20 lipca, 2024

Naukowcy wymyślili nowy, szalony plan na odnalezienie obcych cywilizacji.

Naukowcy wymyślili nowy, szalony plan na odnalezienie obcych cywilizacji.

Czy nasi potomkowie będą używali napędu warp do podróży w kosmosie? Nie można wykluczyć takiej możliwości. Naukowcy sugerują, że już teraz, przy obecnie znanej nam fizyce jesteśmy w stanie stworzyć taki napęd, o czym niedawno informowano. Chociaż napęd warp ma swoje korzenie w jednej z najpopularniejszych serii science fiction – Star Trek – to ma również podstawy naukowe.

Nowe symulacje pokazują, że w pewnych sytuacjach napęd warp może być realny i nawet pozwolić na wykrycie obcych cywilizacji. Brzmi niesamowicie? Prawdopodobnie tak, ale ta koncepcja opiera się na zasadach ogólnej teorii względności Einsteina. Napęd warp jest zgodny z prawami fizyki.

Modelowanie matematyczne modelu warp po raz pierwszy przeprowadził w 1994 r. fizyk Miguel Alcubierre. Według niego (oczywiście tylko według zewnętrznego obserwatora) dzięki zniekształceniu przestrzeni, polegającemu na jej zawężaniu przed i rozszerzaniu za nim. Takie pokonywanie ogromnych odległości w krótkim czasie dzięki zakrzywianiu czasoprzestrzeni, niejako omijając granicę prędkości światła jest zgodne z ogólną teorią względności.

Napęd nie przyspiesza statku kosmicznego powyżej prędkości światła, jest to niemożliwe. Zasadnicza idea napędu warp polega na tym, że zamiast przekraczać prędkość światła bezpośrednio w lokalnym układzie odniesienia, co naruszałoby niezmienną Lorentza, „bańka warp” mogłaby pokonywać odległości szybciej niż prędkość światła (mierzona od jakiegoś odległego obserwatora) poprzez zawężanie czasoprzestrzeni przed sobą i rozszerzanie czasoprzestrzeni za nią.

Niestety model ten wymaga energii ujemnej, co na tę chwilę realnie uniemożliwia wykonanie technologii znanej także między innymi z Gwiezdnych Wojen.

W przesłanym na serwer preprintów arXiv astrofizyczka i matematyczka Katy Clough z Queen Mary University of London wraz z kolegami Timem Dietrichem z Instytutu Fizyki Grawitacyjnej Maxa Plancka i Sebastianem Khanem z Uniwersytetu w Cardiff badają, czy hipotetyczny kosmiczny napęd może pozwolić wykryć obce cywilizacje.

Oczywiście naukowcy nie udają, że potrafią zbudować futurystyczny napęd. Korzystają z innego dostępnego od dawna narzędzia – matematyki, przeprowadzając symulacje. Jeśli napęd Alcubierre’a osiągnie stałą prędkość, będzie niewykrywalny. Nie generuje fal grawitacyjnych i nie ma masy ADM.

ADM oznacza Arnowitt – Deser – Misner, nazwany na cześć trzech fizyków. Gdy przyspieszy, zwolni lub ulegnie awarii, staje się widoczny dzięki wywołaniu potężnych fal grawitacyjnych. Wytworzone w czasoprzestrzeni zakłócenia możemy obrazowo porównać do fal na wodzie spowodowanych nagłym ruchem.

Tak intensywne wydarzenie uwolniłoby wystarczającą ilość energii, aby wygenerować fale grawitacyjne, podobne do tych wytwarzanych w wyniku łączenia się czarnych dziur lub zderzeń gwiazd neutronowych. Mogą one zostać wykryte dzięki Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, który obserwuje zmarszczki w czasoprzestrzeni spowodowane zdarzeniami kosmicznymi.

W przytoczonym w artykule przykładzie bańki warp o szerokości 1 km poruszającej się z prędkością 10 proc. prędkości światła podano, że powinien zostać wygenerowany sygnał o częstotliwości 300 kHz. Zdaniem naukowców detektor podobny do LIGO, ale zaprojektowany do pracy z wyższymi częstotliwościami, mógłby wykryć ten sygnał.

„Propozycje takich detektorów istnieją i są wykonalne, ale w chwili obecnej żadna nie jest finansowana” – powiedział Clough. Chociaż pomysł na wykrycie obcych cywilizacji za pomocą napędu warp wydaje się być obecnie szalony, to na tę chwilę także niezwykle interesujący.

Daleko nam jeszcze do wykorzystania LIGO w celu wykrywania takich sygnałów. W zasadzie nie mamy nawet pewności, czy potencjalni kosmici używają naszych koncepcji inspirowanych science-fiction. Niewątpliwie znajdzie się grupa naukowców, która będzie chciała dalej prowadzić takie rozważania.

Zrozumienie tego typu zmian w czasoprzestrzeni mogłoby również poszerzyć naszą wiedzę o jej dynamice w scenariuszach naruszających znane warunki energetyczne. Takie badania przesuwają granice naszego rozumienia fizyki, testują granice ogólnej teorii względności i potencjalnie prowadzą do nowych spostrzeżeń teoretycznych.