdas suprasti metmenų burbulą yra vaizduoti erdvėlaikį kaip batutą, aiškina Erin Macdonald, astrofizikė ir dabartinė „Star Trek“ franšizės mokslo patarėja. „Uždėkite boulingo kamuoliuką ant to batuto, ir jis įspaus paviršių žemyn, o tai panašu į tai, ką saulės, planetos ar panašūs objektai daro erdvėlaikiui“, – sako ji.

Kai daiktams, turintiems didelę masę, reikia judėti, erdvėlaikio audinys riboja jų greitį. Kuo objektas lengvesnis, tuo lengviau jis gali judėti per audinį. „Tada galų gale, jei neturite masės, jūs visiškai neiškreipiate audinio žemyn. Ir jūs tiesiog važiuojate tiesia linija tokiu fiksuotu greičiu, koks yra šviesos greitis, nes šviesa neturi masės.

Šiuo metu tai yra riba, kaip greitai galima skristi, nes kai tik įvedate masę – o kažkas panašaus į erdvėlaivį tikrai turi masę – jis fiziškai negali skristi greičiau nei tam tikras greitis, nes išlenkia erdvėlaikį. „Tačiau niekas nesako, kad pats erdvėlaikis negali judėti greičiau nei šviesos greitis“, – sako E. Macdonald, – ir tai yra deformacinis burbulas.

Erdvėlaivis, skriejantis dėka deformacinės pavaros, nenaudotų savo variklių, kad galėtų taip greitai lėkti - jį tiesiog neštų erdvėlaikio burbulas. Tada, jei norite eksponentiškai padidinti savo greitį, aplink tą burbulą sukurkite kitą burbulą, kuris „Star Trek“ pasaulyje vadinamas antruoju deformacijos faktoriumi, o tada – trečiu deformacijos faktoriumi, sako E. Macdonald.

Erdvėlaikis, kaip mes žinome, yra baigtinis, todėl yra ribojamas deformacijų burbuliukų skaičius arba deformacijos greičio lygio, kurį teoriškai galima pasiekti. Kai kuriose apskaičiavimuose tai hipotetiškai vadinama deformacijos koeficientu 10, kai visas erdvėlaikis yra apvyniotas aplink kosminį laivą. Tuo metu „jūs sulaužote visus begalybės dėsnius ir patiriate visą laiką bet kuriuo metu“, - sako E. Macdonald. „Ir klasikinio „Star Trek“ filmo „Voyager“ epizode jūs tampate žmonėmis-driežais.

Neigiamos energijos panaudojimas.

Pagrindinė priežastis, dėl kurios erdvės deformacijos pavara tikriausiai neįmanoma, yra ta, kad tam reikėtų šiuo metu neįsivaizduojamo energijos kiekio. Einšteinas įrodė, kad E = MC², o tai reiškia, kad energija ir masė yra keičiamos. Tai rodo, kad norint keliauti greičiau nei šviesos greitis, objektas turėtų turėti neigiamą masę, taigi ir neigiamą energiją – du dalykus, kurių, kiek žinome, nėra.

Neigiama energija yra kvantinėje teorijoje leidžiama sąvoka, kuri apibūdina energijos būseną, mažesnę nei nulis, o tam reikia neigiamos masės. Kadangi teigiamos masės traukia viena kitą, neigiamų masių atveju gravitacija gali tapti atstumiančia jėga.

Ir net jei galėtume išsiaiškinti būdą, kaip sukurti neigiamą masę ar neigiamą energiją, mums prireiktų didžiulių jos kiekių, kad galėtume perkelti erdvėlaivį. „Kad įprastas lėktuvas būtų skraidinamas tik šviesos greičiu, o ne dar greičiau, jums reikės 60 kartų didesnės už Jupiterio planetos masę paversti neigiama energija“, – aiškina m. Alcubierre'as. Tai nėra praktiška.

Net ir tada prireiktų ketverių metų, kad pasiektume artimiausią žvaigždę „Proxima Centauri“. Tačiau, jei būtų įmanoma sukurti erdvės deformacijos pavarą, staiga taptų pasiekiamos visos visatos žvaigždės ir planetos.

„Man tiesiog patinka tai, kad tai teoriškai įmanoma“, – sako E. Macdonald. „Matematika veikia. Tai nėra vienas iš tų dalykų, apie kuriuos fizika tiesiog sako, jog tai neįmanoma“.