Tipărire
Categorie: Blog Gabriela Costache
Accesări: 4059

Propulsie warpTipurile de propulsie discutate până acum, realizabile cel puţin din punct de vedere teoretic, oferă în parte posibilitatea de a vizita alte sisteme stelare, măcar din punctul de vedere al astronauţilor, dacă nu şi al celor ce rămân pe Terra.

 

 

 

 

Călătoria în spaţiu. Variante de propulsie. 2


Însă dacă vorbim de călătorii interstelare în adevăratul sens al cuvântului, în timp real şi fără să irosim ani sau zeci de ani de zile cu drumul (ceea ce implică şi riscuri crescute de defecţiuni pe termene atât de lungi), tehnologia în domeniu este necesar să realizeze salturi fantastice şi să recurgem la metode cu totul diferite, ce astăzi sunt încă de domeniul ştiinţifico-fantasticului.

Distanţele de care vorbim devin realmente uriaşe, este aproape imposibil să ne dăm seama cu adevărat cât de imense sunt. Cea mai apropiată stea de Sistemul Solar este Proxima Centauri, ce face parte din sistemul triplu Alpha Centauri, şi se află la 4,2 a.l., sau peste 40 de trilioane km. Aceasta înseamnă că, mergând cu viteza luminii, ne va lua 4,2 ani s-o atingem. Cea mai apropiată stea cu un sistem planetar este şi mai departe, la 10 a.l., Epsilon Eridani.

Navele spaţiale construite pentru a face faţă călătoriilor interplanetare vor lua în considerare doar tipurile de propulsie ce pot dezvolta o viteză de un procent apreciabil din viteza luminii, ca velele cu laser, fuziunea nucleară sau propulsia cu antimaterie. Astfel această călătorie va dura câteva zeci de ani.

Pentru rachetele newtoniene, limitarea de bază este cantitatea de combustibil necesară călătoriei. Cu cât aceasta este mai lungă, avem nevoie de o cantitate mai mare, dar pentru a propulsa toată această masă, este necesară consumarea din acelaşi combustibil. Rachetele chimice ar avea nevoie, pentru acest tip de călătorie, de o cantitate de combustibil mult prea mare pentru a finaliza vreodată călătoria.

Chiar în cazul în care am dispune de motorul cu antimaterie, ce teoretic poate atinge până la 90% din viteza luminii, pentru a explora doar o mică parte din vecinătatea noastră, în acest colţ de galaxie, timpul călătoriilor ar fi prea lung. Deci trebuie căutate soluţii care să treacă peste limitarea impusă de viteza luminii.

În cazul în care ne vom deplasa cu viteze foarte mari, va interveni şi dilatarea timpului. Astronauţii vor percepe că au trecut câteva zeci de ani, însă pe Terra timpul va curge altfel, şi la întoarcere vor descoperi că au trecut deja multe generaţii în lipsa lor. Mai mult, poate că alte metode mult mai rapide de călătorie spaţială au fost dezvoltate, iar timpul lor a fost de fapt pierdut.

O alta problemă este comunicarea, mai ales în cazul în care misiunea este robotizată complet. Nu se pot face corecţii, timpul de aşteptare în comunicare devenind prea lung, de ordinul anilor. Aceste misiuni, robotizate sau umane, vor trebui sa aibă un înalt grad de autonomie. Mai mult, va trebui să existe posibilitatea de a folosi combustibil colectat din spaţiu.


Deplasarea Warp
Avantajele deplasării de tip Warp sunt lipsa necesităţii combustibilului şi deplasarea cu o viteză mai mare decât cea a luminii. Acest lucru este posibil pentru că viteza luminii este o limită pentru deplasarea în spaţiu, însă metoda aceasta presupune deplasarea cu tot cu... spaţiu-timp. Există dovezi că spaţiul-timp s-a deplasat cu o "viteză" mult superioară celei a luminii la scurt timp după Big Bang, în timpul inflaţiei.

Motorul Alcubierre (numit după cel ce a imaginat procedeul) nu ar propulsa nava. Aceasta s-ar afla practic în repaus. În schimb, s-ar crea o regiune în spaţiu, o bulă, ce s-ar deplasa cu totul. În faţa acestei regiuni spaţiul înconjurător ar fi comprimat, iar în spate ar fi extins. În acest fel, s-ar îndepărta limitarea vitezei luminii.

Teoria este interesantă însă aplicarea este mult mai complicată. Pentru a realiza acest tip de deplasare este nevoie de materie şi/sau energie exotică, negativă. Nu ştim dacă asemenea tip de materie sau energie există în Univers; fizica clasică nu permite aşa ceva, în schimb fizica particulelor nu respinge astfel de forme.

Materia cu masă negativă (a nu se confunda cu antimateria, ce reprezintă cu totul alt concept) ar fi mai uşoară decât nimicul. Când materia obişnuită ar fi atrasă de gravitaţia corpurilor mari, materia negativă ar fi respinsă de acestea.

Cât despre energia negativă, aceasta a fost măsurată în experimentele privind efectul Casimir. Apare în cantităţi minuscule în urma fluctuaţiilor vidului.

 



Găurile de vierme

O gaură de vierme este o scurtătură prin spaţiu-timp, creată datorită puternicei deformări a acestuia. Pentru exemplificare, imaginaţi-vă o foaie de hârtie pe care trageţi o linie între două puncte. Viteza cu care mişcaţi stiloul este limitată, dar puteţi îndoi foaia şi cele două puncte se vor atinge în mod direct.

Este acest lucru posibil? Şi dacă da, avem posibilitatea realizării lui?

Se ştie că spaţiul-timp poate fi deformat, însă pentru aceasta este nevoie de o cantitate imensă de materie şi energie. O metodă sugerată ar fi să luăm o materie extrem de densă, cum ar fi cea a unei stele neutronice (nu ştim cum am putea colecta asemenea materie...), să construim un inel (cu un diametru de 150 mil. km...), să inducem o sarcină electrică enormă şi să-l rotim aproape de viteza luminii... şi acelaşi lucru să-l realizăm şi acolo unde vrem să ajungem... astfel am putea crea o gaură de vierme între aceste două puncte. Pe lângă uriaşa cantitate de materie şi energie ce ar fi necesară, mult peste posibilităţile noastre, ar presupune şi deplasarea într-un punct oarecare pentru a construi cealaltă gură a găurii de vierme, ceea ce va însemna că vom fi de asemenea limitaţi în deplasare, neputând plasa această ieşire oriunde în Univers.

Mai mult, teoretic gaura de vierme se închide instantaneu după formare, iar forţele gravitaţionale din vecinătatea sa ar distruge orice fel de structură materială ce ar încerca să se apropie; radiaţiile ar fi şi ele foarte puternice. Ar trebui de asemenea să avem un control asupra găurii de vierme, şi să protejăm nava ce trece prin aceasta prin control gravitaţional (control electromagnetic, energie/masă negativă sau orice altă posibilitate pe care încă nu o cunoaştem).

Găurile de vierme ar putea face posibilă şi călătoria în alte universuri.


Hiperspaţiul
Hiperspaţiul înseamnă folosirea dimensiunilor suplimentare ale Universului, acelea care nu s-au extins imediat după Big Bang, ci au rămas la dimensiuni comparabile cu lungimea Planck.

Există două teorii privitoare la hiperspaţiu. Prima ar fi deplasarea printr-un spaţiu cu mai multe dimensiuni unde viteza luminii nu ar mai fi o limită. A doua ar fi folosirea unui spaţiu multidimensional pentru a găsi scurtături din punct de vedere al spaţiului tridimensional, o idee asemănătoare cu cea a găurilor de vierme. În general se crede că prima teorie ar fi doar o interpretare incompletă a celei de-a doua, pentru că aceste scurtături dau impresia unei viteze mai mari decât a luminii într-un spaţiu cu trei dimensiuni.

Ideea de bază este că spaţiul prezintă curburi (vorbim de spaţiu tridimensional) iar acestea pot fi evitate atunci când ne deplasăm într-un spaţiu cu patru dimensiuni. Acest mod de deplasare ar fi probabil extrem de eficient, însă se pune problema existenţei acestor dimensiuni suplimentare, şi mai ales folosirii lor.

Teoria stringurilor prezice existenţa mai multor dimensiuni, înfăşurate şi strânse pe lungimi extrem de mici. Totuşi teoria spune că ne este imposibil să accesăm aceste dimensiuni, deşi ele au acces în Universul nostru. Această teorie încă nu este probată experimental.


Tunelarea cuantică
Tunelarea cuantică este o consecinţă bizară a mecanicii cuantice, de altfel complet verificată şi folosită.

Mai exact, când o particulă atinge o barieră şi nu are destulă energie să treacă de aceasta, fizica cuantică prezice că există o posibilitate că particula va trece prin barieră şi va apărea în cealaltă parte, fără a avea vreun efect direct asupra barierei respective. Tunelarea apare la particule ce se mişcă cu viteze apropiate de cea a luminii.

Există predicţii că acest efect ar putea fi transferat şi la sistemele macroscopice. Totuşi, nu există vreo dovadă că semnalul străbate bariera cu o viteză superioară celei a luminii, ci este un lucru ce ţine mai mult de probabilitatea cuantică datorită căreia locaţia particulei nu este şi nu poate fi foarte bine definită; iar cum acest lucru s-ar putea aplica la sistemele macroscopice, deocamdată nu este clar.


Tahionii
Tahionul este o particulă ipotetică ce se deplasează numai cu viteze superioare celei a luminii. Această particulă ar avea o masă imaginară (a nu se confunda cu masa negativă), ceea ce i-ar putea imprima o asemenea viteză, şi mai mult, imposibilitatea ca aceasta să scadă sub viteza luminii. Viteza luminii ar fi pentru o astfel de particula limita minimă. Mai mult, cu cât energia unui tahion scade, cu atât viteza sa creşte.
Existenţa unor astfel de tipuri de particule nu a fost niciodată dovedită, şi nu există idei de sisteme de propulsie pe baza lor.