Sci-fi vagy tudomány? Térhajtóműves csillaghajók kimutatásának lehetősége gravitációs hullámokból

13970

Amikor a sci-fi és a tudomány találkozik: a legújabb kutatások szerint már a mostani LIGO gravitációshullám-detektor is képes lenne kimutatni egy esetleges szuperfejlett technikai civilizáció által működtetett térhajtóműves távoli űrhajó mozgását.

Bizonyára sokan ismerik Arthur C. Clarke (1917-2008), neves angol sci-fi író “Randevú a Rámával” című regényét. Ebben egy távoli, fejlett, idegen civilizáció által készített hatalmas méretű űrhajó szerepel. Adódik a kérdés: egyáltalán hogyan kerülhet egy ilyen nagy űrhajó a Tejútrendszer vagy akár az Univerzum egy távoli szegletéből a Naprendszerbe? Persze a sci-fi irodalomban és filmekben az űrhajók csak úgy “hipp-hopp”, minden nehézség nélkül sok-sok fényévet átugranak (l. Star Trek, Enterprise, Star Wars stb.), de ezekhez az utakhoz óriási energia kell. Akkor végül is mit lehet tenni, hogy megvalósítható legyen reális keretek között a csillagközi utazás?

Művészi elképzelés szerint így nézhet ki egy hatalmas méretű csillaghajó, mint például egy olyan, ami Arthur C. Clarke “Randevú a Rámával” című sci-fi könyvében szerepel (Interesting Engineering, mik38/iStock).

A csillagközi utazások komolyan vehetően tudományos, a fizikai ismereteken nyugvó megalapozása igazából csak 1994-ben kezdődött meg, amikor Miguel Alcubierre (sz. 1964) mexikói elméleti fizikus a Cardiffi Egyetemen közzétette az úttörő jelentőségű cikkét az általános relativitáselméleten alapuló szupersebességű térhajtómű lehetőségéről. Az Alcubierre-hajtómű az Einstein-féle téregyenleteken alapszik és a térgörbület megváltoztatásával halad előre a jármű. Ez a módszer a téridő lokális meghajlítása, “gyűrögetése”, ami a tér két távoli pontjának egymáshoz szoros közelségbe hozását jelenti, aminek következtében két pont között sokkal rövidebb távolság “átugrása” válik lehetővé, vagyis nem az eredeti “sima” térben levő nagy távolságot kell megtenni. A hajtómű tehát a téridő-hajlítás vagy röviden térhajlítás módszerével működik. A folyamatosan működő térhajtóművel mozgó űrhajó körül egy téridő “buborék” alakul ki.

Így halad előre a térben (téridőben) egy térhajtóműves jármű a tér (téridő) meggörbítésével. Az űrhajó haladási irányát nyíl mutatja (jobbra) (APL: Applied Propulsion Laboratory).

Ma még nem vagyunk képesek térhajtóművet készíteni, de 2021-ben váratlanul egy ígéretes kísérleti eredmény született a NASA Johnson Űrközpont (JFC) és és a DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) által támogatott projekt keretében, amikor numerikus modellekben és kísérletileg is egy térbuborék keletkezett mikro/nano méretskálán, ami az Alcubierre-motor egy miniatűr változata. Tehát ma még nagyon messze vagyunk a makroszkópikus méretű térhajtóművektől…

Egy térhajtóművel rendelkező csillaghajó (pl. Star Trek vagy Enterprise) által keltett gravitációs hullámok illusztrációja a fantáziaképen (Nauka OFFnews, 2022.12.20).

Ha ma még nem is tudunk térhajtóműves űrhajót készíteni, azonban van remény térhajtóművel működő nagyon távoli idegen űrhajó kimutatására – ha létezik szuperfejlettségű civilizáció, ami ilyen űreszközt képes készíteni. Ugyanis egy térhajtómű gyorsul is és haladása során a téridőt görbíti, ami gravitációs hullámokat kelt. Ezt a jelenséget vizsgálták Luke Sellers (Univ. California Los Angeles és Advanced Propulsion Laboratory at Applied Physics, röv. APL-AP) és több amerikai, valamint egy izraeli és egy svéd munkatársa most decemberben közzétett tanulmányukban. Sellers és kutatótársai arra a következtetésre jutottak, hogy a már ma rendelkezésre álló (pl. LIGO), illetve a jövőben megvalósuló gravitációshullám- detektorokkal ki lehetne mutatni idegen szupercivilizációk térhajtóműves űrhajóinak mozgását. A maiaknál mintegy 100-szor érzékenyebbek lesznek majd a tervezett új generációs detektorok, így például a világűrbe telepítendő LISA (Laser Interferometer Space Antenna), a DECIGO (Deci-hertz Interferometer Gravitational-wave Observatory), a BBO (Big Bang Observer), a PTAs (Pulsar Timing Arrays), valamint más detektorok is.

Hogyan detektáljuk az idegenek megastruktúráit gravitációs hullámokkal? – 2022. december 20.

Sellers és munkatársai szerint például egy térhajtóműves űreszköz, ha a vákuumbeli fénysebesség 10%-ra gyorsul fel, vagyis mintegy 30 ezer km/s sebességre, akkor ha annak tömege a Jupiter tömegével (mintegy 318 földtömegű) egyezik meg, akkor az általa keltett gravitációs hullámok a LIGO (Laser Interferometer Gravitatioanl-wave Observatory), Virgo és KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector) obszervatóriumok segítségével mintegy 10-100 kiloparszek (32,6 ezer – 326 ezer fényév) távolságból kimutathatók lehetnének. Egyébként a maximális 326 ezer fényév detektálási határ távolság a Tejútrendszer mintegy 100 ezer fényév átmérőjénél nagyobb, vagyis a galaktikus haló távoli vidékein mozgó nagy tömegű testek kimutatására alkalmas (a Tejútrendszer és az Andromeda-köd közötti térrészről van szó). Kisebb tömegű testek ugyanekkora sebességgel való mozgása is kimutatható lenne, de kisebb távolságból. Például a Föld-Hold rendszer 1,012 földtömeg) és a kis tömegű Merkúr bolygó (0,055 földtömeg) esetén pedig a közeli csillagok (4,2 – néhányszor tíz fényév) távolságában lehetne kimutatni ekkora tömegű térhajtóműves testek mozgását. Sellers és munkatársai a nagy tömegű, térhajtóművel felszerelt űrhajókat RAMACraft-nak nevezik (Rapid And/or Massive Accelerating spacecraft) – az elnevezés emlékeztet a “Randevú a Rámával” könyv címére is. Az ilyen űrhajók detektálását és távolságuk meghatározását lehetővé tevő megfigyelő eszközöket, a jövő gravitációs hullám detektoraiból álló rendszerét pedig RAMADAR-rendszernek (RAMAcraft Detection And Ranging) nevezték el Sellers és munkatársai.

Művészi illusztráció a térhajtóművel rendelkező hatalmas, a nagybolygók (pl. Jupiter, Merkúr) mérettartományába eső űrhajókról vagy “világhajókról” (Adrian Mann, Universe Torday 2022.12.19.).

A téridőben zavartalanul közlekedő szupercivilizációk űrhajójának esetleges felfedezése azonban óvatosságra is int. Ugyanis érdemes emlékeztetni arra, hogy Stephen Hawking (1942-2018) a “Life in the Universe” (“Élet a Világegyetemben”) című előadásjegyzete szerint a földönkívüliek ellenségesek is lehetnek: a találkozás fejlett idegen létformákkal katasztrofális következményekkel járhat. Így például olyasmik következhetnek be, mint amik a különböző földrészek őslakói és az európai hódítók között történtek a történelem folyamán. Sőt, tovább folytatva Hawking feltevését, galaktikus térbeli és időbeli léptékben nem csak a földi ember és fejlett idegen civilizációk között, hanem az idegen civilizációk egymás közötti konfliktusai is valószínűsíthetőek. Ebből a szempontból szerencsére a Naprendszer nagyon nehezen megközelíthető, “védett helyen” van a Tejútrendszerben – egyelőre.

A Tejútrendszer térképe a fősíkra merőleges tengely irányából nézve. A Nap helyét fehér nyíl jelöli. A Nap viszonylag kisebb csillagsűrűségű, “védett helyen” van. A Galaxis spirálkarjai és ágai, a Cygnus, Perseus, Orion, Sagittarius, Scutum-Crux és Norma is feliratokkal azonosíthatóak. A méretskála (10 ezer fényév) a kép bal alsó sarkában látható (Atlas of the Universe).

Luke Sellers és munkatársai munkája alapján tehát nem csak rádióhullámok és más elektromágneses hullámok hozhatnak hírt fejlett idegen civilizációk létezéséről, hanem akár a gravitációs hullámok is. Utóbbiak előnye, hogy a távolsággal kevésbé csillapodnak, mint az elektromágneses hullámok, ezért felhasználásukkal tőlünk sokkal távolabbi források detektálhatók.

A komolyabb sci-fi művek, az emberi fantázia és a tudomány összekapcsolása újabb érdekes eredményre vezetett. A kapcsolódó szakpublikáció a neves Monthly Notices of the Royal Astronomical Society folyóiratban fog megjelenni.

A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás