Mokslo ir technologijų pasaulis

Daugelis iš mūsų tikrai fantazavo apie nuskridimą į kitų žvaigždžių sistemas ar bent jau Saulės sistemos tyrinėjimą. Galimybė tai padaryti saugiai vis dar yra nepasiekiama, tačiau mes tikrai žengiame vis tolimesnių kelionių nuo savo planetos link.

Ar galėtume pasiekti kitas planetas? Labai tikėtina. Kaip su kitomis žvaigždėmis? Galbūt vieną dieną. O Visatos kraštas? Iš tikrųjų yra būdas, kuriam nereikia jokių mokslinės fantastikos sprendimų (arba bent jau nieko, išskyrus fiziką, kurią žinome).

Iki šiol, amerikiečiai Jamesas Lovellas, Fredas Haise'as ir Johnas Swigertas yra trys žmonės, kurie „Apollo 13“ misijos metu nukeliavo toliausiai nuo Žemės.

Nuskridę už Mėnulio (dėl modulio avarijos, norėdami grįžti į Žemę, jie pasinaudojo Mėnulio gravitacija), jie buvo 400 171 kilometro  atstumu nuo Žemės paviršiaus. Šviesa tokį atstumą nuskrieja vos per 1,335 sekundės.

Pažvelkime į galimybes, kurių mums reikia, kad galėtume skrieti vis tolyn į kosmosą.

Mėnulis, Marsas ir dar toliau

Jei mūsų tikslas yra ištirti Saulės sistemą, mes jau turime daugybę technologijų. Jau naudojamos galingos raketos, o įgulos transporto priemonės yra skirtos žmonėms nugabenti į Mėnulį ir už jo ribų, tačiau yra daugybė problemų.

Kuo toliau nuo Žemės, tuo didesnę kosminės spinduliuotės dozę gauname. Stiprus mūsų planetos magnetinis laukas apsaugo nuo didžiosios spinduliuotės kiekio. O kas nuo jos apsaugos kosmose? Mokslininkai iš tikrųjų išbandė sprendimą. Černobylyje aptikti grybai išgyvena dėl radiacijos, ir vieną dieną tai galėtų būti naudojama kaip gyva ekranavimo sistema erdvėlaiviuose ir žmonių buveinėse.

Kelionės taip pat užtruktų daug mėnesių – jei ne metus – ir kalbama apie keliones į vieną pusę. Apskritai visur kitur Saulės sistemoje yra itin pavojinga aplinka, kuri gali lengvai mus nužudyti. Nors galime tas vietas pasiekti, tai nereiškia, kad galime ten klestėti. Ir atminkite, kad daugumą medicininių intervencijų kosmose gali būti itin sunku atlikti.

Taip pat yra galimybė, kad svetima gyvybė egzistuoja kažkur netoliese, todėl turime aptarti, kaip mūsų buvimas ten gali pakenkti potencialiems organizmams (galbūt ir mums patiems), gyvenantiems už Žemės ribų.

Į žvaigždes

Galbūt išsprendus visus „vietinių“ kosminių kelionių iššūkius, ateities kartų žmonių žvilgsnis nukryps į žvaigždes. Ar žmonija galėtų nukeliauti į kitą žvaigždžių sistemą?

Galbūt žmonija taip, bet vienas žmogus – tikrai ne. Paimkime artimiausią Saulės žvaigždę Kentauro Proksimą. Skriejant šviesos greičiu ją pasiekti reikia šiek tiek daugiau nei ketverių metų. Jei bandytume Kentauro Proksimą pasiekti greičiausiu kada nors sukurtu erdvėlaiviu (NASA „Parker Solar Probe“ skriejančiu aplink Saulę – savo misijos piku 2025 m., jis skries beveik 700 000 km/val.), prireiktų beveik 8400 metų.

Yra pasiūlymų siųsti robotus. Miniatiūriniai erdvėlaiviai ten gali patekti vos per kelis dešimtmečius, o didesni, varomi atominiais varikliais – per kelis šimtus metų. Tai atrodo patraukli idėja, tačiau žmonėms netinka – tai vis dar viršija žmogaus gyvenimo trukmę.

Išeitis gali būti kartų laivas. Pirmoji karta paliktų mūsų planetą, o jų palikuonys pasiektų žvaigždę. Aišku, turėtume susimąstyti, kodėl kas nors pradėtų šią kelionę. Tačiau ne mažiau svarbu aptarti etinę ir psichologinę būseną, kurioje gali atsidurti kartos, šie tarpžvaigždiniai vaikai. Ar jie būtų suinteresuoti toliau eiti link to, ko niekada nepamatytų?

Tęsinys kitame puslapyje:

Priartėjimas prie šviesos greičio

Ar galime skireti dar greičiau? Ar galėtume pasiekti netoliese esančias galaktikas ir už jų ribų? Na, bent jau iš principo taip. Mums reikėtų reliatyvistinės raketos. Tai leistų nedaugeliui žmonių nuskrieti neįtikėtinus atstumus, ir tam nereikia nieko daugiau, nei mūsų dabartinis fizikos supratimas.

Mums reikia raketos, kurios pagreitis būtų maždaug 9,81 metro per sekundę kvadratu. Tai yra vidutinė įprasta Žemės trauka, todėl žmonės erdvėlaivyje jaustųsi tarsi stovintys ant mūsų planetos paviršiaus. Toks pagreitis greitai sukeltų erdvėlaivio reliatyvistinį greitį ir ten įvyktų labai naudingas reiškinys: laiko išsiplėtimas.

Artėjant šviesos greičiui, erdvėlaivyje laiko tėkmė sulėtės. Ši fizikos keistenybė buvo išpopuliarinta dvynių paradoksu, o šioje reliatyvistinėje raketoje jūs esate dvynis, kuris nuskrenda ir nepasensta.

Taigi, Kentauro Prioksimą galime pasiekti per 4,3 metų, tačiau laive tai atrodytų 3,6 metų. Jei vietoj Kentauro Proksimos norėtumėme pasiekti  Vegą (už 27 šviesmečių), tai atrodytų kaip 6,6 metų. Kuo arčiau skrietume šviesos greičio, tuo laikas praeis lėčiau.

Kelionė į Visatos kraštą

Taigi, tokiu šviesai artimu greičiu galime per 20 metų pasiekti Paukščių Tako centrą arba Andromedos galaktiką, esančią už daugiau nei dviejų milijonų šviesmečių, vos per 28 metus. Akivaizdu, kad Žemėje būtų praėję du milijonai metų.

Bet ar yra riba, iki kiek mes galėtume nuskirsti? Taip. Visata plečiasi ir ši plėtra greitėja. Erdvė tarp galaktikų (nebent jos yra labai arti) kas sekundę vis didesnė. Kuo toliau vienas nuo kito yra du objektai yra Visatoje, tuo greičiau jie tolsta vienas nuo kito.

Yra galaktikų, kurias matome danguje, kurių nebegalime pasiekti, nes vienintelis būdas tai padaryti būtų judėti greičiau nei šviesos greitis, kad pavyktų kompensuoti Visatos plėtimąsi. Ši riba vadinama kosmologiniu horizontu, o tikslus jos dydis priklauso nuo teisingos kosmologinės formulės (kuri šiuo metu yra nebaigta) apibūdinančios Visatą.

Vis dėlto šią ribą būtų galima pasiekti per kelis dešimtmečius. Tai kodėl mes neturime tokios raketos? Na, priežastis yra kuras. Norint išlaikyti tokį nuolatinį pagreitį, reikia didžiulio kuro kiekio. Net įsivaizduodami itin efektyvią kuro degimo reakciją (kurios mes neturime), turėtumėme su savimi pasiimti daug degalų – planetos dydžio kuro atsargas.