Niektóre genialne pomysły przychodzą jako „epifania” do naukowców w różny sposób. Newtonowi spadło jabłko na głowę i wymyślił prawo powszechnego ciążenia, Archimedes siedział w łaźni, a potem biegał nago po mieście krzycząc „Eureka”, przecież właśnie stworzył prawo Archimedesa. Meksykański fizyk teoretyczny Miguel Alcubierre został uderzony przez rewolucyjny pomysł w dziedzinie fizyki podczas oglądania Star Treka w telewizji. Fabuła filmu jest dość prosta, załoga statku kosmicznego „Enterprise” lata z planety na planetę po drodze dokonując wyczynów i odkryć naukowych, spotykając się z różnymi obcymi istotami. Miguela zainteresował sposób, w jaki Enterprise poruszał się od gwiazdy do gwiazdy, skompresował przestrzeń przed sobą, więc statek kosmiczny nie leciał do gwiazd, ale same gwiazdy zbliżały się do niego.

Wyobraź sobie, że na stole stoi filiżanka kawy przykryta obrusem, możesz wyciągnąć rękę i ją wziąć, albo możesz przesunąć obrus razem z kawą, nie sięgasz po filiżankę, ale filiżanka zbliża się do ciebie.

Mniej więcej to samo dzieje się z przestrzenią kosmiczną w serialach sci-fi. Pomysł wydał się meksykańskiemu fizykowi bardzo ciekawy i dla zabawy postanowił spróbować obliczyć możliwość stworzenia takiego silnika. O dziwo, pokazana w Star Treku maszyna do zaginania przestrzeni okazała się być poprawnym rozwiązaniem równań Einsteina. To znaczy, że stworzenie takiego silnika jest teoretycznie możliwe. Statek gwiezdny wyposażony w silnik Alcubierre’a musi być otoczony bańką zakrzywionej przestrzeni, rodzajem pustej bańki materii i energii. Wtedy bańka przybliża się do celu.

Jeśli odrzucimy wszystkie skomplikowane obliczenia za statkiem kosmicznym przestrzeń puchnie, a z przodu, przeciwnie, kurczy się. Ta dość ciekawa koncepcja bardzo zainteresowała specjalistów z NASA, a w szczególności dr Harolda White’a, który znacznie zrewidował pierwotny przekaz Alcubierre’a, przybliżając go nieco do praktycznej realizacji.

Ilustracja z prezentacji Harolda White’a na konferencję 100 Year Starship Symposium w Orlando (2011).

Temat, który pośrednio wynika z możliwości stworzenia bańki Alcubierre’a-Lenza-White’a można z grubsza nazwać „metryczną energią jądrową”. Faktem jest, że stabilność jąder atomowych i ciężkich cząstek elementarnych (przede wszystkim protonów i neutronów), a także potencjalne bariery przemian jądrowych, zależą w bardzo istotny sposób od metryki (czyli od lokalnych własności czasoprzestrzeni, lub, co jest tożsame – od natężenia i gradientu pola grawitacyjnego). W zależności od lokalnej metryki reakcje jądrowe mogą przebiegać w różnych kierunkach i z różnym prawdopodobieństwem. W pewnym stopniu jest to analogiczne do zmiany równowagi chemicznej w fazie gazowej (znanej jako zasada Le Chateliera-Browna) – choć analogia jest raczej odległa.

W fizyce jądrowej właściwej zależność przemian elementów elementarnych od metryki ilustruje granica grawitacyjna Chandrasekhara. Jeśli granica ta zostanie przekroczona, to podczas kompresji gwiazdy zachodzi w niej proces syntezy elektronów i protonów w neutrony (powstaje gwiazda neutronowa). To właśnie neutrony okazują się najbardziej stabilne w tych warunkach – chociaż w zwykłej, niezakłóconej metryce (tzn. tam, gdzie nie ma tak dużej grawitacji), neutron jest niestabilny i ulega rozpadowi beta (na proton i elektron).

Jeszcze bardziej wrażliwe na metrykę są jądra atomowe z nieznacznym marginesem stabilności.

Jak zauważono powyżej, warunkowe granice bańki Alcubierre’a reprezentują pewną cechę lokalnej metryki – i jest bardzo prawdopodobne, że procesy jądrowe będą w niej przebiegać znacząco inaczej niż w zwykłej przestrzeni o niewielkiej krzywiźnie grawitacyjnej. W przeciwieństwie do idei statku latającego w bańce, idea reakcji jądrowych w obszarze granic bańki nie wymaga znacznych rozmiarów bańki i znacznego czasu jej istnienia (względem zewnętrznego obserwatora). Wszystko może się dziać w bardzo małej objętości i bardzo szybko.

Taka metryczna energia jądrowa może być nie tylko łatwiejsza do osiągnięcia, ale także (dziś) bardziej istotna niż ultraszybkie podróże międzygwiezdne.

Bardzo możliwe, że wraz z rozwojem technologii i pojawieniem się komputerów kwantowych, które – jak nam się obiecuje – są tuż za rogiem, pierwszy lot do gwiazd, mimo że wydaje się nam surrealistyczny, nastąpi już w tym stuleciu.


Opracował: Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl
Kategorie: Nauka / Kosmos

Zostaw komentarz


Aby zatwierdzić komentarz skorzystaj z dolnego suwaka *


  • Facebook

Szukaj temat