Perjalanan antara bintang terus menggetarkan minda orang ramai. Drive warp telah lama ditampilkan dalam budaya pop, baik dalam sastera dan pawagam. Tetapi adakah manusia dapat mencipta teknologi yang dapat memanipulasi ruang-waktu, memberikan perjalanan lebih cepat daripada cahaya?
Kami melihatnya sepanjang masa dalam fiksyen ilmiah: kapal bertenaga meledingkan membolehkan watak dalam cerita, novel, filem, atau siri televisyen meneroka planet baru dan bahkan galaksi. Kenderaan ini bahkan boleh terbang lebih cepat daripada kecepatan cahaya, walaupun Relativiti Umum mengajar kita bahawa tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Bukan? Bagaimanapun, cahaya tidak mempunyai jisim, yang bermaksud ia dapat bergerak pada kelajuan 299,792,458 meter sesaat.
Ini semua benar. Tidak ada yang boleh melebihi had kelajuan sejagat. Namun, kita mungkin masih mempunyai kemampuan untuk membina pemacu warp tanpa melanggar undang-undang fizikal.
Pada tahun 1994, ahli fizik teori Miguel Alcubierre dari Mexico menulis sebuah artikel di mana dia mengemukakan pengiraan matematik dan asas saintifik untuk membuat pemacu warp sebenar yang tidak akan bertentangan dengan Relativiti Umum. Dia menjadi tertarik dengan kaedah perjalanan antara bintang ini setelah melihatnya dalam tindakan - meliputi jarak raksasa dalam karya fiksyen sains.
Kapal angkasa dengan pemacu melengkung seperti yang dilihat oleh artis.
Pemacu melengkung mengembang dan mengikat struktur ruang masa di sekitar kapal dan gelembungnya. Prinsipnya, pada asasnya, tidak memecut atau bergerak. Kain bergerak di sekelilingnya dan dengan itu mendorongnya ke hadapan. Sebagai contoh, bayangkan bahawa anda berdiri di atas tali sawat - anda bergerak, tetapi anda tidak berjalan. Kain pita menggerakkan anda ke hadapan. Mampatan ruang-waktu di hadapan kapal angkasa akan menariknya, dan pengembangan di belakangnya akan meneruskan pergerakan ke depan ini. Einstein menunjukkan bahawa ruang-waktu dapat ditekuk oleh jisim atau tenaga, oleh itu, ia dapat dimanipulasi dengan cara lain. Sebab kapal ini dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya adalah kerana Relativiti Umum mengatakan bahawa tidak ada ruang di luar yang dapat melampaui batas laju.namun, tidak ada had kelajuan untuk pengembangan atau pengecutan ruang itu sendiri. Kita tidak menggerakkan apa-apa di angkasa - kita menggerakkan ruang itu sendiri.
Karya Alcubierre memberangsangkan dan mengagumkan, tetapi ada juga banyak lubang di dalamnya. Dalam karya aslinya, dia berteori bahawa untuk menyediakan kapal seperti itu dengan kekuatan yang cukup, lebih banyak tenaga negatif yang diperlukan daripada yang ada di alam semesta sama sekali, yaitu, berkat itu, ruang mengembang. Masalahnya adalah bahawa tenaga negatif sukar difahami, bahkan banyak ahli fizik meragui keberadaannya, apatah lagi kita akan dapat menghasilkan sejumlah besar tenaga itu.
Pemerhatian kami tentang apa yang mungkin menjadi tenaga negatif adalah, secara sederhana, tidak mencukupi. Agaknya, apa yang kita anggap sebagai ruang kosong sama sekali tidak kosong - ia mempunyai ketumpatan tenaga yang juga disebut sifar. Menurut mekanik kuantum, ruang kosong dipenuhi dengan zarah-zarah tenaga yang muncul dan hilang. Sekiranya kita berjaya menghentikan penampilan mereka, kita akan menerima tenaga negatif.
Video promosi:
Visualisasi medan melengkung mengikut enjin Alcubierre.
Para saintis mencubanya di makmal dengan menekan dua plat logam (yang begitu rata sehingga rata pada tahap atom) hingga jarak yang jauh lebih sedikit daripada ketebalan rambut manusia. Ruang yang tersisa sangat kecil sehingga zarah-zarah tidak dapat wujud di dalamnya, kerana kekuatan di sekitar plat meningkat dan menunjukkan sifat-sifat tenaga negatif. Sudah tentu, pemerhatian ini tidak mencukupi - ini hanyalah percubaan kecil, hasilnya tidak dapat membuat kesimpulan akhir.
Sekiranya di masa depan kita masih dapat mengetahui bagaimana mendapatkan lebih banyak tenaga negatif, ia mungkin tidak diperlukan seperti yang dicadangkan oleh Alcubierre. Penyempurnaan kerjanya yang terkini, yang dilakukan oleh saintis NASA, mengurangkan jumlah tenaga yang diperlukan untuk pemacu meledingkan dengan menggetarkan bahagian peranti pada frekuensi tinggi. Ini akan menjadikannya lebih mudah untuk bergerak melalui masa-masa dan mengurangkan jumlah tenaga yang diperlukan. Teori semasa tentang berapa banyak tenaga negatif yang mungkin diperlukan oleh pemacu melengkung berkisar dari 65 ekjoule hingga banyak jisim suria negatif dan positif. 65 exajoules adalah kira-kira yang digunakan AS dalam setahun. Ini masih banyak, tetapi cukup nyata. Sekiranya kita dapat menggunakan tenaga gelap, maka kita tidak akan memerlukan lebih banyak daripada jisim Musytari. Satu-satunya masalah ialah kita tidak benar-benar memahami apa itu tenaga gelap dan bagaimana ia berfungsi. Dan akhirnya boleh menjadi bahan eksotik yang diperlukan untuk menggerakkan pemacu warp.
Sebagai perbandingan: untuk perjalanan antara bintang dengan roket tradisional bukan sahaja akan memakan masa ratusan ribu tahun, tetapi takungan bahan bakar lebih besar daripada Alam Semesta. Dan belum lagi kenyataan bahawa anda masih perlu mencari bahan yang dapat bertahan dalam perjalanan yang panjang.
Dalam beberapa model - misalnya, dalam konsep Harold White - kapal angkasa yang digerakkan oleh pemacu melengkung dapat bergerak 10 kali lebih cepat daripada cahaya. Dengan kelajuan ini, kita dapat mencapai eksoplanet terdekat - Alpha Centauri B b - hanya dalam enam bulan, walaupun berada lebih dari empat tahun cahaya dari Bumi. Kenderaan moden terpantas dapat mencapai kelajuan lebih dari 32 ribu kilometer sejam: perjalanan ke Alpha Centauri B b dengan kelajuan ini akan memakan masa 142 ribu tahun. Tiga puluh dua ribu kilometer sejam adalah sekitar 0,003% kelajuan cahaya.
Kapal angkasa antara bintang NASA dengan pemacu warp IXS Enterprise.
Melancong dengan begitu pantas akan membolehkan manusia melintasi cakrawala kosmologi dan meneroka bukan sahaja Alam Semesta, tetapi juga Alam Semesta. Secara teori, ada had untuk kelajuan pemacu meledingkan, tetapi bahkan had teoretikal itu akan membolehkan kita melakukan perjalanan ke galaksi baru dalam beberapa saat. Sebagai kelebihan, kapal akan dapat mempercepat dan melambat, dan penumpang tidak akan mengalami pelebaran masa. Ringkasnya, adalah mungkin untuk mengelakkan situasi di mana anda tiba di destinasi anda dan mendapati diri anda berada jauh di hadapan sehingga semua orang di Bumi yang anda kenali sudah lama mati.
Sebagai tambahan kepada sumber tenaga, zarah yang dipercepat semasa perjalanan juga dianggap masalah, yang secara tidak sengaja dapat dilancarkan ketika melakukan pengereman dan menghancurkan seluruh dunia. Lebih-lebih lagi, ada kemungkinan mustahil untuk melambatkan begitu anda mula bergerak, dan anak kapal mungkin mati kerana beberapa sebab. Namun data matematik dan eksperimen menunjukkan bahawa pemacu warp mungkin mempunyai peluang.
Sekiranya kita benar-benar berjaya mencipta teknologi ini, tidak satu abad akan berlalu sehingga kita belajar menerapkannya. Seperti lubang cacing, kemungkinan pemacu warp dapat disediakan sangat luar biasa, tetapi tidak mudah dicapai.
Vladimir Guillen
