Koncepcja napędu warp, znana między innymi z filmów „Star Trek” jest obecnie sprzeczna ze wszystkim, co wiemy o fizyce.
Napęd warp w Star Treku, który obejmuje zniekształcanie przestrzeni, nie mieści się w naszym rozumieniu praw natury. Istnieje teoretyczne rozwiązanie obejmujące energię ujemną, ale jest to uważane za artefakt matematyczny, a nie rzeczywiste zjawisko fizyczne. Nigdy nie powinniśmy mówić, że coś jest niemożliwe, ale musi nastąpić istotna zmiana w naszym rozumieniu fizyki, aby napędy warp stały się rzeczywistością.
Może Cię zaciekawić: Jak z warpową prędkością stworzyć imperium w „Star Trek Fleet Command”?
Centralnym elementem science fiction, a zwłaszcza Star Treka, jest możliwość podróżowania po galaktyce z prędkością znacznie większą niż prędkość światła, za pomocą fikcyjnej technologii zwanej „napędem warp”. Co to jest i czy kiedykolwiek będziemy z niego korzystać?
Definicja prędkości warp z Wikipedii: prędkość warp to prędkość równa lub większa od prędkości światła w próżni, którą statki kosmiczne osiągają dzięki ruchowi bąbla czasoprzestrzeni w którym się znajdują, generowanego przez napęd warp.
Obecnie odpowiedź na pytanie, czy będziemy poruszać się z prędkością warp, brzmi „nie”. Zgodnie z przyjętymi prawami nauki nic nie może podróżować szybciej niż światło. Chociaż światło jest wystarczająco szybkie, aby okrążyć Ziemię siedem razy w ciągu jednej sekundy, przestrzeń jest bardzo duża. Droga światła ze Słońca na Ziemię zajmuje osiem minut, a światło naszego Słońca potrzebowałoby czterech lat, aby dotrzeć do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri). Większość gwiazd — a co za tym idzie większość planet — jest znacznie bardziej odległa, więc czas podróży byłby odpowiednio dłuższy. Odległości są tak ogromne, że podróż międzygwiezdna zajęłaby całe życie.
Przy takim założeniu fabuła science-fiction byłaby nudna, więc twórcy serii filmów Star Trek wymyślili wygodną, ale wyimaginowaną technologię. Według kanonu Star Treka, napęd warp działa poprzez tworzenie „bańki warp” wokół statku kosmicznego, wewnątrz której przestrzeń jest dosłownie wypaczona. Przed statkiem kosmicznym przestrzeń jest ściśnięta, a za statkiem rozszerzona. W ten sposób statek kosmiczny nigdy nie porusza się szybciej niż światło; po prostu przechodzi przez krótszą odległość. Na przykład, jeśli napęd warp mógłby zmniejszyć odległość do Proxima Centauri o 1/1461 normalnej długości, można byłoby podróżować tam w ciągu jednego dnia.
Ogromny problem
Czy to jest realistyczne? Może. Zacznijmy od tego, że nasze najlepsze współczesne rozumienie przestrzeni pochodzi z ogólnej teorii względności Einsteina. W tej teorii grawitacja nie jest rozumiana jako siła, jak zwykle ją sobie wyobrażamy, ale raczej jako zakrzywienie przestrzeni. Tak więc, jeśli przestrzeń może być zakrzywiona lub zniekształcona w jakiś sposób, wtedy napęd warp może być w sferze zaakceptowanej obecnie nauki.
Jednak tutaj sprawy stają się komplikują. W teorii względności wielkością, która zakrzywia przestrzeń, jest masa (lub równoważnie energia). W znanych i prostych słowach ogromna masa Ziemi zakrzywia przestrzeń w jej pobliżu. To zniekształcenie skutkuje zjawiskiem, które znamy jako grawitację.
Chociaż zakrzywianie przestrzeni przez materię jest faktem, nie pomaga to zbytnio naszemu napędowi warp. Zakrzywienie przestrzeni w pobliżu powierzchni Ziemi jest stosunkowo niewielkie. W końcu zniekształcenie nie zmniejsza znacząco odległości między Ziemią a Słońcem, nie mówiąc już o najbliższej gwieździe.
Tak więc, aby napęd warp był użyteczną technologią napędową, statek kosmiczny może mieć masę znacznie większą niż planeta – lub nawet większą niż gwiazda. Ta dodatkowa masa sprawiłaby, że statek byłby zbyt trudny do przeniesienia, co oznacza, że pomysł jest po prostu nie do zrealizowania.
Negatywność o negatywnej energii
Czy to całkowicie unieważnia ideę napędu warp? Nie do końca. Równania rządzące szczególną teorią względności są bogate i złożone i istnieje wiele rozwiązań. W 1994 roku fizyk teoretyczny Miguel Alcubierre znalazł rozwiązanie, które zniekształciło przestrzeń w sposób bardzo podobny do pierwotnie przewidzianego przez twórców Star Treka. W dokładnie odpowiednich warunkach możliwe jest rozszerzenie przestrzeni za obiektem i skompresowanie go z przodu.
Jest jednak pewien problem. Aby osiągnąć to zniekształcenie, naukowcy musieliby użyć energii ujemnej — to znaczy zredukować energię pustej przestrzeni do wartości poniżej zera. Według Einsteina napęd warp wymaga niemożliwej przesłanki. Jako analogię, możliwe jest, że niektóre obliczenia matematyczne dotyczące wzrostu osoby mogą mieć rozwiązanie, które jest ujemne. Ale co oznaczałoby dla osoby mieć ujemny wzrost? To nie ma fizycznego sensu.
Dlatego, podczas gdy naukowcy próbują znaleźć luki w warunkach wymaganych do rozwiązania napędu Alcubierre’a, większość uważa, że w ten sposób nie powstanie napęd warp; energia ujemna jest artefaktem matematycznym, a nie zjawiskiem fizycznym.
To jak to w końcu jest — napęd warp jest możliwy, czy nie?
Ogólnie rzecz biorąc, nasze obecne rozumienie praw natury nie pozwala na podróżowanie z prędkością większą od światła ani na podobne do tych z pomysłu Alcubierre’a zakrzywiania przestrzeni. Jednak ci, którzy marzą o podróżowaniu wśród gwiazd, nie powinni się poddawać. Naukowcy nie mają pełnego zrozumienia praw natury. Na szczęście naukowcy spędzają całe dnie na poszukiwaniu nowych zjawisk — rzeczy, których nigdy wcześniej nie widziano.
W naukach spekulatywnych twierdzenie, że coś jest niemożliwe, jest zawsze niemądre. W 1850 roku, gdybyś zapytał najlepszych ówczesnych naukowców, czy można przemawiać w Europie i usłyszeć kogoś w Ameryce, lub czy byłoby możliwe zajrzenie do wnętrza ludzkiego ciała, powiedzieliby ci „nie”. Jednak zaledwie pół wieku później wynalezienie radia i odkrycie promieni rentgenowskich udowodniłoby, że się mylili.
Właśnie tego potrzeba, aby napęd warp stał się rzeczywistością. Jakaś bystra dusza wpadnie na nowy pomysł, coś zupełnie innego niż nasze obecne rozumienie fizyki. Wtedy może — tylko może — będziemy mogli odważnie dotrzeć tam, gdzie jeszcze nikt nie dotarł.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Don Lincoln — Big Think
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.