Elméletileg lehetséges a fénysebességnél gyorsabb utazás

A kémiai és nukleáris hajtóművek, a napszél vitorlások és az iongyorsítók túl lassúak ahhoz, hogy elérjük akár a legközelebbi csillagrendszert egy emberöltőn belül. A fénysebességnél gyorsabb repüléssel (másodpercenként 299 337,98 kilométer) négy év alatt elérhető lenne a miénkhez legközelebb eső nap az Alfa Kentauri.
A jelenleg még csak elméletben létező téridő-görbítő közlekedési eszköz elvét Mexikói Nemzeti Független Egyetem elméleti-fizikusa, Miguel Alcubierre, a Cardiffi Egyetem elméleti-fizikusa, Chirs Van Den Broeck, valamint a portugál matematikus, José Natario dolgozta ki - írja a PopSci tudományos portál.

© popsci.co

A szerkezet működési elve a következő: a Földet elhagyva csak azután indulhatna a valódi utazás, hogy a nehézségi erő megszűnt. Elsőként az anyagot negatív energiává alakítanák, a negatív töltetű tömegeket ugyanis a földi gravitáción nem hogy nem vonzza, de erősen taszítja.
Második lépésként negatív energiapulzusokat bocsát ki az eszköz, mely meggörbíti a téridőt. Ezzel egy az űrhajót körülölelő energiagömb jön létre, melyben az űrutasok megőrzik saját téridejüket, így el tudják viselni az utazást. A létrejövő energiagömb olyan drasztikusan görbíti a téridőt, hogy az valójában kicsúszik a látható univerzumból. Az „utazás alatt” csak egy vékony negatív energiacső köti a benne utazókat a mi világunkhoz. Azzal, hogy az energiagömb megóvja a benne utazókat, megindulhat a valódi munka: a világűr felfedezése.
Addig azonban számos technikai kérdésre kell választ adnia a tudománynak. Vegyük most ezeket sorba: A negatív energia felfedezése: jelenleg nem ismerünk negatív töltésű elemi részecskéket. A probléma megoldására tett eddigi legjobb kísérletet a tudósok Casimir-jelenségnek nevezik*, amikor is két semleges fémlemez közötti üres tér úgy viselkedik, mintha negatív energiatöltéssel bírna.

© popsci.com

Ha mégis sikerül az anyagot negatív energiává átalakítani, a kutatók előtt még mindig ott a feladat, hogy miként koncentrálják azt, és hogyan hozzanak létre egy extravékony, mégis különlegesen stabil energiabuborékot az űrjármű köré, amely képes megóvni a benne utazókat. A létrejövő izolált közegben egyfajta „zsebuniverzum jönne létre”, hogy a benne lévő emberek ne szenvedjenek az utazás ideje alatt. Az űrjármű a „helyi térben” nyugalmi állapotban marad, nagyjából úgy, ahogy a gyalogos halad a mozgó járdán.
Az utóbbi években a kozmológusok egy különös erőt tanulmányoznak, amelyet sötét energiának neveznek. Feltételezéseik szerint a sötét erő gyorsítja az univerzum tágulását. Amennyiben sikerülne a negatív energiagömb mögött sötét energiát fejleszteni, az mozgathatná, vagy kibővíthetné a világűrt (ez felfogás kérdése).
Komoly technikai kihívást jelent az űrjármű megállítása is. Mivel a téridő-görbület révén az energiabuborék teljesen elszakítja a járművet a energiamezőn kívüli tértől, nem megoldott, hogyan küldhetne bármi olyan jelet a gépnek, mely azt megállásra késztetheti.
A fénysebességnél gyorsabb utazásról a kozmológusok álláspontja jelenleg a következő: a fénynél gyorsabb mozgás nem lehetséges. A világűr azonban képes gyorsabban tágulni, mint a fény sebessége, mert nincs viszonyítási pontunk, amelyhez képest bővül. Az űrkutatók szerint a létrejövő kozmosz az ősrobbanást követően lényegesen gyorsabban tágult, mint a fény sebessége.

*Olvasónk Tóth Attila cikkünkre reagálva a következő kiegészítéseket küldte meg szerkesztőségünknek a Casimir-effektussal kapcsolatban:

Hendrik Casimir 1948-ban megjósolta egy - később róla elnevezett - erő létét, melyet csak 1997-ben sikerült kimutatni. A jelenség lényege, hogy ha légüres térben két, egymással párhuzamosan állított semleges fémlemezt helyeznek el, akkor azok között 'vonzóerő' lép fel. A (némileg leegyszerűsített) magyarázata a következő: a fizikai vákuum valójában nem teljesen üres - ezt a Heisenberg-féle határozatlansági elv kizárja. A vákuumfluktuáció miatt virtuális fotonok jelennek meg, amelyek időnként részecske-antirészecske párokat keltenek - ezek rendkívül rövid idő eltelte és út megtétele után kioltják egymást. A keletkező fotonok bármely hullámhosszal rendelkezhetnek, de a két fémlemez közé csak azok 'férnek be', amelyekre igaz, hogy a két fémlemez közti távolság a hullámhossz egész számú többszöröse. Eegy analógiával élve: a hegedűn megszólaló hangok állóhullámok, melyek a hullámhossza a húr két végpont közötti távolság egész számú többszöröse - a lefogás változtatása pont amiatt változtatja meg a megszólaló hangot, hogy az a korábbi hullámhosszal már 'nem fér el' a módosult távolságú végpontok között. Emiatt a két lemez között jóval kevesebb féle hullámhossz jelenhet meg, mint kívüle: ez a lemezeket összenyomó erőhatásként manifesztálódik. A Casimir-effektust azóta többféle területen próbálják munkába állítani: a legígéretesebb kutatások jelenleg a nanotechnológia irányában zajlanak (pl.: mikroelektromechanikai rendszerekben frekvenciamoduláció) – írja olvansónk többek közt az Wikipediára hivatkozva.