A csillagközi utazás továbbra is izgatja a nyilvánosság figyelmét. A láncmeghajtók már régóta kiemelkedő szerepet játszanak a popkultúrában, mind az irodalomban, mind a moziban. De az emberiség képes-e létrehozni egy olyan technológiát, amely képes manipulálni a tér-időt, és gyorsabb utazást biztosít, mint a fény?
Ezt állandóan látjuk a tudományos fantastikában: a láncfűtéses hajók lehetővé teszik egy történet, regény, film vagy televíziós sorozat szereplőinek új bolygók és akár galaxisok felfedezését. Ezek a járművek még a fénysebességnél is gyorsabban repülhetnek, még akkor is, ha az általános relativitáselmélet azt tanítja nekünk, hogy senki sem utazhat gyorsabban, mint a fény. Nem? Végül is a fénynek nincs tömege, ami azt jelenti, hogy másodpercenként 299 792 458 méter sebességgel képes haladni.
Ez mind igaz. Semmi sem haladhatja meg az egyetemes sebességkorlátozást. Előfordulhat azonban, hogy bármilyen fizikai törvény megsértése nélkül építhetünk egy lánchajtást.
1994-ben a mexikói Miguel Alcubierre elméleti fizikus cikket írt, amelyben bemutatta a matematikai számításokat és a tudományos alapot egy valódi lánc-meghajtó létrehozásához, amely nem ellentétes az általános relativitáselmélettel. A csillagközi utazás ezen módszerének érdeklődését követően látta, hogy működik - óriási távolságokat fed a tudományos fantasztikus művekben.
Űrhajó egy lánchajtóművel, ahogyan azt a művész látta.
A lánckerekes hajtómű kibővíti és összehúzza az űridő szövetét a hajó és a buborék körül. A készülék elvileg nem gyorsul vagy mozog. A szövet körül mozog, és így előre tolja. Példaként képzelje el, hogy a szállítószalagon áll - mozog, de nem jár. A szalag szövete előremozgat. A téridő összenyomása az űrhajó elé húzza, és a mögötte lévő kiterjesztés folytatja ezt az előrehaladást. Einstein megmutatta, hogy a tér-időt tömeg vagy energia meghajolhatja, tehát más módon is manipulálható. Ez a hajó a fénynél gyorsabban haladhat, mert az általános relativitáselmélet szerint az űrben semmi sem haladhatja meg a sebességkorlátozást.magának a térnek a tágulására vagy összehúzódására azonban nincs sebességkorlátozás. Nem mozgatunk semmit az űrben - magát a helyet mozgatjuk.
Alcubierre munkája bátorító és lenyűgöző volt, de sok lyuk is volt benne. Az eredeti munkában azt állította, hogy ahhoz, hogy egy ilyen hajó elegendő energiával rendelkezzen, több negatív energiára van szükség, mint amennyire az univerzumban létezik, nevezetesen, ennek köszönhetően a tér kibővül. A probléma az, hogy a negatív energia megfoghatatlan, még sok fizikus is kételkedik annak létezésében, nem is beszélve arról, hogy hatalmas mennyiségű energiát tudunk előállítani.
Megfigyeléseink arról, hogy mi lehet negatív energia, enyhén szólva, nem elegendőek. Feltehetően az, amit üres helynek gondolunk, egyáltalán nem üres - energiájának sűrűségét nullának is nevezzük. A kvantummechanika szerint az üres hely tele van energiát mutató részecskékkel, amelyek megjelennek és eltűnnek. Ha sikerül megállítani megjelenésüket, negatív energiát fogunk kapni.
Promóciós videó:
A láncmező megjelenítése az Alcubierre motor szerint.
A tudósok megkísérelték létrehozni azt a laboratóriumban két fémlemez (amelyek annyira síksak voltak, hogy szinte atomszinten tökéletesen simaak) megpréselésével az emberi haj vastagságától sokkal kisebb távolságra. A fennmaradó tér annyira kicsi volt, hogy részecskék nem létezhetnek benne, ezért a lemezek körüli erő növekedett, és megmutatta a negatív energia tulajdonságait. Természetesen ezek a megfigyelések nem elégségek - ez csak egy kis kísérlet, amelynek eredményei messze nem képesek végleges következtetések levonására.
Ha a jövőben még mindig sikerül kitalálnunk, hogyan lehetne több negatív energiát szerezni, akkor valószínűleg nincs rá szükség annyira, mint Alcubierre javasolta. Munkájának közelmúltbeli finomítása, amelyet a NASA tudósai végeztek, jelentősen csökkentette az energiamennyiséget, amelyre egy láncveszteség meghajtóra lenne szükség, mivel a készülék részeit magas frekvencián rezegteti. Ez megkönnyítené a téridőn keresztüli mozgást és csökkentené a szükséges energiamennyiséget. A jelenlegi elméletek arról, hogy mekkora negatív energiát igényelhet egy láncveszély-meghajtó 65 edzoulustól a többszörös negatív és pozitív napenergia tömegig terjednek. Nagyjából 65 exajoule az, amelyet az Egyesült Államok egy év alatt felhasznál. Ez még mindig sok, de elég valóságos. Ha sötét energiát tudunk felhasználni, akkor nem kell több, mint a Jupiter tömege. Az egyetlen probléma az, hogy nem igazán értjük, mi a sötét energia, és hogyan működik. És végül az egzotikus anyag lehet, amely szükséges egy láncmeghajtó meghajtásához.
Összehasonlításképpen: a hagyományos rakéták közötti csillagközi utazáshoz nem csak százezrekig tart, hanem az üzemanyagtartály nagyobb, mint az Univerzumon. És nem is beszélve arról, hogy továbbra is olyan anyagot kell találnia, amely képes ellenállni egy ilyen hosszú utazásnak.
Egyes modellekben - például Harold White koncepciójában - egy láncmeghajtóval hajtott űrhajó tízszer gyorsabban haladhat, mint a fény. Ezzel a sebességgel mindössze hat hónapon belül elérhetjük a legközelebbi exoplanetot - az Alpha Centauri B b-t - annak ellenére, hogy több mint négy fényévnyire van a Földtől. A leggyorsabb modern járművek óránként valamivel több mint 32 ezer kilométert tudnak elérni: az Alpha Centauri B b-hez való eljutás ilyen sebességgel 142 ezer évig tart. Harminckét ezer kilométer / óra a fénysebesség körülbelül 0,003% -a.
NASA csillagközi űrhajó IXS Enterprise lánchajtóművel.
Egy ilyen sebességgel történő utazás lehetővé tenné az emberiség számára, hogy átlépjen a kozmológiai láthatáron, és felfedezzék nemcsak Univerzumát, hanem a Multiverse-t is. Az elméletben van egy korlátozás a lánchajtás sebességére, de még ezek az elméleti korlátok is lehetővé tennék számunkra, hogy egy másodperc alatt eljuthassunk az új galaxisokba. Ennek előnye, hogy a hajó képes gyorsulni és lassulni, és az utasok nem tapasztalhatják meg az időtágulást. Egyszerűen fogalmazva: el lehetett volna kerülni egy olyan helyzetet, amelyben megérkezett a rendeltetési helyére, és olyan távol állt előtted időben, hogy a Földön mindenki, akit ismerte, már rég halott.
Az energiaforrások mellett a menet közben felgyorsult részecskék is problémát jelentenek, amelyek véletlenül indulhatnak fékezéskor és megsemmisítik az egész világot. Sőt, előfordulhat, hogy lehetetlen lelassulni, amint elindul, és a személyzet több okból meghalhat. A matematika és a kísérleti adatok azonban azt mutatják, hogy a láncfrekvenciaváltóknak esélyük lehet.
Ha valóban sikerül létrehoznunk ezt a technológiát, akkor egy évszázad nem telik el, amíg meg nem tanuljuk alkalmazni azt. A féreglyukakhoz hasonlóan a láncmeghajtók által nyújtott lehetőségek is hihetetlenek, ám ezeket nem lesz könnyű elérni.
Vladimir Guillen