Napęd Alcubierre’a

Naukowcy od lat myślą nad nowym napędem, który pozwoliłby nam podróżować między planetami, gwiazdami czy też galaktykami. Zadanie to nie jest łatwe, jest wręcz straszliwie ciężkie. Samych koncepcji, pomysłów, idei nowych rozwiązań są tysiące. Jednak wspólny mianownik, który byłby w stanie określić je wszystkie razem, jest następujący: są bardzo przeciętnymi koncepcjami, pomysłami czy też ideami. Nie ma w nich żadnej innowacyjności, są niemożliwe do wykonania, albo są zbyt nowatorskie, abyśmy mogli je wykorzystać w najbliższych latach.  

               Od czasu do czasu trafi się jednak perełka przyciągająca uwagę największych naukowców. Właśnie tak było z napędem Alcubierre’a. W 1994 roku Miguel Alcubierre zaproponował metodę zmiany struktury geometrycznej materii poprzez stworzenie lejka grawitacyjnego przed statkiem i fali grawitacyjnej za statkiem. Statek według tej teorii ślizgałby się na tej fali grawitacyjnej niczym surfer. Lejek grawitacyjny powodowałby ruch do przodu, dokładnie na takiej samej zasadzie jak masywne obiekty przyciągają mniejsze, poddając się grawitacji obiektów masywniejszych. Sama fala grawitacyjna miałaby działać na zasadzie odwrotnej do przyciągania, odpychałaby. Odpychanie byłoby spowodowane przez materię egzotyczną. Rodzaj materii, posiadający ujemną masę co z kolei powodowałby odpychanie grawitacyjne jako zjawisko odwrotne do klasycznego przyciągania materii klasycznej. Materia egzotyczna jest potencjalnym składnikiem ciemnej materii.

               Centrum znajdowania się naszego pojazdu kosmicznego nazwane zostało „Warp Bubble”. Są tu jacyś fani Star Treka? Napiszcie w komentarzu.  I byłoby relatywnie płaską powierzchnią, na której miałby „spoczywać” sam statek. Skoro już mamy całą nomenklaturę za sobą, czas na najważniejszą część.

               Głównym założeniem projektu jest to, że statek ten nie poruszałbym się w obrębie tej bańki, a byłby przez nią przenoszony. Statek więc z jednej strony byłby odpychany od materii, a z drugiej byłby przyciągany przez nią. Idąc dalej tym tokiem rozumowania, im większe zniekształcenia materii, tym większą prędkość jest się w stanie uzyskać. Pojazd kosmiczny tym samym nie byłby zmuszony do pokonania prędkości dźwięku, co sama przestrzeń dookoła wykonywałaby pracę za niego, a on sam nie poruszałby się w ogóle. Powoduje co zgrabne ominięcie najbardziej nieugiętego prawa fizyki takiego jak dylatacja czasu. Dzięki takiemu rozwiązaniu hipotetyczna prędkość byłaby dowolnie duża.

               Co więc w tak zgrabnie przemyślanym pomyśle może nie zadziałać? Wiele rzeczy. Początkowo zaraz po opublikowaniu przez Miguela pomysłu został on z góry odrzucony z dwóch powodów. Po pierwsze był zbyt teoretyczny, po drugie wysoce oparty na domysłach i spekulacjach. Projekt został zapomniany niemal na 17 lat. Dopóki samym pomysłem nie zainteresował się Harold „Sonny” White. Według niego teoria Alcubierre’a brzmiała dobrze, potrzebowałaby ona jednak polepszenia, rozwoju i przede wszystkim testów bardziej praktycznych. W tym samym okresie projekt wpadł pod skrzydła naukowców z UAH’s Propulsion Research Center. Jak sami wspominają:

Historycznie teoretyczna natura tego pomysłu jest również sama w sobie prawdopodobnym czynnikiem odstraszającym, ponieważ znacznie trudniej jest dostrzec znaczący postęp, gdy patrzymy na równania zamiast na wyniki ilościowe.

Jednak prawdziwa rewolucja na ten temat przyszła w roku 2016 wraz z odkryciem fal grawitacyjnych przez naukowców LIGO. Dowodzi to temu, że „Warp Drive” w formie podstawowej samoistnie występuje w naturze. Skoro udało się zaobserwować takie zjawisko, to tylko kwestia czasu, zanim będzie możliwe wygenerowanie takiego napędu w naszym laboratorium.

               Niestety wszystko ma swoje zalety i wady. Ilość energii potrzebnej do stworzenia „Warp Bubble” nadal pozostaje największym wyzwaniem tego pomysłu. Obecnie naukowcy estymują, że jedynym sposobem na zgromadzenie takich pokładów negatywnej energii powinniśmy pokładać w materii egzotycznej. Masa samej tej energii, która służyłaby nam do napędu równa by była masie Jowisza (1,89819×10²⁷ kg). Niech ta masa Was nie zmyli, idziemy w dobrym kierunku, początkowo wyliczenia zakładały masę równą masie Wszechświata (przy założeniu gęstości krytycznej 10⁵³ kg). Jednak mimo wszystko są to obecnie dla naszej technologii wartości mocno abstrakcyjne. Mimo wszystko napęd ten byłby niezwykle dużym krokiem dla ludzkości otwierającym nasz gatunek na Wszechświat poza Układem Słonecznym, poza nawet Drogą Mleczną. W przeszłości wiele koncepcji wydawało się mało prawdopodobnych, jakoby kiedykolwiek miały powstać. Były nimi, chociażby lotnictwo, samochody elektryczne, odnawialne rakiety, badania jądrowe. Musimy mieć nadzieję, że kiedyś wcale nie w tak odległej przyszłości napęd Alcubierre’a będzie dla nas równie prosty co wcześniej wymienione technologie.  

Źródła:

https://ntrs.nasa.gov/citations/20110015936

https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive

https://www.sciencealert.com/scientists-are-starting-to-take-warp-drives-seriously-especially-this-one-concept