Όποιος μεγάλωσε με εμμονή με το Star Wars γνωρίζει την ανατριχίλα της στιγμής που ο Χαν Σόλο και ο Τσουμπάκα εκτοξεύουν το Millennium Falcon στο υπερδιάστημα για πρώτη φορά.
Στις ταινίες, οι κινητήρες υπερδιαστήματος επιτρέπουν σε σκάφη όπως το Falcon να ταξιδεύουν στο Σύμπαν πιο γρήγορα από το φως, φτάνοντας σε μακρινούς πλανήτες μέσα σε λίγα λεπτά.
Όμως, καθώς οι θαυμαστές γιορτάζουν την Ημέρα του Star Wars στις 4 Μαΐου, οι ειδικοί υποστηρίζουν πως αυτή η τεχνολογία του μέλλοντος δεν είναι αποκλειστικά επιστημονική φαντασία.
Σύμφωνα με επιστήμονες, ένα πραγματικό “warp drive” (κινητήρας παραμόρφωσης του χωροχρόνου) θα μπορούσε να επιτρέψει στα διαστημόπλοια να κάνουν άλματα ανάμεσα σε γαλαξίες – ακριβώς όπως στις ταινίες επιστημονικής φαντασίας.
Αντί να καίνε καύσιμα όπως οι πύραυλοι για να κινηθούν στο διάστημα, οι κινητήρες παραμόρφωσης θα μπορούσαν να παραμορφώνουν τον χωροχρόνο, φέρνοντας το σημείο προορισμού πιο κοντά.
Ο καθηγητής Τιμ Ντίτριχ ειδικός στη φυσική της βαρύτητας στο Πανεπιστήμιο του Πότσνταμ, δήλωσε σχετικά: «Η έλξη ενός warp drive είναι ότι επιτρέπει σχεδόν στιγμιαίο ταξίδι ανάμεσα σε δύο σημεία.
Σε αυτή την έννοια, θα μπορούσε θεωρητικά να καταστήσει εφικτά τα γαλαξιακά ταξίδια, όπως αυτά που βλέπουμε στην επιστημονική φαντασία.»
Ωστόσο, οι ειδικοί προειδοποιούν ότι ένας πραγματικός warp drive θα ήταν πολύ πιο περίπλοκος και επικίνδυνος σε σύγκριση με αυτούς που βλέπουμε στις ταινίες.
Τι είναι ένας warp drive;
Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, οι μάζες παραμορφώνουν τον χωροχρόνο, όπως τα βάρη που ρίχνονται σε ένα ελαστικό φύλλο.
Άλλες μάζες πέφτουν μέσα στις «καμπύλες του χωροχρόνου», προκαλώντας το φαινόμενο της βαρύτητας.
Το 1994, ο επιστήμονας Μιγκέλ Αλκιουμπιέρ συνειδητοποίησε ότι η θεωρία του Αϊνστάιν επέτρεπε τη δημιουργία ενός εντελώς νέου είδους κινητήρα.
Η καθηγήτρια Κάτι Κλουγκ, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου και συνεργάτης του καθηγητή Dietrich, εξηγεί:
«Ένας warp drive είναι ένα θεωρητικό σύστημα που επιτρέπει σε ένα σκάφος να ταξιδέψει από το σημείο Α στο Β παραμορφώνοντας τον χωροχρόνο.
Ενώ οι κανονικοί πύραυλοι επιταχύνουν καίγοντας καύσιμα, ένας warp drive συμπιέζει τον χώρο μπροστά από το σκάφος και τον διαστέλλει πίσω του, ώστε να μετακινηθεί χωρίς να επιταχύνει καθόλου.»
Ένας warp drive δημιουργεί μια “φυσαλίδα παραμόρφωσης” γύρω από το σκάφος.
Το σκάφος παραμένει ακίνητο στο κέντρο της φυσαλίδας και μεταφέρεται μαζί της καθώς αυτή κινείται.
Η Κλουγκ σημειώνει: «Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία – και ίσως να είναι – αλλά το ότι ο χώρος και ο χρόνος μπορούν να παραμορφωθούν είναι γεγονός και η βάση της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.»
Μπορεί ένας warp drive να επιτρέψει διαστρικά ταξίδια;
Το πρόβλημα με τα ταξίδια μεταξύ αστρικών συστημάτων, όπως στο Star Wars, είναι ότι το Σύμπαν έχει όριο ταχύτητας: τίποτα δεν μπορεί να κινηθεί ταχύτερα από το φως (~300.000 χλμ/δευτερόλεπτο).
Άρα, θα χρειαζόταν πάνω από 4 χρόνια για να φτάσουμε στο πλησιέστερο άστρο, τον Προξίμα Κενταύρου, ακόμα και ταξιδεύοντας σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.
Το ταξίδι στο κέντρο του Γαλαξία θα χρειαζόταν 26.000 χρόνια.
Ο warp drive παρακάμπτει αυτόν τον περιορισμό, καθώς η διαστολή του χωροχρόνου δεν έχει ταχύτητα. Έτσι, η «φυσαλίδα» μπορεί να κινείται όσο γρήγορα θέλει, ενώ το σκάφος παραμένει ακίνητο μέσα της.
Αυτό το «παράθυρο» στη φυσική επιτρέπει σε ένα σκάφος να διανύσει οποιαδήποτε απόσταση σε «πολύ μικρό χρονικό διάστημα».
Ο μηχανικός της NASA, καθηγητής Χαρόλντ «Σόνι» Χουάιτ προτείνει:
Τα σκάφη θα μπορούσαν να απογειώνονται με συμβατικούς πυραύλους και, όταν ευθυγραμμιστούν με τον προορισμό τους, να ενεργοποιούν τον warp drive.
Ο warp drive θα απενεργοποιείται κοντά στον προορισμό και το ταξίδι θα ολοκληρώνεται με συμβατικά μέσα.
Έτσι, ένα ταξίδι προς τον Άλφα Κενταύρου θα μπορούσε να διαρκεί εβδομάδες ή μήνες, αντί για δεκαετίες ή αιώνες.
Πώς θα ήταν το ταξίδι με έναν warp drive;
Στο Star Wars, το άλμα στο υπερδιάστημα συνοδεύεται από θεαματικά εφέ με φωτεινές γραμμές.
Στην πραγματικότητα; Η Κλουγκ λέει: «Ανάλογα με το αν κοιτάτε μπροστά ή πίσω, το φως από τα αστέρια θα εμφανίζεται πιο μπλε ή πιο κόκκινο, λόγω μετατόπισης μήκους κύματος (φαινόμενο Doppler).
Επιπλέον, η μορφή των αντικειμένων θα παραμορφώνεται, όπως όταν κοιτάμε μέσα από κυρτό φακό.»
Προς απογοήτευση των φίλων του Star Wars, η Κλουγκ λέει ότι το Star Trek αποδίδει πιο ρεαλιστικά την εμπειρία.
Ιδίως η «βολή σφαίρας» στο Star Trek Beyond βασίστηκε στο πώς το φως καμπυλώνεται γύρω από τη φυσαλίδα παραμόρφωσης.
Επιπλέον, φοιτητές φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ έδειξαν πως οι επιβάτες ενός τέτοιου σκάφους θα έβλεπαν ένα φωτεινό δίσκο, όχι «τρέχοντα άστρα», λόγω της μετατόπισης του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου στο ορατό φάσμα.
Είναι εφικτός ο warp drive;
Οι ειδικοί προειδοποιούν: μην ετοιμάζετε ακόμα βαλίτσες για τον Άλφα Κενταύρου.
Ο λόγος είναι ότι ένας warp drive απαιτεί κάτι που ονομάζεται “εξωτική ύλη” – δηλαδή ύλη με αρνητική ενέργεια.
Η Kλουγκ εξηγεί: «Αν ο χωροχρόνος είναι σαν ελαστικό φύλλο, η θετική ενέργεια δημιουργεί “λακούβες” που προκαλούν βαρύτητα.Η αρνητική ενέργεια, αντίθετα, σηκώνει το φύλλο και δημιουργεί “λόφους” – απωθώντας τα άλλα σώματα.»
Με αρνητική ενέργεια, θα μπορούσαμε να σχηματίσουμε τις καμπυλώσεις που απαιτούνται για μια φυσαλίδα warp.
Αυτό ακούγεται τρελό, αλλά η αρνητική ενέργεια υπάρχει στα μαθηματικά της κβαντικής φυσικής – και έχουν παραχθεί μικρές ποσότητες σε εργαστήρια.
Όμως, το να παραχθεί αρνητική ενέργεια ίση με πολλαπλάσια της ενέργειας του Ήλιου για να καλυφθεί ένα σκάφος… είναι καθαρή επιστημονική φαντασία.
Επιπλέον, η υπέρβαση της ταχύτητας του φωτός μπορεί να προκαλέσει παραδοξότητες αιτιότητας, κάτι που το ίδιο το Σύμπαν ίσως δεν επιτρέπει.
Αναζητώντας warp drives
Αν κάποιος, κάπου, χρησιμοποιεί ήδη warp drive, ίσως μπορούμε να τον εντοπίσουμε.
Η εξωτική ύλη είναι εξαιρετικά ασταθής και χρειάζεται πεδίο συγκράτησης. Αν αυτό αποτύχει, η ύλη διασκορπίζεται και δημιουργεί κυματισμούς στον χωροχρόνο (βαρυτικά κύματα).
Ο καθηγητής Ντήτριχ εξηγεί: «Η φυσαλίδα γίνεται ασταθής και καταρρέει, προκαλώντας διαταραχές στον χωροχρόνο που εξαπλώνονται.Αυτά τα κύματα –αν είναι αρκετά ισχυρά– μπορούμε να τα ανιχνεύσουμε στη Γη.»
Αν και τα σήματα από μικρά σκάφη είναι εκτός του φάσματος των σημερινών ανιχνευτών, ένα αρκετά μεγάλο warp drive κοντά μας θα μπορούσε να εντοπιστεί.
Η Κλουγκ καταλήγει: «Ο Τιμ είναι σκεπτικιστής και πιστεύει ότι δεν θα δούμε ποτέ τίποτα. Αλλά εγώ πιστεύω ότι αξίζει να προσπαθήσουμε. Αν δεν μπορούμε να φτιάξουμε warp drive εμείς, ίσως κάποιος άλλος στον γαλαξία το έχει ήδη κάνει – και μπορούμε τουλάχιστον να το ανιχνεύσουμε! Κι αν κάποιος έχει 1,2 δισεκατομμύρια ευρώ για ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων υψηλής συχνότητας… ας μας το πει!»
Source link
