Lehetséges működő térhajtóművet építeni egy új tanulmány szerint
2021 / 03 / 08 / Bobák Zsófia
Lehetséges működő térhajtóművet építeni egy új tanulmány szerint
A fénysebességnél gyorsabb utazás negatív energia felhasználása nélkül is megvalósítható lehet az einsteini fizikai törvények keretei között.

A térhajtómű, amely a világűrben haladó űrhajót a hagyományos módszereknél jelentősen gyorsabban juttatja célba a téridő szövetének meggörbítése által, először a Star Trek sorozatban tűnt fel, ezt alkalmazták többek között a föderációs flotta járműveinek meghajtására. A koncepció lényege, ahogy azt később Miguel Alcubierre, mexikói fizikus leírta, hogy a görbületi térhajtómű, melyet egy anyag-antianyag reaktor működtet, az űrhajó előtt lévő téridő anyagát összegyűri, a hajó mögött pedig kitágítja, így az a három dimenziós térből kiszabadulva átlép a hipertérbe, ahol a fénysebességnél gyorsabban képes haladni.

Normális esetben semmilyen objektum sebessége nem lépheti át a fény sebességét, ezt az alapelvet Einstein fektette le és azóta is érvényes alapvetésnek bizonyult.

A képzeletbeli térhajtómű viszont az energiaeloszlás átrendezésével kicselezi ezt a szabályt, hiszen ebben az esetben nem maga az űrhajó, hanem az őt körülvevő téridő, maga az univerzum gyorsulna fel, miközben a buborékban lévő jármű továbbra is az ismert fizikai elveknek engedelmeskedne. A sci-fi sorozat ötlete a képernyőn jól mutatott, olyannyira, hogy a kutatók a valóságban is elkezdtek komolyan foglalkozni a csillagközi utazást lehetővé tevő, a galaxisunkban való "kirándulások" menetidejét pedig a töredékére csökkentő technológia kifejlesztésével.

2013-ban a NASA Jet Propulsion Laboratory fizikusa, Harold G. White 50 000 dolláros költségvetésből kezdett neki a térhajtómű matematikai hátterét feltérképező vizsgálatainak, ami White szerint egyáltalán nem a fantázia birodalmába eső, hanem a valóságban gyökerező koncepció megvalósításának első lépését jelentette. "Az űr tágul az ősrobbanás óta, ami 13,7 milliárd éve volt" - mondta a fizikus a New York Timesnak - "Ha ránézünk a kozmológiai modellekre, látjuk, hogy voltak korai periódusok, mikor az univerzum robbanásszerűen tágult, mikor két pont egymástól nagyon nagy sebességgel távolodott." Vagyis a fénysebességet is átlépte.

"A természet meg tudja csinálni. A kérdés az, mi is meg tudjuk csinálni?"

A NASA be is mutatta az űrhajókoncepciót illusztráló animációt, melyet a holland Mark Rademaker készített el.

A kutatás, mint ahogy azóta sok másik is, az előbb említett Miguel Alcubierre munkájára épített, aki 1994-ben publikálta a térhajtóművel kapcsolatos tanulmányát, melyben körvonalazta a görbületi buborék (warp bubble) hipotézisét. Elmélete szerint, noha a lapos téridő szélén, a görbület miatt rendkívüli erők hatnának, de ezek az űrhajón belül nem éreztetnék a hatásukat, az utasokra nem hatna gyorsulási g-erő, hanem folyamatos szabadesésben tartózkodnának. Van azonban egy nagy probléma Alcubierre teóriájával, mégpedig az, hogy nem megvalósítható. Ezt maga a fizikus is így gondolta, a hipotézist csak gondolatkísérletnek szánta, nem egy leendő technológia leírásának.

A gond az, hogy a téridő görbületének létrejötte olyan sok energiát használna el, ami többszörösen meghaladná az univerzum tömegét is. Az energiának mínusz tíz a hatvanhetediken, azaz tíz undecillió gram megfelelőjére lenne szükség ahhoz, hogy elszállítson egy kisméretű űrhajót a Tejútrendszer egyik végéből a másikba, ahogy azt Dr. David Lewis Anderson részletesen kifejti (a kutató egyébként a térhajtómű mellett olyan radikális ötletek lehetőségeit vizsgálja, mint amilyen az időutazás kérdése). A negatív energia lényege, hogy az e=mc² egyenlet által leírt összefüggésnek köszönhetően, amennyiben az energia negatív, úgy a tömeg is az, és, míg a pozitív tömegek vonzzák egymást, addig a negatívak taszítják, ebben az esetben a gravitáció taszító hatást fejtene ki. Ez ugyan a kvantum teória szerint nem lehetetlen, de jelenlegi ismereteink szerint az egzotikus anyag, vagy negatív energia olyan követelménye a térhajtóművel való közlekedésnek, ami lehetetlenné teszi a megépítését.

A Classical and Quantum Gravityben publikált új tanulmány szerint, melyben az Applied Physics Advanced Propulsion Laboratory (APL) kutatói írják le kutatásaik eredményét, a térhajtómű működhet negatív energia nélkül is, vagyis nem kell, hogy megszegje a fizika törvényeit. Alexei Bobrick asztrofizikusnak, a tanulmány szerzőjének magyarázata szerint a negatív energia helyett magát a jól ismert gravitációs erőt is lehetne használni a tér ilyen nagyfokú meggörbítésére is, ehhez csak annyit kell tenni, hogy

egy hatalmas tömeget, nagyjából egy bolygó tömegét valahogy belepaszírozzuk egy nála sokkal kisebb, mondjuk tíz méter átmérőjű formába.

Bár egyelőre a rendelkezésre álló technikai lehetőségek kereteit ennek a kivitelezése is meghaladja, de az einsteini fizika törvényeit nem sérti meg, így valamikor a nagyon távoli jövőben akár átkerülhet a hajtómű a sci-fi világból a valóságba. "A legfőbb konklúziója a tanulmányunknak, hogy a térhajtóművek egyszerűbb és sokkal kevésbé misztikus objektumok, mint ahogy a tágabb irodalmi leírások sugallják, mikor Alcubierre munkáját idézik[...] ebben a leírásban bemutatjuk az első általános modelljét a szubluminális, pozitív energiájú, gömbformájúan szimmetrikus térhajtóműnek, és olyan szuperluminális hajtómű megoldásokat hozunk létre, melyek kielégítik a kvantum egyenlőtlenségeket." - írják a tanulmány bevezetőjében, vagyis egyből több módszer lehetőségeit is vizsgálják. A kutatók szerint a létrejött görbületi buborék formája is számít, minél laposabb a buborék abban az irányban, amerre halad, annál kevesebb energiát igényel a meghajtása.

Az új koncepció, amire maga Alcubierre is az áldását adta, így már egy fokkal közelebb viheti az emberiséget a működő térhajtómű matematikai leírásához és megértéséhez, de sajnos még mindig sok munka van hátra addig, hogy ténylegesen csillagközi utakra indulhassunk vele.

(Fotó: Wikimedia Commons, Pixy.org, GettyImages)

Ez is érdekelhet:

Kiszivárgott dokumentumok szerint Kína időgépet épít Kína legnagyobb, állami laborja határozottan cáfolja, hogy időgépet építene, miután ez néhány online kiszivárgott dokumentum kapcsán felmerült.
Menekülés a Földről, a Super Orion pulzáló atomrobbanás-hajtóművű csillagközi bárkával Ha az emberiségnek egyszer el kellene hagyni a Földet, nagy lenne a tolongás az ülőhelyekért az exodust kivitelező űrhajókon. Jó nagy űrhajók kellenének. Mármint igazán, igazán nagy űrhajók. Vagy még annál is nagyobbak.
Gyűrődik a galaxisunk, most már azt is tudjuk, miért A csillagászok évek óta felfigyeltek arra, hogy a Tejútrendszer szélei elkezdtek meggyűrődni. Most már viszont azt is tudják, mi okozza ezt a jelenséget.


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.