Obecnie jedną z głównych barier w podboju kosmosu jest ograniczenie prędkości, z którą można przemieszczać się po Wszechświecie oraz gigantyczne odległości. Teraz naukowcy sugerują, że przy znanej nam obecnie fizyce jesteśmy w stanie stworzyć napęd warp, który do tej pory był czystym wymysłem science fiction. Czy jesteśmy o krok od błyskawicznych podróży międzygwiezdnych?
Napęd warp znany jest z serialu Star Trek. Według serialowej definicji prędkość warp jest równa lub większa od prędkości światła w próżni. Wyjątkowy napęd tworzy tzw. pole warp, czyli lokalne zakrzywienie czasoprzestrzeni wokół statku kosmicznego.
W tej koncepcji przestrzeń "zagęszcza się" tuż przed statkiem i "rozciąga się" tuż za nim, co skutkuje pokonywaniem ogromnych odległości. Według niektórych można to porównać do deski surfingowej, która tworzy własną falę.
Źródłem energii ma być rdzeń warp, w którym zachodzi kontrolowana reakcja antymaterii z materią. Co ciekawe producenci serialu ściśle współpracowali z ekspertami NASA i fizykami przy ustalaniu możliwości urządzeń przedstawionych w serialu.
Według ogólnej teorii względności każdy obiekt, który ma masę, zakrzywia przestrzeń wokół siebie. W koncepcji napędu warp urządzenie musiałoby tworzyć tzw. ujemne zakrzywienie czasoprzestrzeni, związane z ujemną masą i odpychaniem grawitacyjnym.
Niektórzy naukowcy uważają, że stworzenie systemu byłoby możliwe w przypadku udowodnienia istnienia egzotycznej materii - jest to hipotetyczny rodzaj materii, który nie jest zgodny z klasycznym modelem. Taka materia posiadałaby wyjątkowe cechy, jak np. ujemną masę.
Naukowcy pracujący w ramach grupy Applied Physics opracowali nowe rozwiązanie, które nazywają napędem warp o stałej prędkości.
Badacze w swoich teoretycznych analizach stwierdzili, że można manipulować czasoprzestrzenią, w taki sposób, aby reagowała grawitacyjnie na normalną materię - nie zaś na wspomnianą już egzotyczną energię.
Przedstawiany przez specjalistów model tworzy wokół statku "bańkę", która przyspieszałaby statek do prędkości mniejszej niż prędkość światła. Jest to mniej niż w przypadku wcześniej opisywanej metody ze Star Treka, jednakże tutaj nie potrzeba byłoby korzystać z egzotycznej materii, której istnienie nie zostało potwierdzone.
"Rozwiązanie polega na połączeniu stabilnej powłoki materii z rozkładem wektora przesunięcia, który ściśle odpowiada dobrze znanym rozwiązaniom napędu warp, takim jak metryka Alcubierre'a" - piszą w swoim artykule naukowym badacze.
Jak twierdzą naukowcy: - W tym artykule opracowaliśmy pierwsze jak dotąd rozwiązanie fizycznego napędu warp o stałej prędkości, które jest w pełni zgodne z geodezyjnymi właściwościami transportowymi metryki Alcubierre’a. Ten ekscytujący nowy wynik stanowi ważny pierwszy krok w kierunku zrozumienia, na czym polegają rozwiązania w zakresie napędu warp.
Napęd Alcubierre’a to hipotetyczny napęd typu warp, który bazuje na rozwiązaniach równań pola Einsteina. Chodzi tutaj o manipulację czasoprzestrzenną, dzięki której można byłoby podróżować z prędkością większą niż prędkość światła w próżni, bez łamania znanych zasad teorii względności.
Specjaliści podkreślają, że ich dokonania obecnie pozostają jedynie teorią. W przyszłości chcą przetestować swój model i spróbować zwiększyć prędkość kosmicznego statku.
- Chociaż taki projekt nadal wymagałby znacznej ilości energii, pokazuje, że efekty warp można osiągnąć bez egzotycznych form materii. Odkrycia te torują drogę do przyszłego zmniejszenia zapotrzebowania na energię napędu warp — mówi fizyk Christopher Helmerich z University of Alabama w Huntsville.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Classical and Quantum Gravity.