A fénynél gyorsabb sebességgel haladó űrhajók a sci-fi írók egyik alapműve, akik a fogalmat sokféleképpen nevezik, többek között hipertérnek, hiperhajtóműnek, térhajtómű sebességnek és szubtérnek. Az egyik híres példa a “Star Trek”, ahol az Enterprise csillaghajó csillagrendszerről csillagrendszerre ugrál, hogy meglátogasson más bolygókat.
“Ha Kirk kapitány a leggyorsabb rakétáink sebességével mozogna, százezer évbe telne neki csak a következő csillagrendszerig eljutnia” – mondta Seth Shostak, a kaliforniai Mountain View-ban található Földönkívüli Intelligenciát Kutató Intézet (SETI) csillagásza a Space.com testvéroldalának, a LiveScience-nek adott 2010-es interjújában. “A sci-fi tehát már régóta aposztrofálja a fénysebesség-határ átlépésének módját, hogy a történet egy kicsit gyorsabban haladhasson.”
A szállítási módszerrel kapcsolatos kutatások és tudományos viták hiánya miatt azonban ez inkább kényelmes irodalmi eszköz, mint tudományos lehetőség, mondta Shostak. A valóságban a hipertér koncepciója “egy csomó hype”, mondta Shostak.
Más dimenziók
A fizika azt sugallja, hogy léteznek rövidítések az űrben, mondta Shostak. A tér görbült természetét először Einstein vetette fel, és hamarosan a féreglyuk ötletéhez vezetett: a tér egy olyan része, amely önmagába görbül, és összeköt két, egyébként egymástól távoli térrészt. Egy űrhajó elméletileg átugorhatna a tér egy távoli régiójába, ha belépne egy ilyen féregjáratba a két hely között.
Amint a mi ismerős univerzumunkban, a féregjáratban lévő tárgyaknak lassabban kellene haladniuk, mint a fénysebesség, ami vákuumban 186 282 mérföld másodpercenként (299 792 kilométer másodpercenként). Egy űrhajó azonban úgy tűnhet, hogy túllépi ezt a határt, ha átutazik egy féreglyukon, és például néhány óra alatt elér egy több ezer fényévre lévő csillagrendszert.
Az ilyen térközi autópályákhoz való hozzáférésünket azonban a portál mérete korlátozná.
“A féreglyukak, úgy gondoljuk, mikroszkopikus szinten állandóan létrejönnek” – mondta Shostak. “De a kérdés az, hogy valóban használhatjuk-e őket közlekedésre?”
A megfelelő helyre vezető féregjárat megtalálása vagy létrehozása, és az azon való átrobogás, mielőtt bezárul és darabokra zúzza az űrhajónkat, két megoldatlan probléma, amit a fizika törvényei nem tiltanak vagy engednek meg egyértelműen.”
Technikailag lehetséges lenne a tér görbítése féregjárat létrehozására, ha valaki egy nagyon sűrű tömegdarabot tudna az űrhajója elé helyezni, mondta Shostak. Talán a “Csillagok háborúja” filmekben látott “hipertérhajtóműhöz” hasonlóan a tárgy eltorzítaná a körülötte lévő tér alakját, lényegében közelebb hozva a kiválasztott célpontot a hajóhoz. Az objektumnak azonban egy fekete lyuk középpontjának sűrűségével kellene rendelkeznie ahhoz, hogy működjön.
“A probléma az, hogy honnan szerezzük meg a fekete lyukat, és hogyan juttassuk az űrhajónk elé”. mondta Shostak. “Ez olyasmi, hogy hogyan hozol létre valamit, ami eltorzítja a teret, és aztán az űrhajód elé helyezed?”
Mi a helyzet a teleportálással?
A kapcsolódó sci-fi ötlet a teleportálás – egy személy vagy hajó azonnali elszállításának lehetősége az univerzum egy másik részébe. A jelenséget a “Star Trek”-ben láthatjuk, ahol az úgynevezett transzporter szétbontja az ember testét, és egy másik, távoli helyen újraépíti.
Ez az elképzelésnek van némi tudományos alapja – a tudósok kimutatták, hogy a szubatomi részecskék a fénysebességnél gyorsabban mozgathatók egyik pontból a másikba, mondta Ian Durham fizikus a Saint Anselm College-ban egy 2010-es interjúban.
De egy egész ember szétbontásának és újra összerakásának képessége lehetetlennek tűnik, mondta Durham. A szubatomi részecskék elrendeződése mögött álló véletlenszerű szempontok miatt a tökéletes visszafordításuk egyre nehezebbé válik, ahogy egyre nagyobb számban halmozódnak fel.
Tudományos vizsgálódás a hipertérről
Míg a hipertér nem az űrutazás jelenlegi formája, folyamatban vannak kutatások annak megállapítására, hogy mennyire életképes – és milyen lenne az élmény.
2013-ban egy fizikushallgatókból álló csoport korrigálta a nézetet arról, hogy mi történik, amikor az űrhajók fénysebességgel repülnek. A “Star Trek”-ben, “Star Wars”-ban és más sorozatokban látott fénycsíkok ismert különleges effektusa valójában nem így lenne. Ehelyett a látvány inkább egy központosított fényes ragyogásnak tűnne.
A gyors utazás miatt a fény a Doppler-effektus miatt hosszabb hullámhosszra tolódna, ami olyan jelenségeket is megmagyaráz, mint például, hogy miért változik egy autóduda hangja, mielőtt elhalad egy megfigyelő mellett, és utána. Az űrben az emberek nem lennének képesek látni a csillagfényt, mert annak hullámhossza a röntgensugárzás spektrumába nyúlna. Emellett a világegyetem ragyogása – amely mikrohullámokban izzik – is láthatóvá válna, mert fénye a látható spektrumba nyúlna.
Az elmúlt néhány évben hírek keringtek egy valós motorról, az EmDrive-ról. A koncepciót először Roger Shawyer brit kutató tervezte meg több mint egy évtizeddel ezelőtt, de 2015-ben került a széles nyilvánosság elé, miután olyan pletykák kaptak szárnyra, amelyek szerint a NASA görbületi hajtóművet készít. (A NASA gyorsan közölte, hogy az erőfeszítés “nem mutatott semmilyen kézzelfogható eredményt”, és hangsúlyozta, hogy nem térhajtóműről van szó.)
Az EmDrive-ot az teszi érdekessé, hogy a hajtómű nem használ hajtóanyagot, hanem egy kamrában lévő mikrohullámok visszaverésével működik. Egy 2016-os lektorált tanulmány (amelyet Harold “Sonny” White, a NASA Johnson Űrközpontjának munkatársa vezetett) szerint az eltérő kialakítás ellenére az EmDrive egyik változata valóban termel tolóerőt. Két másik sikeres tesztről számoltak be 2012-ben (egy kínai csapat) és 2013-ban (ugyanez a NASA csapata). Eközben egyes kutatók szerint ez a hajtómű sérti Newton harmadik fizikai törvényét, amely (leegyszerűsítve) azt mondja ki, hogy minden hatás egyenlő, de ellentétes reakciót vált ki.
Warp-hajtóművek a sci-fiben
A warp-hajtóműveknek a sci-fiben használt számos példája közül csak néhány, különös tekintettel a televíziós sorozatokra és filmekre.
- A warp-hajtómű korai említése (sok forrás szerint ez volt az első említés) John W. Campbell 1931-es “Az űr szigetei” című regényében található. A cselekmény részben a fénysebességnél gyorsabb hajó teszteléséről szólt.
- “Doctor Who”: Ebben a hosszú ideje futó brit sorozatban egy TARDIS nevű gépezet (ami a Time and Relative Dimension in Space (idő és relatív dimenzió az űrben) rövidítése) képes a benne ülőket a téren vagy az időn keresztül szállítani, és az univerzum pontos helyszínein leültetni őket. A TARDIS története olyan szerteágazó, mint maga a “Doctor Who” sorozat, amely 1963-ban kezdődött és a mai napig tart. Híres, hogy a TARDIS belülről nagyobbnak tűnik, mint kívülről. A TARDIS egyes változatai úgy néznek ki, mint egy régi brit rendőrségi doboz.
- “Dűne”: Frank Herbert e regénysorozatában a Holtzman-hajtómű messzi helyekre viszi a telepeseket. Ez a hajtómű a tér görbítésével viszi körbe a hajókat a világegyetemben.
- “Star Trek”: Ez a leghíresebb példa a térhajtóművekre, amelyek először az 1967-es “Metamorfózis” című epizódban kerültek elő. Lényegében az eszköz anyag-antianyag reakciókon keresztül működik, és könnyen képes csillagközi hajókat hajtani a csillagrendszerek között. A legújabb spinoff, a “Star Trek: Discovery” (amelynek premierje 2017-ben volt) egy másik meghajtási rendszert használ, az úgynevezett “spórahajtóművet”, amely szinte azonnal képes utazni különböző helyszínek között.
- “Star Wars”: Ebben az univerzumban bizonyos hajók hiperhajtóművet használnak. A “hiperanyag-részecskék” használata lehetővé teszi, hogy a hajó fénysebességgel haladjon, majd a csillagok között egy alternatív dimenzióban, a hiperűrben mozogjon. A hiperhajtóművet (és az azt működtető emberek által látott híres csillagcsíkok látványát) először az 1977-es “Egy új remény” című filmben láthattuk, és azóta a sorozat egyik alapeleme.
- “A Galaxis útikalauz stopposoknak”: A Végtelen Valószínűség meghajtó egyfajta kvantummodell alapján működött, ahol az embereket az egyik legkevésbé valószínűtlenebb helyre szállította. Eredetileg egy 1978-as BBC rádiós vígjáték volt, a történet gyorsan könyvekké, televíziós műsorokká és filmmé bővült.
- “Farscape”: A Syfy csatorna 1999 és 2003 között futó sorozatának, a “Farscape”-nek az univerzumában élő hajók, a Leviatánok is szerepelnek. Néhány Leviatánnak van egy csillagkitörési képessége, amivel vészhelyzet esetén a fénynél gyorsabban tudnak utazni.
- “Battlestar Galactica”: Ez a hajó az 1978-as azonos című tévésorozatból és annak 2004 és 2009 közötti rebootjából ismert, fénysebességnél gyorsabb (vagy FTL) meghajtóval rendelkezett, amellyel megpróbált egy lépéssel a fenyegető Cylonok előtt maradni, olyan mechanikus lények előtt, akik felemelkedtek, hogy bosszút álljanak emberi teremtőiken. Az FTL meghajtókban az volt a legjobb, hogy nehéz volt követni a hajó helyzetét az “ugrások” között, így a hajó könnyebben el tudta kerülni a cylonokat.
Kiegészítő tudósítás Zoe Macintosh munkatársától.