A fénysebességgel való utazás régóta foglalkoztatja az emberiség képzeletét, különösen a tudományos-fantasztikus irodalomban. Azonban a fizika jelenlegi állása szerint, különösen Albert Einstein relativitáselmélete alapján, ez a tömeggel rendelkező tárgyak számára lehetetlen. A fény maga azért képes ezzel a sebességgel terjedni, mert a fotonoknak nincs tömegük; a tömeggel rendelkező részecskék sosem érhetik el ezt a sebességet.
Jelenleg az emberiség által épített leggyorsabb eszköz a NASA Parker Solar Probe űrszondája, amely a fénysebesség kevesebb mint egytized százalékával halad. Természetes körülmények között is megfigyelhetők rendkívül gyors mozgások; például galaxisunk középpontjában egy fekete lyuk körül keringő csillag a fénysebesség körülbelül 3 százalékát éri el. Egy ígéretes, bár még kísérleti fázisban lévő koncepció a 2016-ban elindított Breakthrough Starshot kezdeményezés.
Ez a program azt javasolja, hogy gramm tömegű szondákat, úgynevezett fényvitorlákat gyorsítsanak fel földi lézerek segítségével a fénysebesség mintegy 20 százalékára. Ezzel a sebességgel egy ilyen szonda húsz év alatt érhetné el a hozzánk legközelebbi csillagrendszert, az Alfa Centaurit, szemben a hagyományos módszerekkel szükséges több tízezer évvel.
A relativitáselmélet alapvető korlátot szab a tömeggel rendelkező objektumok gyorsításának. Ahogy egy tárgy sebessége megközelíti a fénysebességet, úgy nő az inerciája, és egyre több energiát igényel a további gyorsítás, a fénysebesség eléréséhez végtelen energia szükséges. Az elméleti fizikusok azonban keresik a lehetséges „kiskapukat”.
Miguel Alcubierre mexikói fizikus 1994-ben egy olyan megoldást mutatott be Einstein egyenleteire, amely egy úgynevezett warp hajtóművet ír le. Ez a koncepció egy buborékot feltételez, amely a hajó előtt összenyomja, mögötte pedig kitágítja a téridőt, így a hajó maga mozdulatlan maradna, miközben a tér mozog körülötte. Ennek a technológiának a megvalósításához azonban egzotikus anyagra lenne szükség, amely egy negatív energiaformát képvisel, és még sosem került megfigyelésre.
A kezdeti számítások szerint a warp-buborék létrehozásához több negatív energia lenne szükséges, mint amennyi a teljes megfigyelhető univerzumban található tömegenergia. Bár a későbbi kutatások jelentősen csökkentették ezt a becsült értéket, a szükséges energiamennyiség még mindig rendkívül hatalmas.
A fénysebesség elérésének vagy megközelítésének kérdése alapvető fontosságú az emberiség űrbeli terjeszkedése szempontjából. A jelenlegi fizikai ismeretek szerint a tömeggel rendelkező objektumok számára a fénysebesség elérése lehetetlen, ami komoly kihívást jelent a csillagközi utazások tervezésekor. Az olyan koncepciók, mint a Breakthrough Starshot, bár nem érik el a fénysebességet, de jelentős áttörést jelentenének a távoli csillagrendszerek elérésében.
Ezek a kezdeményezések rávilágítanak arra, hogy milyen irányba indulhat el a mérnöki és tudományos munka, ha a cél a sebesség növelése, még ha a teljes fénysebesség elérhetetlen is marad. A kutatók folyamatosan keresik azokat az elméleti és gyakorlati lehetőségeket, amelyekkel a jelenlegi technológiai és fizikai korlátokat tágítani lehetne, vagy legalábbis megkerülni azokat.
Összességében a fénysebességgel való utazás lehetősége továbbra is kiábrándító képet mutat a tömeggel rendelkező entitások számára. A fizika alapvető törvényei szigorú korlátokat szabnak, amelyeket a jelenlegi tudásunk szerint nem lehet áthágni. Azonban a tudományos kutatás nem áll meg; a fizikusok továbbra is vizsgálják a téridő természetét és az energia egzotikus formáit, hátha találnak olyan „kiskapukat”, amelyek eddig ismeretlen utakat nyitnának meg.
Bár a warp hajtómű vagy a fénysebesség elérése egyelőre a sci-fi birodalmába tartozik, az olyan projektek, mint a Starshot, azt mutatják, hogy a tudomány és a mérnöki munka képes jelentős sebességnövekedést elérni. A jövőbeli áttörésekhez valószínűleg a fizika alapvető megértésének mélyebb szintjére lesz szükség.
📰 Forrás: Magyar Hírlap — Eredeti cikk elolvasása