Idea napędu warp przenoszącego nas przez duże obszary przestrzeni kosmicznej szybciej niż prędkość światła od dawna fascynuje zarówno naukowców, jak i fanów science-fiction. Choć wciąż jesteśmy bardzo daleko od przeskoczenia jakichkolwiek uniwersalnych ograniczeń prędkości, nie oznacza to, że nigdy nie przejedziemy się na falach wypaczonej czasoprzestrzeni.
Grupa fizyków przedstawiła pierwszą propozycję fizycznego napędu warp, opartego na koncepcji opracowanej w latach 90. I twierdzą, że nie powinien on łamać żadnych praw fizyki. Teoretycznie rzecz biorąc, napędy warp wyginają i zmieniają kształt czasoprzestrzeni, aby uwydatnić różnice w czasie i odległości, które w pewnych okolicznościach mogłyby sprawić, że podróżujący przemieszczaliby się w przestrzeni szybciej niż prędkość światła.
Jedna z takich koncepcji została opisana ponad ćwierć wieku temu przez meksykańskiego fizyka teoretycznego Miguela Alcubierre. Jego pomysł, przedstawiony w 1994 roku, zakładał, że statek kosmiczny napędzany czymś, co nazywa się "napędem Alcubierre'a", mógłby podróżować szybciej niż światło. Problem w tym, że wymaga to dużej ilości ujemnej energii w jednym miejscu, co jest po prostu niemożliwe według istniejącej fizyki.
Ale nowe badania mają obejście tego problemu. Według naukowców z niezależnej grupy badawczej Applied Physics z siedzibą w Nowym Jorku możliwe jest porzucenie fikcji negatywnej energii i stworzenie napędu warp, aczkolwiek takiego, który być może jest nieco wolniejszy, niż byśmy chcieli.
"Poszliśmy w innym kierunku niż NASA i inni, a nasze badania wykazały, że w ogólnej teorii względności możliwe jest istnienie kilku innych klas napędów warp" - mówi astrofizyk Alexey Bobrick z Uniwersytetu Lund w Szwecji.
"W szczególności sformułowaliśmy nowe klasy rozwiązań napędów warp, które nie wymagają ujemnej energii i dzięki temu stają się możliwe fizyczne".
Dlaczego ujemna energia jest takim wielkim problemem? Potrzeba ujemnej energii, omija niektóre z ogólnych problemów względności związanych z podróżami szybszymi niż światło, pozwalając przestrzeni rozszerzać się i kurczyć, jednocześnie utrzymując wszystko w obrębie jej wypaczenia w ramach uniwersalnych ograniczeń prędkości.
Niestety, wprowadza to więcej własnych problemów - przede wszystkim to, że ujemna energia, której potrzebujemy, istnieje tylko we fluktuacjach na skalę kwantową. Dopóki nie uda nam się znaleźć sposobu na zgromadzenie masy tej energii wielkości Słońca, taki napęd nie jest możliwy.
Nowe badania mają na celu obejście tego problemu - zgodnie z artykułem, ujemna energia nie byłaby potrzebna, ale bardzo silne pole grawitacyjne tak. Grawitacja wykonałaby ogromną pracę, zaginając czasoprzestrzeń tak, że upływ czasu wewnątrz i na zewnątrz maszyny napędu warp byłby znacząco różny.
Nie można jednak jeszcze rezerwować biletów - masa potrzebna do wywołania zauważalnego efektu grawitacyjnego w czasoprzestrzeni byłaby co najmniej wielkości planety, a wciąż pozostaje wiele pytań, na które trzeba znaleźć odpowiedź.
"Jeśli weźmiemy masę całej planety Ziemi i skompresujemy ją do powłoki o wielkości 10 metrów, to poprawka do tempa upływu czasu wewnątrz niej jest nadal bardzo mała, zaledwie około dodatkowej godziny w roku" - powiedział Bobrick w rozmowie z New Scientist.
Inne ciekawe odkrycie z badań dotyczy kształtu napędu warp: szerszy, wyższy statek będzie potrzebował mniej energii niż długi i cienki. Pomyśl o talerzu trzymanym w pionie, rzuconym na ścianę do przodu, a będziesz miał pojęcie o optymalnym kształcie napędu warp.
Mimo że rzeczywistość podróży do odległych gwiazd i planet jest jeszcze bardzo odległa, nowe badania są najnowszym dodatkiem do rosnącej liczby badań, które sugerują, że zasady działania napędów warp są możliwe pod względem naukowym.
Naukowcy przyznają, że wciąż nie są pewni jak dokładnie połączyć technologię, którą opisali w swoim artykule, ale przynajmniej więcej liczb się zgadza. Są pewni, że daleko w przyszłości napęd warp stanie się rzeczywistością.
"Chociaż nadal nie możemy przekroczyć prędkości światła, nie musimy tego robić, aby stać się gatunkiem międzygwiezdnym", mówi Gianni Martire, jeden z naukowców z grupy zajmującej się fizyką stosowaną, która stoi za nowymi badaniami.
"Nasze badania nad napędem warp mają potencjał, aby zjednoczyć nas wszystkich".
Źródło: sciencealert.com
Więcej: iopscience.iop.org, badanie pdf: indico.ict.inaf.it
