Işık hızına yakın hızlarda seyahat edilecek mi?
Işık hızında hareket etmek, derin bir uzay yolculuğunda zaman kazandıracak ve bu süreyi yüzbinlerce yıl yerine, hedefe bağlı olarak yıllara hatta dakikalara indirecektir. Böyle bir teknolojik başarı birçok zorlukla karşı karşıya kalırsa ve uzun süre düşünülemezse, birçok seçenek ortaya çıkmıştır: bir nükleer tahrik motoru, bir Warp Drive veya solucan delikleri veya perde fotoniklerinin kullanımı. Seni hayal ettirecek bir şey.
Uzayda ışık hızına yakın hızlarda seyahat edecek miyiz?
Işık, boşluktaki hızı saniyede yaklaşık 300.000.000 metreye (saniyede 300.000 kilometreye eşdeğer) eşit olan bir elektromanyetik dalgadır. Aslında bu, sıfır kütleli bir foton akışıdır ve bu nedenle bir gün belirli bir ağırlıktaki gemilerde aynı hızda seyahat edebileceğimizi düşünmek zordur.
Üstelik Einstein'ın 20. yüzyılın başlarında ortaya koyduğu görelilik kuramı, bunu başarmanın imkansızlığını açıklıyor. İlkeye göre bir cisim ivmesi ile kütle kazanır. Saniyede 300.000 kilometre hızla, bu nedenle muazzam, neredeyse sonsuz bir kütleye sahip olacaktır. Ağır bir cismi hızlandırmak için çok fazla enerji gerektiğinden, ışık hızına ulaşmak için gereken yakıt sonsuzluğa yaklaşacaktır!
Nükleer tahrik sonsuz miktarda enerji gerektirir
Bununla birlikte, ışık hızından daha yüksek süperlüminal seyahat olasılığı, buna izin verebilecek gelişmiş havacılık teknolojilerinin çalışmalarını körüklüyor. 1947'de Stanislaw Ulam (atom bombası öncüsü), nükleer patlamalar çok güçlü bir itiş gücü ürettiği için nükleer enerjiyle çalışan bir uzay aracı inşa etmek istedi. 1950'lerde, Orion projesi , ışık hızının %7'sine ulaşabilen yüksek bir özgül dürtü olasılığını sunan tekniği inceledi.
Araştırmacılara göre nükleer patlamaların gücü, geminin kütlesi ile ilgili olarak böyle bir itme gereksinimlerini karşılamayı mümkün kılmalıdır. İlk kez böyle bir fikir düşünüldü, ancak Orion projesi radyoaktiviteyle ilişkili riskler nedeniyle başarılı olamayacak. Atom Enerjisi Komisyonu'nda astrofizikçi olan Usbek&Rica Roland Lehoucq, o zamandan beri başka projeler ortaya çıktıysa, " yalnızca kimyasal tahrikli bir roketin ulaştığı hızı önemli ölçüde artırmayı hedeflediklerini " açıklıyor . Hedeflenen hızlar, ışık hızının % 0,01'inden daha az hıza ulaşan mevcut iticilerle ilgili olarak zaten dikkate değer olan, ışık hızının %1 ila %10'u arasındaydı.". Bugün, süperluminal geminin hayalini kuran tek bir organizasyon (Tau Zero Vakfı) kaldı.
Gerçekte, geleneksel motorlarla tahrik tekniği, ihtiyaç duyduğu enerji miktarı göz önüne alındığında oldukça zayıf görünüyor. Araştırmacı, " Büyük maddeyi tam olarak ışık hızında dolaştırmak için sonsuz miktarda enerji gerekir " diye ekliyor. " Örnek olarak, ışık hızının %10'u ile denize indirilen 1000 tonluk bir geminin sadece hareket enerjisi, insanlığın bir yılda tükettiği enerjiye eşdeğerdir ".
Warp Engine (veya Warp Drive), süperluminal hızlara ulaşmak için uzay-zamanı çarpardı.
Bu nedenle motor tipi değişmeli ve bu nedenle 1994'te Miguel Alcubierre, teorisi Einstein'ın genel görelilik yasalarını ihlal etmeyen bir distorsiyon motoruyla donatılmış bir gemi tasarlamayı planlıyor. Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı'nın kamuoyuna açıkladığı rapora göre , Warp Drive Engine'in çalışmak için uzay-zamanı, karanlık enerjiyi (muhtemelen evrenin daha hızlı genişlemesine neden olur) ve ekstra boyutları kullanarak çarpıttığı söyleniyor .
“ Bu ekstra uzaysal boyutları kontrol etmek, karanlık enerji yoğunluğunun teknolojik manipülasyonuna izin verebilir ve egzotik tahrik teknolojilerinin geliştirilmesine yol açabilir; Warp Drive dahil “, orada okuyabilir miyiz. " Güneş sistemimizdeki gezegenler arası yolculuk, yıllar yerine saatler, yerel yıldız sistemlerine yolculuk ise yüz binlerce yıl yerine haftalar alacaktır ."
Nasıl çalıştığını daha iyi düşünmek için, parçacıkların hareket hızı ışık hızını aşamazsa, uzay-zamanın dalga deformasyonunun (bir yönde daralıp diğerinde genişleyen) durumu değiştirebileceğini anlamalıyız. Aslında, varsayımsal uzay aracının uzay-zaman dalgasında "sörf yapmasına" izin verecekti, çünkü kumaşı tarafından taşınan parçacıklar daha sonra yüksek hızlarda birbirlerinden uzaklaşacaktı.
Yalnızca, bir Çarpıtım Sürücüsü, negatif enerji gibi davranan (kuantum etkileri yoluyla) "egzotik" enerji kullanmalıdır. Bu, bir kap veya 100 m³'lük bir hacim içerebilen bir kabarcık oluşturacak olan ek bir boyutu genişletmek için karanlık enerjiyi "manipüle etme" meselesi olacaktır. Ancak burada da böyle bir balonun yaratılması, kütlesi neredeyse sonsuz olacak bir miktar karanlık enerji gerektirecektir ve fizikçiler henüz bu enerjinin doğasını, onu nasıl üreteceklerini veya depolayacaklarını bilmiyorlar.
Daha sonra, bir yıldızın ölümünün ardından oluşan solucan deliklerini kullanmak gibi diğer seçeneklere dönmeliyiz. Astrofizikte, bir solucan deliği, uzay-zamanın iki farklı bölgesini (bir tarafta kara delik ve diğer tarafta beyaz delik) birbirine bağlayan ve ışıktan daha hızlı bir kısayol oluşturan varsayımsal bir nesneye atıfta bulunur . Bunun dışında bizden uzaktaki bu solucan deliğine ulaşmak için uzayda hızlı hareket için bir çözüm bulmalıyız...
Diğer teknolojik çözümleri düşünün
2020'de gökbilimciler, Güneş Sistemi'ndeki yerçekimi etkileşimlerinin ürettiği görünmez yapıları keşfettiler: hızlı harekete izin veren "kozmik otoyollar" . Verimlilik açısından, ağ örneğin nesneleri (tahrik olmadan) on yıl içinde Neptün'e taşıyabilir.
Alternatif olarak, MEGA ( Mach Effect Gravity Assist ) adı verilen bir teknoloji , yakıt gerektirmeyen, yalnızca bir elektrik kaynağı gerektiren başka bir sistem türünü içerir . Ancak en uygun proje , uzay aracını ışık hızının %20'si kadar, en yakın yıldıza ve gezegen sistemine yaklaşık 20 gün içinde yolculuk yapacak kadar hızlı hareket ettirecek bir yıldızlararası fotonik yelken tasarlamayı içerebilir . ), örneğin. Breakthrough Starshot projesinin bir parçası olarak araştırmacılar, yelken üzerindeki foton basıncını ve yapısındaki yırtılma olasılığını hesaba katarak tasarımını optimize etmeye başladılar bile.
Kayıtlar açısından, Helios 2 güneş sistemi keşif sondası hala 253.000 km/s hıza ulaştı. Ancak Parker Solar Probe , hala ışık hızından çok uzak olan 700.000 km/s hıza ulaşarak bunu aştı .
Uzay aracının hızını sürekli olarak artırmak, çok fazla zaman ve kaynak gerektiren göz korkutucu bir zorluktur ve bunu başarmak için yeni teknolojilerin araştırılması ve geliştirilmesi, büyük ölçüde araştırma çalışmalarına bağlı olduğundan, ilerlemesini tahmin etmesi zor olan bir alandır. . Geliştirilmekte olan teknolojiler yakında yaklaşmayı vaat etse de, olgunlaşmaları muhtemelen on yıllar hatta yüzyıllar alacaktır.