A térhajtómű elpusztítaná a Földet?

A Star Trek filmek óta a térhajtóművek (warp drive) használata roppant népszerű a scifikben, ha a fénynél gyorsabb sebességre van szükségünk, de egy olasz fizikus legutóbbi számításai szerint ez mégsem olyan egyszerű dolog.

“A térhajtómű ezeddig a legjobb választás a fénynél gyorsabb utazások esetén” mondja Stefano Finazzi az olasz ISAS-től. De állítasa szerint tanulmányából kitűnik, hogy a térhajtóművek fizikai megvalósítása szinte lehetetlen feladat.

A normál fizika szerint semmi sem lehet gyorsabb a fénynél. Legalábbis Einstein relativitás-elmélete ezt nem teszi lehetővé. Minden test tömege ugyanis, ami megközelíti a fénysebességet, exponenciálisan megnő, ugyanígy exponenciálisan növelve a sebességnöveléshez szükséges energia mértékét is.

Azonban van két kivétel e szabály alól. Az első az úgynevezett “féreglyuk”, ami az űr két különböző pontját köti össze. Egy ilyen féregjáratban haladó űrhajó ugyan fénysebesség alatti sebességgel haladna, a megtett távolság a féreglyuk lerövidítő hatása miatt azonban mégis gyorsabb célbaérést tenne lehetővé.

A második, tetszetősebb megoldás a térhajtóművek használata. A hajó ugyanúgy nem tud a fénynél gyorsabban haladni az űrben – de az űr maga viszont igen. Az ötlet a mexikói Michael Alcubierre nevű fizikustól származik, még a 90-es évekből. Alcubierre térhajtóműve lényegében egy energiabuborékot hozna létre a hajó mögött, míg a hajó előtt elvonná azt, egyfajta energiahiányos állapotot tekintve, minek eredményeképp a hajó az űrben körülbelül úgy haladhatna előre, mintha szörfölne a térben. Az űrnek az így meghaljított térrésze a környezetéhez képest gyorsabb haladást tenne lehetővé a buborékban vagy az azon utazó tárgyak számára.

Azonban az energia előbb-utóbb elfogyna, a buborék szétpattanása pedig katasztrofális eredménnyel járna. A buborékon belül uralkodó hőmérséklet elérné a 10^32-en Kelvint, mindent elpusztítva önmagán belül és a környezetében. Senki, aki közelről látna egy ilyen eseményt, nem élhetné túl.

“Az ismert, hogy a térhajtómű előbb-utóbb destabilizálódna” – mondta Finazzi. “Az viszont még nem tisztázott, hogy felrobbanna vagy fekete lyukká válna inkább.”

Más fizikusok is egyetértenek Finazzival, legalábbis egy bizonyos pontig.

Gerald Cleaver, a Baylor Egyetem fizikusa, aki megkapta Finazzi tanulmányát átnézésre, azt mondta róla, hogy bár eredményei és kalkulációi helyesnek tűnnek, de csak egy olyan univerzumra nézve, ahol 1+1=2.

Ezzel arra célzott, hogy a klasszikus fizikai teóriák mellett, például a húrelméletet figyelembe véve, könnyen elképzelhető egy olyan univerzum is, ahol a fenti példa kettő helyett hármat eredményezne, és elképzelhető, valamint lehetséges lenne egy stabil térhajtómű megalkotása is.

Egy tavaly megjelent írásban Cleaver, Richard Obousyval együtt egy húrelmélet alapú térhajtómű működését vázolták fel. Az ő hajtóművük egy olyan feltekeredett, aprób dimenziószálat használna fel az űridő buborék létrehozásához (sötét anyag használata helyett), aminek létezését a húrelmélet megjósolta.

Az extra dimenziót használó térhajtóműnek csak egy nagy baja van. A szükséges energiamennyiség előállításához egy Jupiternyi méretű bolygó komplett tömegét kéne energiává átalakítani.

De az igazi kérdés nem is az, hogy a térhajtómű – aminek megvalósításától Cleaver szerint még évszázadokra vagyunk – stabil lenne-e vagy sem. Az igazi kérdés az, hogy vajon milyen törvények szabályozzák valójában az univerzumunkat? 1+1=2 vagy esetleg 3? Mindaddig, amíg a tudósok nem találnak meggyőző válaszokat a jelenleg problémás kérdésekre mindkét modell terén, addig mi sem leszünk sokkal okosabbak és mindegyik térhajtómű elméleti síkon – illetve csak a filmekben létezik majd.

Mindenesetre Cleaver szerint az ilyen és ehhez hasonló tanulmányok azért érdekesek számukra, hogy a határaikkal szembesülve lássák, hogy mi az, amire a tudomány képes és mi az, amire nem – valamint hogy továbbra is folyamatosan feszegessék a határaikat.