МОЖЕ БРЖЕ ОД СВЕТЛОСТИ

Закони физике кажу да брзина неког тела не може бити једнака или већа од брзине светлости, но не кажу да се само простор–време не може кретати или ширити брже од светлости – свемир се може ширити брже од светлости.

Група физичара из Њујорка представила је ових дана први погон (warp drive) за путовања бржа од светлости који је стварно могућ и не крши законе физике. Љубитељима научне фантастике термин warp, који омогућује путовања свемиром брзинама вишеструко већим од брзине светлости, познат је из дела Исака Асимова или филмова и серијала као што су „Звездане стазе”. Зашто је немогуће досегнути брзину светлости?

Ако сте се питали зашто није могуће путовати брже од светлости, ево поједноставњеног тумачења.

Према Ајнштајновој (Алберт) специјалној теорији релативности сажетој у познатој једначини E = mc² енергија и маса су међусобно замењиве, а материјални предмети који имају масу, за разлику од фотона чија је маса у мировању једнака нули, никако не могу достићи брзину светлости, а камоли је надићи. Проблем је у томе што би била потребна бесконачна количина енергије да би неко тело које има масу достигло брзину једнаку брзини светлости. Једноставним речима, телу расте маса што се брже креће јер му расте енергија која је изједначива с масом. А како му расте маса тако расте и енергија која је потребна да би се оно убрзало (нпр. човек гурањем може врло лако убрзати бицикл, али не и камион).

То се збива у складу с тзв. Лоренцовим трансформацијама односно Лоренцовим фактором (формула доле) који описује како се мењају нека физичка својства с брзином.

Ако у овој формули брзина (v) неког тела постане једнака брзини свјетлости (c), Лоренцов фактор (γ) постаће бесконачан јер ћемо имати разломак у којем је γ = 1/корен од (1-1), односно 1/0, што је бесконачно. Kада масу тела, примерице свемирске летелице, помножимо с бесконачним фактором, она постаје бесконачна. На малим, свакодневним брзинама, као што је брзина аутомобила или авиона, Лоренцов фактор нема приметан утицај јер је v знатно мање од c па углавном вреди да је γ = 1/1-0 = 1, што значи да се маса не мења с брзином.

Дакле, поновимо још једном – да би тела достигла брзину светлости, потребна је бесконачна енергија. То је разлог због којег велики убрзивачи честица попут LHC-а, упркос големим енергијама, чак ни делиће атома попут протона не могу убрзати тачно до брзине светлости; могу их убрзати само до брзине од 0,999999990 c, што је за 0.0031 km/s, односно 11 km/h мања брзина од брзине свјетлости (c ≈ 300 000 km/s).

Гранична брзина светлости

Овај проблем природног ограничења брзине подразумева да је врло тешко замислити путовања међу звездама – она постају технолошки неизводљива у неком нормалном раздобљу. Ипак, он се може решити барем теоретски. Закони физике кажу да брзина неког тела не може бити једнака или већа од брзине светлости, но не кажу да се само простор–време не може кретати или ширити брже од светлости – свемир се може ширити брже од светлости. Другим речима, теоретски је могуће искривити простор–време и у њему створити мехур који ће се кретати брзином већом од брзине светлости док ће летелица у њему мировати.

Путовање кроз црвоточину како га је замислио Лес Босинас за НАСА

Алкубијереов концепт

Први концепт летелице која би могла путовати брже од светлости представио је мексички астрофизичар Мигуел Алкубијере. Он је у току рада на докторату на Универзитету Велс 1994. године, предложио метод за промену геометрије простор–времена стварањем таласа који би узроковао да се простор испред летелице сажима, а иза летелице шири, чиме би се створио својеврстан мехурић простор–времена који би могао путовати брже од светлости унутар равног простор–времена. Летелица би у њему мировала и не би кршила законе физике, но истовремено би могла путовати брже од светлости ношена варп мјехурићем док год би се он кретао брже од светлости, слично кретању сурфера на морском валу.

Алкубијереов модел закривљења простор-времена

Проблем овог модела је што би за његово стварање требало да постоји голема количина егзотичне негативне енергије концентрисане на једном месту, што је практично неизводљиво у складу са законима физике какве данас познајемо – негативна енергија каква је потребнаа за стварање варпа постоји само у флуктуацијама на микроскопској квантној скали.

Ново решење, али не данас

Но, у новом истраживању, објављеном у часопису у IOPsciece, представљено је заобилазно решење за наведени проблем. Према физичарима из групе Applied Physics са седиштем у Њуорку, варп погон могућ је и без проблематичне негативне енергије. „Kренули смо у смеру другачијем од НАСА и осталих, а наша су истраживања показала да у општој релативности постоји неколико других могућих класа варп погона”, рекао је астрофизичар Алексеј Бобрик са Универзитета Лунд у Шведској. „Kонкретно, формулисали смо нове класе варп погонских решења које не захтевају негативну енергију и тако постају усклађена с физиком.”

Алексеј Бобрик (LU)

Према новом раду, за стварање варп погона не би била потребна негативна енергија, већ изузетно снажно гравитационо поље. Гравитација би искривила простор–време слично као у Алкубијереовом моделу, а притом би проток времена унутар летелице на варп погон и изван ње био јако различит. Наиме, познато је да вриме у близини снажних гравитационих поља протиче спорије. Популаран пример за то је астронаут који упада у црну рупу. За спољњег посматрача астронаут би у близини црне рупе био практички замрзнут у времену и никада не би сасвим упао у њу. Истовремено за астронаута се не би ништа променило – њему би субјективно време пролазило исто као увек.

Нажалост, овде долазимо до новог проблема, а то је како створити толико јако гравитационо поље. За неки приметан учинак на простор–време треба маса већа од масе уобичајених планета. „Kада бисмо узели масу Земље и сабили је у куглу пречника 10 метара, промена брзине протока времена унутар ње још увек би била врло мала, само додатни сат у години”, рекао је Алексеј Бобрик за New Scientist.

Још једно занимљиво откриће нове студије јесте да би мање енергије требало за убрзавање летелице када би она имала облик кованице или тањира који лети плоснатом страном напријед. За дугачку ракету, у којој би путници седили један иза другог, била би потребна већа енергија него за плоснату летелицу у којој путници седе један до другога, раме уз раме.

Мада је стварност путовања до удаљених звезда и планета очито још увек далеко, нова студија, ипак, представља најновији додатак све већем броју истраживања која сугеришу да су принципи варп погона у научном смислу могући. Истраживачи признају да још увек нису сигурни како би се могла конструисати технологија коју су описали у свом раду, но уверени су да ће варп погон у будућности постати стварност.

(Извор Индекс)