VOM CĂLĂTORI VREODATĂ MAI REPEDE DECÂT LUMINA?

 

VOM CĂLĂTORI VREODATĂ MAI REPEDE DECÂT LUMINA?

 Albert Einstein a zis că este imposibil, dar din explicaţiile lui Jennifer Ouellette reiese că unii oameni de ştiinţă încă încearcă să depăşească limita cosmică de viteză - chiar dacă asta înseamnă să „păcălească” legile fizicii. În 2012, un mic experiment cu neutrini, realizat în Europa, denumit OPERA (Oscillation Project with Emulsion Tracking Apparatus), a uimit lumea cu un anunţ preliminar în care se explica cum nişte neutrini au fost cronometraţi circulând la o viteză cu câteva fracţiuni de secundă mai mare decât cea a luminii. În ciuda eschivelor cercetătorilor, imaginaţia oamenilor de rând a sărit de la neutrin direct la o navetă spaţială capabilă de călătorii interstelare. Până la urmă, perspectiva călătoriei cu viteze superioare luminii a fost o marcă a science fiction-ului zeci de ani, de la „găurile de vierme” şi „modulul warp” din Star Trek la „salturile” făcute pentru a scăpa de rasa Cylonilor din serialul SF „Battlestar Galactica”. Durează ani, zeci de ani, secole chiar pentru a traversa vastele întinderi ale spaţiului cu tehnologia de propulsie din prezent. O descriere realistă a plictiselii călătorilor spaţiali ar putea suna ca ceva de genul: „Încă nu am ajuns?” Aşadar anunţul OPERA era de aşteptat să genereze exaltare, deşi neutrinii despre care vorbim se mişcau numai cu câteva nanosecunde mai repede decât lumina, nu suficient de rapid încât să-i depăşească pe Cyloni, dar cu toate acestea mai rapizi decât „c”, limita cosmică a vitezei luminii stabilită de Albert Einstein în 1905. Din nefericire, euforia a fost prematură: rezultatele OPERA erau incorecte, graţie unei erori de calibrare. Vinovatul: o defecţiune în sistemul care măsura viteza neutrinilor în timpul călătoriei lor. Aşa că Einstein câştigă din nou. Cu toate acestea, aventura OPERA ne spune că ideea de călătorie mai rapidă decât viteza luminii continuă să rămână un subiect care aprinde imaginaţia. Aşa cum scenaristul hollywoodian, Zack Stentz, spunea recent la o conferinţă din Los Angeles despre supereroi: „Orice scriitor de science-fiction care vrea să ajungă dincolo de marginea sistemului solar (în timpul unei vieţi) se agaţă de asta. Este un act de credinţă care îţi permite să îţi spui poveştile pe această pânză”. „Act de credinţă” este cea mai relevantă sintagmă pentru a fi folosită aici. De fapt, nu vom putea călători dincolo de limita vitezei, cel puţin nu bazându-ne pe actuala întelegere a fizicii. Orice obiect care are o anumită masă câştigă energie având mereu nevoie de încă puţin pentru a accelera în continuare. La LHC, cel mai mare accelerator de particule din lume protonii sunt acceleraţi până la viteze cât mai apropiate de cea a luminii dar nu ating acel punct. Dacă un proton ar atinge acea viteză ar avea nevoie de o cantitate infinită de energie pentru a merge mai repede, şi nu avem acea resursă infinită de energie. Ecuaţiile nu tind să mintă, mai ales acelea care au fost testate în nenumărate experimente timp de mai bine de un secol. În ceea ce priveşte aplicaţiile şi scopurile practice, viteza luminii este un prag insurmontabil. Fizicienii însă nu ar face niciun progres dacă ar „arunca prosopul” atât de uşor şi dacă nimeni n-ar crede că Einstein nu ar avea ultimul cuvânt mereu. Mulţi oameni de ştiinţă sunt dispuşi să se gândească la posibile încălcări ale principiilor relativităţii chiar dacă niciuna dintre acestea nu a fost în mod experimental confirmată deocamdată. Una dintre primele posibilităţi pentru deplasarea cu viteze superioare celei luminice a fost particula ipotetică numită tahion. Aceasta ar fi fost capabilă să creeze un tunel dincolo de bariera vitezei luminii. Rezultatul a fost că aceasta pare a fi mai degrabă un artefact al matematicii decât o particulă fizică existentă. Cu toate acestea, un alt motiv pentru care s-a strâns atât de mult entuziasm în jurul experimentului OPERA este datorită faptului că, în 1985, fizicienii propuseseră ideea conform căreia anumiți neutrini cu energie mare ar fi de fapt tahioni, capabili să interacţioneze cu un câmp necunoscut care să le dea suficientă energie încât să îi propulseze dincolo de celebra barieră. Un astfel de tahion asemănător cu un neutrin ar surclasa fotonii ca fiind cele mai rapide particule din univers. Eroarea de calibrare de la OPERA a descurajat posibilele speranţe, dar încă mai există „portiţe” care să fie explorate, ca de exemplu mecanismul modulului warp din Star Trek, prima dată propus în 1994 de fizicianul Miguel Alcubierre din Mexic. În teoria generală a relativităţii spaţiu-timpul este dinamic, nu static, acesta modificându-şi dispunerea într-o continuă transformare influenţată de prezenţa masei sau a energiei. Alcubierre a sugerat că ar fi posibil să „încapsulezi” o navetă spaţială într-o „bulă warp” unde spaţiul s-ar contracta în faţa navetei şi s-ar dilata în spatele acesteia permiţându-i astfel să se deplaseze superluminic. În felul acesta însă, în acea bulă timpul ar rămâne plat, iar naveta nu ar face decât să „respecte” limita de viteză cosmică. Iată că, încă o dată ne confruntăm cu o problemă a energiei: un asemenea nivel de curbare ar necesita cantităţi enorme de energie echivalentă cu masa planetei Jupiter. Pentru a propulsa o navetă dincolo de Calea Lactee ar fi nevoie de mai multă energie decât poate fi găsită în masa întregului univers. Un design în formă de inel, mai eficient energetic ca un fel de modul warp, a fost descris recent la un simpozion despre zborul interstelar, oferind o slabă urmă de speranţă acoliţilor spaţiali înveteraţi cum că, pentru generaţiile viitoare modulul warp va fi o realitate. Cu toate acestea, cu tot ce ştim despre relativitatea generală şi teoria câmpurilor cuantice „este aproape sigur ca nu poate fi realizat”, spune Ken Olum, un cosmologist la Tufts. „Desigur, vorbim despre gravitaţia cuantică şi este greu de ştiut pentru că nu prea ştim ce este aceasta”. Fostul cercetător NASA, Kevin Grazier, care a fost consultant tehnic pentru „Battlestar Galactica”, spune că o versiune a modulului warp al lui Alcubierre a fost punctul de inspiraţie pentru „modulul de salt” folosit în seria TV. Se baza pe presupunerea că în această lume ficţională, „Colonialii” au combinat teoriile despre electromagnetism şi gravitaţie făcând astfel posibilă crearea unui câmp electromagnetic foarte puternic care ar fi echivalentul unui câmp capabil să modifice structura spaţio-temporală. Să transformi această idee ficţională în realitate viabilă este însă o cu totul altă discuţie. Dacă chiar vrem să devenim speculativi, Olum sugerează că zborul superluminic ar fi posibil în cazul în care concepte exotice precum cele care apar din teoria superstring-urilor s-ar dovedi a fi corecte. Suntem locuitorii unui univers cu 4 dimensiuni dar varii permutări din teoria superstring-urilor sugerează că universul nostru este doar unul din multe altele, coexistând într-o bula pentadimensională numită „bulk”. În acel bulk universul nostru se aliniază cu toate celelalte precum filele unei cărţi. Olum explică ideea ipotetică în care cineva ar putea să o ia „pe scurtătură” printr-un astfel de „bulk” ajungând la destinaţie mult mai rapid decât dacă ar fi călătorit convenţional în universul obişnuit de-a lungul celor 4 dimensiuni. Chiar şi aşa tot există un detaliu. În teoria „branelor” (membranele separatoare de universuri paralele) numai gravitonii pot călătorii prin „bulk”, spune Olum. Aşa încât cineva ar trebui să inventeze un dispozitiv care să scaneze un obiect, să transmită informaţia sub formă de gravitoni către un al doilea dispozitiv la capătul celălalt, care apoi să reconstruiască obiectul - un fel de teleportare, numai că prin gravitoni. Considerând că mai avem încă de observat gravitoni în cele mai puternice acceleratoare de particule pe care le avem şi că nivelul record de teleportare a unor mici nori de atomi este neameninţător pentru Cyloni (doar o distanţă de 143 de kilometri), acest scenariu trebuie să rămână pe tărâmul science-fiction-ului, cel puţin deocamdată. Ştiinţa avansează, dar o face încet, la o viteză nici pe departe apropiată de cea a luminii.