"Tuan Sulu, jalankan kursus, kecepatan melengkung adalah dua" - kata-kata ini, mungkin, diketahui oleh setiap peminat fiksyen sains. Mereka milik James Kirk, kapten Starship Enterprise dari siri Star Trek yang legenda. Menurut plot, para pahlawan bergerak di sekitar Galaxy beratus-ratus kali lebih cepat daripada cahaya berkat pemacu melengkung, yang membengkokkan ruang sekitarnya.
Pada tahun 1960-an, ketika siri ini dirilis di layar, ia dianggap sebagai fantasi yang mustahil. Tetapi hari ini banyak saintis dan jurutera serius berbicara tentang kemungkinan membuat enjin seperti itu, dan lebih-lebih lagi, sudah ada cadangan konkrit.
Had kelajuan alam semesta
Sistem suria kita terletak di bahagian Bima Sakti yang agak nipis, dengan kepadatan gugus bintang yang rendah. Sistem bintang terdekat, Alpha Centauri, berjarak 4.36 tahun cahaya dari Matahari. Dengan roket moden, dengan kecepatan 10-15 kilometer sesaat, angkasawan harus terbang ke sana selama lebih dari 70,000 tahun!
Dan ini walaupun pada hakikatnya diameter keseluruhan Galaxy kita adalah 100,000 tahun cahaya. Sekiranya kita tidak dapat mengatasi jarak yang tidak signifikan dengan piawaian Alam Semesta ini, maka kita seharusnya tidak tergagap tentang penjajahan dan penerokaan ruang dalam.
Terdapat satu lagi halangan yang lebih serius dalam perjalanan menuju bintang-bintang. Ini tercermin dalam teori relativiti Einstein. Sebelum teori ini muncul pada tahun 1905, mekanik cakerawala Newton berkuasa tertinggi dalam bidang fizik. Menurutnya, kelajuan cahaya bergantung pada kelajuan pergerakan pemerhati. Maksudnya, jika anda berjaya mengejar cahaya dan bergerak dengannya, ia akan berhenti untuk anda. Kemudian, Maxwell memberikan teori ini sebagai asas matematik.
Semasa masih pelajar, Albert Einstein tidak dapat menerima postulat ini - dia merasakan bahawa ada suatu kesalahan. Pada akhirnya, dia menemui jawapan untuk soalan yang menyeksanya. Dia membuktikan bahawa kelajuan cahaya tetap dan tidak bergantung pada pemerhati luar.
Video promosi:
Ternyata mustahil untuk mengejar cahaya. Tidak kira seberapa pantas anda bergerak, cahaya akan tetap ada. Rumus Einstein yang terkenal E = ms², di mana tenaga badan sama dengan jisimnya dikalikan dengan kelajuan cahaya kuasa dua, secara harfiah membaca yang berikut: untuk mempercepat objek ke kelajuan cahaya, diperlukan sejumlah tenaga yang tidak terbatas, yang bermaksud bahawa objek mesti mempunyai jisim tak terhingga. Sebenarnya, roket yang ingin memecut dengan kelajuan cahaya akan menimbang seluruh alam semesta!
Sudah tentu, dalam kehidupan nyata sangat mustahil untuk melakukan ini, kelajuan cahaya adalah sejenis pemeriksa DPS sejagat yang sekali-sekali menetapkan had laju.
Nampaknya ini mengakhiri impian manusia tentang terbang ke bintang yang jauh. Namun, sepuluh tahun selepas penerbitan teori relativiti khas, relativiti umum muncul, di mana komen dan penambahan yang lebih luas diberikan.
Secara relativiti umum, Einstein menggabungkan ruang dan masa. Sebelum itu, mereka dianggap konsep fizikal yang berbeza. Untuk gambaran yang lebih baik, dia membandingkan ruang-waktu dengan kanvas. Dalam keadaan tertentu, kanvas ini dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Namun, ini tidak memberikan jawapan kepada persoalan utama: bagaimana, bagaimana pula, untuk mengatasi cahaya?
Selama hampir 70 tahun, banyak penyelidik bingung dengan misteri ini. Dan pada suatu hari, seorang saintis muda menghidupkan TV dan, menukar saluran, menemui siri yang hebat. Sambil menontonnya, tiba-tiba dia sadar, dan dia menyedari bagaimana mengembangkan kepantasan superluminal tanpa melanggar hukum fisika. Nama saintis ini adalah Miguel Alcubierre.
Memandu Warp
Kemudian, pada tahun 1994, Alcubierre mengkaji teori relativiti di University of Cardiff (Wales, UK). Di TV, dia melihat siri "Star Trek". Saintis menarik perhatian pada kenyataan bahawa pahlawan menggunakan mesin ubah bentuk ruang, atau pemacu melengkung, untuk bergerak di angkasa.
Sama seperti epal yang jatuh di kepala Newton pernah memberi inspirasi kepadanya untuk membuat mekanik cakerawala, begitu juga rancangan TV yang mengilhami Miguel untuk melahirkan teori yang mungkin sekali dan akan menghentikan "diskriminasi" alam semesta berkelajuan tinggi.
Alcubierre mula mengira dan segera menerbitkan hasilnya. Dia mengambil asas teori relativiti umum, yang mengatakan bahawa jika anda menggunakan sejumlah tenaga atau jisim, anda dapat membuat ruang bergerak lebih cepat daripada cahaya.
Untuk melakukan ini, anda perlu membuat gelembung khas, atau medan ubah bentuk, di sekitar kapal. Medan melengkung ini akan mengecilkan ruang di hadapan kapal dan mengembang di belakang. Ternyata kapal itu sebenarnya tidak bergerak ke mana-mana, ruang itu sendiri membongkok dan mendorong kapal ke arah tertentu.
Masa dan ruang di dalam gelembung tidak mengalami ubah bentuk dan penyelewengan. Oleh itu, kru kapal tidak mengalami beban tambahan, dan sepertinya tidak ada yang berubah. Dalam kes ini, bukan sahaja angkasawan yang telah lulus pemilihan dan latihan perubatan khas, tetapi juga orang biasa akan dapat terbang ke angkasa lepas.
Sekiranya anda berada di jambatan kapal semasa bergerak dengan kelajuan superluminal dan melihat ruang di sekitar anda, bintang-bintang akan berubah menjadi pukulan panjang. Tetapi jika anda melihat ke belakang, anda tidak akan melihat apa-apa selain kegelapan yang tidak dapat ditembus, kerana cahaya tidak dapat mengejar anda.
Alcubierre mengira bahawa pemacu melengkung akan membenarkan kelajuan 10 kali lebih cepat daripada cahaya, namun, menurut pendapatnya sendiri, tidak ada yang menghalang peningkatan kuasa enjin dan pecutan ke kadar yang lebih tinggi.
Namun, ketika membiasakan dirinya dengan teori Alcubierre, Sergei Krasnikov dari Observatorium Astronomi Utama di Pulkovo mengungkapkan satu ciri. Faktanya ialah juruterbang tidak akan dapat mengubah lintasan kapal dengan sewenang-wenangnya. Maksudnya, jika, misalnya, anda terbang dari Bumi ke Sirius dan tiba-tiba teringat bahawa anda tidak mematikan seterika di rumah, maka anda tidak akan dapat kembali. Mula-mula anda harus terbang ke destinasi anda, dan kemudian kembali.
Selain itu, anda juga tidak akan dapat menghubungi sesiapa kerana medan meledingkan mengasingkan kapal dari dunia luar dan menyekat sebarang isyarat. Oleh itu Krasnikov membandingkan perjalanan di kapal seperti itu dengan perjalanan di kereta bawah tanah. Dia menyebutnya "kereta bawah tanah FTL".
Tetapi ini bukan masalah utama. Medan ubah bentuk itu sendiri mesti mempunyai cas negatif. Untuk menciptanya, tenaga negatif diperlukan, keberadaannya telah diperdebatkan selama bertahun-tahun.
Apa yang tidak boleh
Sekiranya graviti adalah tenaga tarikan, maka tenaga negatif harus mempunyai sifat yang berlawanan dan menghalau benda asing dari dirinya sendiri. Tetapi bagaimana anda mendapat tenaga sedemikian?
Pada tahun 1933, ahli fizik Belanda Hendrik Casimir mencadangkan bahawa jika anda mengambil dua plat logam yang sama dan meletakkannya sejajar satu sama lain pada jarak minimum yang mungkin, mereka akan mula menarik. Seolah-olah kekuatan yang tidak kelihatan mendorong mereka ke arah satu sama lain.
Menurut mekanik kuantum, vakum bukanlah tempat yang benar-benar kosong; pasangan zarah dan zarah antimateri sentiasa muncul di dalamnya, yang langsung bertabrakan dan memusnahkan. Proses ini memerlukan liter per detik. Apabila mereka bertembung, sejumlah mikroskopik tenaga dilepaskan, yang menghasilkan tekanan total bukan nol dalam vakum "kosong".
Penting untuk membawa piring sedekat mungkin, maka isipadu zarah di luar akan melebihi bilangannya dalam jurang antara plat. Akibatnya, tekanan dari luar akan menekan plat, dan tenaga mereka akan menjadi kurang daripada sifar, iaitu negatif. Pada tahun 1948, eksperimen berjaya mengukur tenaga negatif. Ini ditulis dalam sejarah dengan nama "Casimir effect".
Pada tahun 1996, setelah 15 tahun melakukan eksperimen dan penyelidikan, Steve Lamoreau dari Makmal Nasional Los Alamos, bersama dengan Umar Mohidin dan Anushri Roy dari University of California di Riverside, berjaya mengukur kesan Casimir dengan tepat. Itu sama dengan muatan eritrosit - sel darah merah.
Sayangnya, ini sangat kecil untuk membuat medan ubah bentuk, memerlukan berbilion kali lebih banyak. Sehingga mungkin untuk menghasilkan tenaga negatif pada skala industri, pemacu melengkung akan tetap di atas kertas.
Melalui kesusahan kepada bintang
Walaupun terdapat kesukaran dalam penciptaan, drive warp adalah calon yang paling mungkin untuk penerbangan antarbintang pertama. Projek alternatif, seperti solar sail atau mesin termonuklear, hanya dapat mencapai kelajuan cahaya bawah tanah, dan seperti lubang cacing atau pintu bintang terlalu rumit dan memerlukan ribuan tahun untuk disiapkan.
Hari ini, NASA secara aktif mengembangkan prototaip pemacu warp, yang pakarnya yakin bahawa ini lebih merupakan masalah teknikal daripada teori. Dan sekumpulan jurutera sudah melakukan ini di Johnson Space Center, di mana penerbangan berawak pertama ke bulan pernah disiapkan.
Menurut banyak pakar, kemungkinan besar contoh pertama teknologi ubah bentuk ruang akan muncul tidak lebih awal dari 100 tahun kemudian, bergantung kepada ketersediaan dana berterusan.
Katakan, hebat? Tetapi mungkin perlu diingat bahawa beberapa tahun sebelum saudara Wright membawa pesawat mereka ke udara, ahli fizik Inggeris terkenal William Thomson mengatakan bahawa tidak ada yang lebih berat daripada udara yang dapat terbang. Dan 60 tahun kemudian, kosmonot pertama Bumi tersenyum dan berkata: "Mari kita pergi!.."
Adilet URAIMOV
