Tähtedevaheline reisimine jätkab üldsuse meelt. Warp-ajamid on popkultuuris juba pikka aega esiplaanil olnud, nii kirjanduses kui ka kinos. Kuid kas inimkond suudab luua tehnoloogia, mis suudab manipuleerida ruumi-ajaga, pakkudes reisimist kiiremini kui valgus?
Me näeme seda kogu aeg ulmekirjanduses: lõime abil töötavad laevad võimaldavad loo, romaani, filmi või telesarja tegelastel uurida uusi planeete ja isegi galaktikaid. Need sõidukid võivad lennata isegi kiiremini kui valguse kiirus, isegi kui üldine relatiivsus õpetab meile, et keegi ei saa liikuda kiiremini kui valgus. Pole see? Lõppude lõpuks pole valgust massist, mis tähendab, et see võib liikuda kiirusega 299 792 458 meetrit sekundis.
See kõik on tõsi. Miski ei tohi ületada universaalset kiirusepiirangut. Kuid meil on siiski võime ehitada lõimeülekannet ilma füüsilisi seadusi rikkumata.
1994. aastal kirjutas Mehhikost pärit teoreetiline füüsik Miguel Alcubierre artikli, milles ta tutvustas matemaatilisi arvutusi ja teaduslikku alust tõelise lõime ajami loomiseks, mis ei oleks vastuolus üldrelatiivsusega. Selle tähtedevahelise tähtede reisimise meetodi vastu hakkas ta huvi tundma pärast selle toimimist - hiiglaslike vahemaade katmist ulmeteostes.
Laineülekandega kosmoselaev, nagu kunstnik on näinud.
Lõimeajam laieneb ja tõmbab laeva ja selle mulli ümber ruumi aja kanga. Aparaat põhimõtteliselt ei kiirenda ega liigu. Kangas liigub selle ümber ja lükkab seega edasi. Kujutage näiteks ette, et seisate konveierilindil - te liigute, kuid te ei kõnni. Lindi kangas viib teid edasi. Ruumiaja kokkusurumine kosmoselaeva ees tõmbab seda ja selle taga olev laiendamine jätkab seda edasi liikumist. Einstein näitas, et ruumi-aega saab painutada massi või energia abil, seetõttu saab seda manipuleerida ka muul viisil. Põhjus, miks see laev võib reisida kiiremini kui valgus, on selle põhjuseks, et Üldine Relatiivsus ütleb, et kosmoses ei tohi miski ületada kiirusepiirangut.kosmose enda laienemiseks või kokkutõmbumiseks pole aga kiirusepiirangut. Me ei liigu kosmoses midagi - me liigutame ruumi ise.
Alcubierre'i töö oli julgustav ja muljetavaldav, kuid selles oli ka palju auke. Algteoses arvas ta, et sellise laeva jaoks piisava võimsusega varustamiseks oleks vaja rohkem negatiivset energiat, kui seda universumis üldse on, nimelt tänu sellele avardub ruum. Probleem on selles, et negatiivne energia on tabamatu, isegi paljud füüsikud kahtlevad selle olemasolus, rääkimata sellest, et suudame seda toota tohutul hulgal.
Meie tähelepanekud selle kohta, mis võib olla negatiivne energia, on pehmelt öeldes ebapiisavad. Eeldatavasti ei tähenda see, mida mõtleme tühjale ruumile, sugugi tühja - sellel on energiatihedus, mida nimetatakse ka nulliks. Kvantmehaanika kohaselt täidetakse tühi ruum ilmuvate ja kaduvate energiaosakestega. Kui meil õnnestub nende välimus peatada, võetakse vastu negatiivset energiat.
Reklaamvideo:
Lõimevälja visualiseerimine vastavalt Alcubierre mootorile.
Teadlased üritasid seda laboris luua, pigistades kaks metallplaati (mis olid nii lamedad, et need olid peaaegu aatomi tasemel ideaalselt siledad) kaugemale kui juustest paksus. Ülejäänud ruum oli nii väike, et osakesed ei saanud selles eksisteerida, mille tõttu plaatide ümbritsev jõud suurenes ja näitas negatiivse energia omadusi. Nendest tähelepanekutest muidugi ei piisa - see on vaid väike eksperiment, mille tulemustest pole kaugeltki võimalik lõplikke järeldusi teha.
Kui tulevikus õnnestub meil ikkagi välja mõelda, kuidas saada rohkem negatiivset energiat, ei pruugi seda vaja minna nii palju, kui Alcubierre oli soovitanud. NASA teadlaste tehtud hiljutised täpsustused oma töös on seadme osi kõrgetel sagedustel vibreerides märkimisväärselt vähendanud energiahulka, mida lõime ajam vajaks. See hõlbustaks kosmoseajast liikumist ja vähendaks vajamineva energia hulka. Praegused teooriad selle kohta, kui palju negatiivset energiat võib lõime ajam vajada, ulatuvad 65 edžaulist kuni mitme negatiivse ja positiivse päikesemassini. Umbes 65 eksadžauli on see, mida USA kasutab aastas. Seda on endiselt palju, kuid üsna reaalne. Kui suudame kasutada tumedat energiat, pole meil vaja muud kui Jupiteri massi. Ainus probleem on see, et me ei saa tegelikult aru, mis on tume energia ja kuidas see töötab. Ja see võib lõpuks olla eksootiline materjal, mis on vajalik lõime ajami toiteks.
Võrdluseks: tähtedevahelise tähtedevahelise reisimise korral traditsiooniliste rakettidega ei kuluta mitte ainult sadu tuhandeid aastaid, vaid ka kütusemahuti on universumist suurem. Ja see ei tähenda veel tõsiasja, et peate ikkagi leidma materjali, mis talub nii pikka teekonda.
Mõnes mudelis - näiteks Harold White'i kontseptsioonis - võib lõime ajamiga kosmoselaev sõita 10 korda kiiremini kui valgus. Selle kiirusega võiksime jõuda kõige lähema eksoplaneedi - Alpha Centauri B b --ni vaid kuue kuuga, hoolimata sellest, et ta asub Maast rohkem kui neli valgusaastat. Kiireimad tänapäevased sõidukid võivad jõuda kiirusega veidi üle 32 tuhande kilomeetri tunnis: teekond Alfa Centauri B b-ni sellise kiirusega võtab 142 tuhat aastat. Kolmkümmend kaks tuhat kilomeetrit tunnis on umbes 0,003% valguse kiirusest.
NASA tähtedevaheline kosmoseaparaat koos IXS Enterprise'i sulamisajamiga.
Sellise kiirusega reisimine võimaldaks inimkonnal ületada kosmoloogilise horisondi ja uurida mitte ainult oma Universumit, vaid ka Multiverse'i. Teoreetiliselt on lõime ajami kiirusel piiratud, kuid isegi need teoreetilised piirid võimaldaksid meil sekundi jooksul liikuda uute galaktikate juurde. Eelisena võiks laev kiirendada ja aeglustada ning reisijad ei koge aja laienemist. Lihtsamalt öeldes oleks olnud võimalik vältida olukorda, kus jõudsite sihtkohta ja leidsite end õigel ajal nii kaugele, et kõik Maa peal olevad inimesed, keda teadsite, on juba ammu surnud.
Lisaks energiaallikatele peetakse probleemiks ka reisi ajal kiirenenud osakesi, mis võivad tahtmatult käivituda pidurdamisel ja hävitada terved maailmad. Lisaks on võimalus, et niipea kui liikuma hakkate, on aeglustumine võimatu ja meeskond võib surra mitmel põhjusel. Kuid matemaatika ja eksperimentaalsed andmed näitavad, et lõime ajamitel võib olla võimalus.
Kui meil tõesti õnnestub seda tehnoloogiat luua, ei möödu sajandit enne, kui õpime seda rakendama. Nagu ussiauke, on ka lõime ajamite pakutavad võimalused uskumatud, kuid neid pole kerge saavutada.
Vladimir Guillen
