Koncept cestování rychleji než světlo byl dlouho omezen na oblast science fiction, přičemž série jako Star Trek inspirovaly celé generace ke snění o warp pohonech a mezihvězdném průzkumu. Nedávný výzkum však ukázal, že to, co bylo dříve považováno za nemožné, nemusí být zcela nedosažitelné.
Vědci zkoumají fyziku warpových pohonů, vesmírných lodí, které mohou ohýbat časoprostor a dosahovat tak nadsvětelných rychlostí, pomocí konceptů souvisejících s teoriemi Stephena Hawkinga. Tento objev může potenciálně zcela změnit naše znalosti gravitační fyziky a cestování vesmírem. Do jaké míry vlastně rozumíme zbytku vesmíru? Pravděpodobně jen malou část.
Fyzika zkroucení časoprostoru a warpových pohonů
Warpové pohony možná znáte ze seriálů, jako je Star Trek. Hypotetická technologie, která stlačuje prostor před vesmírnou lodí a roztahuje ho za ní, se nazývá warpový pohon. Přestože se nic nemůže pohybovat rychleji než světlo, můžeme při warp pohonu podvádět tím, že si zkrátíme vzdálenost. Proto cesta z bodu A do bodu B trvá kratší dobu než cesta světla po nezkomprimované dráze.
Teoreticky mohou warp pohony, které jsou běžné ve sci-fi literatuře, umožnit kosmickým lodím cestovat rychleji než světlo. Bohužel existují další problémy s jejich praktickou konstrukcí, včetně potřeby jedinečného druhu hmoty se zápornou energií. K dalším problémům s metrikou warpového pohonu patří možnost jeho využití k vytváření uzavřených časových křivek, které odporují kauzalitě, a z praktického hlediska problémy se skutečnou regulací a deaktivací bubliny pro lidi uvnitř lodi.
Tuto myšlenku umožnily Hawkingovy teoretické příspěvky, zejména jeho zkoumání interakce mezi kvantovou fyzikou a gravitací. Vědci zkoumající warp bubliny se řídili jeho předpověďmi týkajícími se chování extrémních gravitačních jevů, jako jsou černé díry. Tato studie otevírá dveře dalšímu výzkumu tím, že ukazuje, že fyzika, která je základem warpových pohonů, nemusí odporovat známým vesmírným zákonům.
Tajemství gravitačních vln
Klíčový kanál pro výzkum warpových pohonů představují gravitační vlny, což jsou vlnění v časoprostoru vyvolaná obrovskými kosmickými událostmi. Kromě potvrzení jejich existence by detekce těchto vln z poškozené warp bubliny odhalila informace o jejich mechanice. Slibnými přístroji pro detekci anomálií způsobených člověkem jsou sofistikované detektory, jako je LIGO a Virgo, které již dokáží detekovat gravitační vlny z velké dálky.
S pomocí Alcubierrova modelu časoprostoru warpového pohonu můžeme začít zjišťovat, jak by signál z něj mohl vypadat. Schopnost přesně předpovědět průběh vln z fyzikálních událostí pomocí technologie známé jako „numerická relativita“ je jedním z hlavních principů současných pozorování gravitačních vln a jedním z jejich největších úspěchů.
Vztah mezi warpovými pohony a gravitačními vlnami ukazuje, jak mohou vedle sebe existovat inovativní teorie a nejmodernější technologie. Tato zjištění by nakonec mohla být použita jako „podpis“ cestování rychleji než světlo, což by nám pomohlo potvrdit, zda je mezihvězdné cestování možné. Jedním z problémů časoprostoru warpového pohonu je, že pokud se nerozběhne nebo nezastaví, přirozeně nevytváří gravitační vlny.
Překážky a budoucnost warp technologie
Jedním z problémů s prostoročasem warpového pohonu je, že pokud se nerozběhne nebo nezastaví, neprodukuje přirozeně gravitační vlny. Naším plánem bylo podle The Conversation (2024) prozkoumat důsledky zastavení warpového pohonu, zejména pokud by se něco pokazilo. Zjistili jsme, že kolaps bubliny warpového pohonu je ve skutečnosti velmi prudký jev.
Obrovské množství energie potřebné k deformaci časoprostoru je emitováno jako vlny kladné a záporné energie hmoty a také jako gravitační vlny. Bohužel, vzhledem k tomu, že by posádka lodi byla roztrhána slapovými silami, je to pravděpodobně konec fronty. Měli bychom také vzít na vědomí, že v současné době naše technologie nezvládá energii potřebnou k vytvoření a udržení warp bubliny.