Co by se stalo, kdyby vesmírná loď s warpovým pohonem vletěla do černé díry?

černé díry
Zdroj: AI Chat GPT / Svět Huawei

Warpové pohony jsou v současnosti fiktivní, přestože jsou ve sci-fi literatuře všudypřítomné. Spisovatel John Campbell poprvé představil tuto myšlenku ve vědeckofantastickém románu Ostrovy vesmíru. V dnešní době, zejména díky seriálu Star Trek, je tento pojem velmi známý.

Je to téměř obecný odkaz na nadsvětelné cestování hyperprostorem. Zda bude warpový pohon někdy existovat, je fyzikální problém, který se vědci stále snaží vyřešit, ale zatím je jen teoretický.

Nedávno se dva vědci zabývali tím, co by se stalo, kdyby se loď s warpovým pohonem pokusila dostat do černé díry. Výsledkem je zajímavý myšlenkový experiment. Možná nepovede k warpovým pohonům o velikosti hvězdné lodi, ale mohl by vědcům umožnit, aby jednou vytvořili jejich menší verze.

Remo Garattini a Kirill Zatrimaylov teoreticky předpokládali, že by takový pohon mohl přežít uvnitř takzvané Schwarzschildovy černé díry. To za předpokladu, že loď překročí horizont událostí rychlostí nižší, než je rychlost světla.

Teoreticky by gravitační pole černé díry snížilo množství záporné energie potřebné k udržení pohonu v chodu. Pokud by se tak stalo, loď by mohla proletět a nějak ji využít k tomu, aby se dostala někam jinam, aniž by byla rozdrcena. Navíc matematika, která stojí za touto myšlenkou, ukazuje cestu k možnému vytvoření mini-warp pohonů v laboratorních podmínkách.

Co je to warpový pohon?

Mohli by vědci sestrojit mikro- nebo mini-warp pohon v laboratoři? Dobré otázky. Abychom pochopili práci týmu, podívejme se na hlavní aktéry tohoto výzkumu: warpový pohon a černé díry.

Nápad je inspirován skutečností, že nic nemůže letět rychleji než rychlostí světla. Vzhledem ke vzdálenostem ve vesmíru by cesta k nejbližší hvězdě trvala roky (pokud bychom mohli letět rychlostí světla). Cesta napříč galaxií nebo do vzdálenějších galaxií by trvala roky a mnoho životů. Pokud tedy chcete být vesmírným druhem, musíte cestovat rychleji než světlo (nadsvětelně).

Jak byste to udělali? Zde přichází na řadu warp pohon. Teoreticky umožňují umístit vesmírnou loď do bubliny, která by mohla proklouznout vesmírem nadsvětelnou rychlostí. Tak se hvězdné lodě ve Star Treku (a dalších SF příbězích) dostávají na obrovské vzdálenosti tak rychle. Lodě ve Star Treku používají zdroj energie ve „warp jádru“ k napájení generátorů warp pole. Ty vytvářejí warpovou bublinu v subprostoru. Tu loď využívá k cestě tam, kam posádka potřebuje.

Mají fyzikové rádi warp pohon?

Takový warpový pohon je lákavá myšlenka s mnoha výhradami. Například generování warpového pole vyžaduje šílené množství energie. Někteří fyzici se domnívají, že by to vyžadovalo více energie, než jsme schopni vygenerovat. Vytvoření takové energie by vyžadovalo obrovské množství exotické hmoty, něco jako „unobtanium“. Takže to je problém.

Jiní tvrdí, že vytvoření takového pohonu je v rozporu s naším současným chápáním fyziky časoprostoru. To však nikomu nebrání v tom, aby spekuloval o způsobech, jak toho dosáhnout. Například mexický fyzik Miguel Alcubierre měl v roce 1994 nápad na takový pohon. Navrhl, že by mohl vytvořit bublinu, která by posunula prostor kolem objektu. Pokračoval ve svém výzkumu o lodi, která by se mohla dostat někam rychleji než světlo.

On i další však stále poukazují na různé problémy s vytvořením i udržením warpového pohonu. Patří k nim i myšlenka, že takový pohon se účinně izoluje od zbytku vesmíru. Mimo jiné to znamená, že loď nemůže ovládat pohon, který ji pohání. Takže je tu ještě několik chyb, které je třeba vyřešit.

O černých dírách

Černé díry známe především v souvislosti s hvězdnou hmotností a supermasivními černými dírami. Ty mají také akreční disky, které do černé díry dopravují materiál. Například centrální supermasivní černá díra jménem Sagittarius A* v naší Galaxii Mléčné dráze pravidelně pohlcuje materiál. Poté vyzařuje záření. Jiné, aktivnější galaxie vysílají výtrysky materiálu vyzařovaného při nepřetržitém krmení centrální supermasivní černé díry.

Černá díra je koncentrace hmoty s tak silnou gravitací, že z ní nemůže uniknout nic, dokonce ani světlo. Ve své studii o černých dírách a warp pohonech použili autoři Schwarzschildovy černé díry. Tyto takzvané jednoduché „statické“ černé díry zakřivují prostoročas, nemají elektrický náboj a nerotují. V podstatě jsou dobrým přiblížením pro matematické zkoumání vlastností pomalu rotujících objektů v prostoru.

Když loď s warpovým pohonem vpluje do černé díry

Schwarzchildova černá díra je „ideální“ černou dírou pro tento teoretický výzkum přechodu warpového pohonu přes horizont událostí. Garattini a Zatrimalov se rozhodli matematicky zkombinovat rovnice popisující černou díru a rovnice popisující warpový pohon.

Mimo jiné zjistili, že je možné warpový pohon „zabudovat“ do vnější oblasti černé díry. Samotná warp bublina je mnohem menší než černá díra a musí se pohybovat směrem k ní. Gravitace černé díry ovlivňuje energetické podmínky potřebné k vytvoření a udržení warpového pohonu. To znamená, že teoreticky můžete snížit množství záporné energie potřebné k udržení warp bubliny. Vědci navíc předpokládají, že pokud se warp bublina pohybuje rychlostí menší než rychlost světla, účinně vymaže horizont černé díry.

Výzkumný tým také popsal myšlenku, že takový jev by mohl vyvolat přeměnu virtuálních částic na reálné v elektrickém poli. Pokud by tomu tak bylo, mohlo by to vést k vytvoření miniaturních warpových pohonů v laboratoři.

Trochu změnit černou díru

Zajímavé je, že tým také naznačuje, že pokud se warp bublina pohybuje pomalu a je mnohem menší než horizont černé díry, mohla by zvýšit entropii černé díry. Jak však uvádějí ve svých závěrečných argumentech, „existují potenciální problematické otázky v jiných fyzikálních situacích: totiž když je warpový pohon zcela pohlcen černou dírou, může snížit její hmotnost, a tedy i entropii.

Stejně tak, když černou dírou prochází větší warp bublina, vyvolala by „stínící“ efekt a de facto by eliminovala horizont, což by znemožnilo definovat entropii černé díry v Hawkingově smyslu. Pokud jsou warp pohony v přírodě možné, tyto problémy naznačují, že jim z termodynamického hlediska stále nerozumíme.“

Technologie warpového pohonu se teprve ukáže

Ačkoli se tedy tento výzkum může teoreticky ukázat jako cenný a mohl by vést k laboratorní výrobě miniaturních černých děr, zůstává mnoho otázek. Možná, že až v budoucnu pochopíme kvantovou mechaniku, která stojí za oběma těmito objekty, bude warp technologie naprosto jasnou záležitostí. Pokud ano, pak by nás při cestování lodí skrz černé díry mohly čekat podivné časy.

Například signály z nitra černé díry by se mohly nechat vynést warpovou bublinou splývající ze singularity. To by nám umožnilo posílat snímky nebo záznamy toho, jak to vypadá uvnitř horizontu událostí – něco, o čem dnes nikdo neví. Existuje také šance, že díky těmto obávaným černým dírám by mohlo být méně obtížné dosáhnout warpového pohonu, protože nebudou potřebovat tolik exotického zdrojového materiálu „záporné energie“.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: arxiv.org, discovermagazine.com, universetoday.com

Průměrné hodnocení 4.5 / 5. Počet hodnocení: 2

Zatím nehodnoceno.

4 komentářů

Přidat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *