Problemy podróżowania w kosmosie16 czerwca 2002
Półtora tysišca lat temu chrzecijański Zachód patrzył na Ziemię jak na centrum Wszechwiata. Wreszcie jednak nie mógł już dłużej nie uznawać faktu, że to Ziemia kršży wokół Słońca, a nie odwrotnie. Wraz z coraz to nowszymi zdobyczami nauki krok po kroku dokonywano demontażu wyobrażenia o szczególnej pozycji naszej planety w Kosmosie. Dzi wiemy, że Droga Mleczna to tylko jeden z niezliczonych miliardów układów gwiezdnych Wszechwiata i że nasza Ziemia w żadnym razie nie stanowi centrum tego Wszechwiata, lecz leży gdzie na mało znaczšcym skraju Drogi Mlecznej, oddalona od jej centrum o całe 30 tysięcy lat wietlnych.
Aby to dokładniej unaocznić, musimy wyobrazić sobie model, w którym nasze Słońce ma rozmiary niewielkiej szklanej kulki. Ziemia miałaby w tym modelu wielkoć ziarenka piasku oddalonego od niego o 1 metr. Najbliższa gwiazda byłaby w tym modelu oddalona od Słońca o 240 kilometrów, a najbliższa zaawansowana technicznie cywilizacja mieszkałaby w odległoci może 30 tysięcy kilometrów.
W samej Drodze Mlecznej jest około 150-200 miliardów gwiazd z niezliczonš ilociš planet i ich naturalnych satelitów, czyli księżyców. Niewštpliwie duża ich liczba dysponuje atmosferš umożliwiajšcš powstanie życia. Sporód 47 znanych gwiazd (słońc) znajdujšcych się w promieniu maksimum 16 lat wietlnych od naszego Słońca według obecnego stanu naszej wiedzy 22 gwiazdy majš planety, które można uznać za będšce siedliskiem życia.
Najbliższe Ziemi gwiazdy - sporód tych stwarzajšcych warunki odpowiednie dla powstania życia - to Epsilon Eridani, Epsilon Indi oraz Tau Ceti, oddalone o 10-11 lat wietlnych. Gdybymy chcieli dotrzeć do leżšcej w odległoci 11 lat wietlnych (w przeliczeniu 104 biliony kilometrów) gwiazdy Epsilon Eridani, wykorzystujšc znane nam dzi rodzaje napędu, to byłoby to zamierzenie równie ambitne, co zamiar limaka, by kilkaset razy obejć kulę ziemskš.
Muszš być zatem inne możliwoci pokonania takich dystansów. Pierwsze nasuwajšce się wyjanienie to układ napędowy niezwykłej mocy, umożliwiajšcy rozwijanie prędkoci podróżnych zbliżonych do prędkoci wiatła, czyli 300 tysięcy kilometrów na sekundę. Pozwalałoby to na szybkie przemieszczanie się pomiędzy dwoma oddalonymi od siebie układami planetarnymi, tyle że występujšce przy takich prędkociach przesunięcie czasu spłatałoby kosmonautom nader nieprzyjemnego figla. Otóż o ile na pokładzie statku kosmicznego czas upływa wolniej - a co za tym idzie, wolniej przebiegajš procesy fizyczne i biochemiczne, czyli starzenie się załogi - o tyle czas na ich macierzystej planecie płynie normalnie. Pocišgałoby to za sobš nie byle jakie konsekwencje.
Załóżmy, że ziemski statek kosmiczny znajduje się w drodze do systemu planetarnego Epsilon Eridani, aby odwiedzić jego drugš planetę - Achele. Z prędkociš bliskš prędkoci wiatła potrzebowałby na to dwóch lat, wliczajšc w to fazę przypieszania i hamowania. Na zbadanie planety kosmonauci mieliby rok, zanim udaliby się w również dwuletniš podróż powrotnš. Jeli przyjmiemy, że wszyscy członkowie załogi w chwili startu z Ziemi liczyli sobie przeciętnie po około 40 lat, to wracajšc na niš podróżowaliby niejako w przyszłoć. Ich żony dawno by już nie żyły, a ich urodzone w momencie wyruszenia wyprawy dzieci byłyby już starsze niż ich ojcowie.
Formułujšc rzecz jeszcze dobitniej, można powiedzieć, że w czasie podróży międzygwiezdnej z prędkociš bliskš prędkoci wiatła w kierunku centrum Drogi Mlecznej -co przy tym tempie trwałoby zaledwie kilka lat - kosmonauci musieliby po powrocie stwierdzić, że na Ziemi upłynęło w tym czasie 60 tysięcy lat. A jeli wyobrazimy sobie, że człowiek potrafiłby w obrębie trwania ludzkiego życia oblecieć z prędkociš bliskš prędkoci wiatła cały Wszechwiat, to po powrocie nie znalazłby już naszego Układu Słonecznego, który w tym czasie już by nie istniał.
Genialny uczony Albert Einstein w swojej ogólnej, a następnie szczególnej teorii względnoci udowodnił już i obliczył, że z chwilš osišgnięcia 99 procent prędkoci wiatła z 60 ziemskich minut dla kosmonauty upłynie zaledwie 6.
Jaka zatem istnieje inna możliwoć pokonywania potwornych odległoci bez padania ofiarš dylatacji, czyli rozcišgania się czasu? Pewnym rozwišzaniem mogłyby być czarne dziury. Sš to "umarłe" gwiazdy, które po kolapsie coraz bardziej gęstniały, przy czym siła grawitacji przewyższyła w pewnym momencie energię reakcji termojšdrowych, prowadzšc do powstania niezwykle szybko wirujšcego skupiska masy o niesłychanej sile przycišgania, które "połyka" wszystko naokoło. W tym niewyobrażalnie szybko obracajšcym się wirze nie istniałyby znane nam granice czasu, przestrzeni i prędkoci.
Jeli zatem jaki statek kosmiczny byłby zdolny dostosować się do prędkoci czarnej dziury, teoretycznie mógłby pokonać w zerowym czasie jej "puste" wnętrze, co w rodzaju szybu (takiego, jaki powstaje w wirze wodnym). Zgodnie z tš teoriš taki statek kosmiczny wyłoniłby się po drugiej stronie Wszechwiata z tzw. białej dziury, czyli na przeciwnym biegunie. Tego rodzaju "tunel czasu" znany jest wród naukowców jako "most Einsteina-Rosena", nazwany tak od nazwisk profesora Nathana Rosena oraz Alberta Einsteina, którzy skonstruowali tę teorię.
Znani naukowcy, tacy jak amerykański fizyk John Archibald Wheeler, na podstawie tego modelu Einsteina-Rosena przyjmujš, że Wszechwiat ma kształt piercienia usianego dziurami, z pozbawionš czasu nadprzestrzeniš w rodku. Dziury w tym modelu Wszechwiata to włanie czarne dziury.
Po przebyciu takiej czarnej dziury statek kosmiczny przedostawałby się do nadprzestrzeni, w której przestrzennie poruszałby się do przodu, za pod względem czasu do tyłu, a więc niejako bez jego upływu, w "czasie zerowym". Pojęcia takie jak "przedtem", "teraz" i "potem" utraciłyby wszelkie znaczenie.
Wszystko to nie jest rodem z science fiction, mamy tu do czynienia z pracami badawczymi uznanych naukowców o wiatowej renomie, za teoria względnoci od dawna jest już udowodniona. Dzi dowiedziono już też istnienia czarnych dziur.
Hipotezš teoretycznš pozostaje więc jeszcze, czy czarne dziury rzeczywicie stanowiš wolne od upływu czasu połšczenia z drugim krańcem Wszechwiata. A tego dowiemy się pewnie dopiero wtedy, gdy przelecš przez nie ziemskie sondy automatyczne.
Być może czarne dziury umożliwiajš co jeszcze, mianowicie podróże w przyszłoć. Powrót mógłby się odbywać przez "tunel czasowy" biegnšcy w przeciwnym kierunku. Ponieważ w czarnej dziurze, wskutek gigantycznej grawitacji czas rozcišgnięty jest niemal w nieskończonoć, angielski profesor matematyki John G. Taylor z Uniwersytetu w Londynie sformułował następujšcy wniosek: "Ergosfera (pole energetyczne) wielkiej, wirujšcej czarnej dziury to włanie to miejsce, gdzie należałoby przebywać przez jaki czas, jeli chce się udać w odległš o tysišce (lub miliony) lat przyszłoć".
autor: Johannes von Buttlar
tłumaczenie: Ryszard Turczyn
W samej Drodze Mlecznej jest około 150-200 miliardów gwiazd z niezliczonš ilociš planet i ich naturalnych satelitów, czyli księżyców. Niewštpliwie duża ich liczba dysponuje atmosferš umożliwiajšcš powstanie życia. Sporód 47 znanych gwiazd (słońc) znajdujšcych się w promieniu maksimum 16 lat wietlnych od naszego Słońca według obecnego stanu naszej wiedzy 22 gwiazdy majš planety, które można uznać za będšce siedliskiem życia.
Najbliższe Ziemi gwiazdy - sporód tych stwarzajšcych warunki odpowiednie dla powstania życia - to Epsilon Eridani, Epsilon Indi oraz Tau Ceti, oddalone o 10-11 lat wietlnych. Gdybymy chcieli dotrzeć do leżšcej w odległoci 11 lat wietlnych (w przeliczeniu 104 biliony kilometrów) gwiazdy Epsilon Eridani, wykorzystujšc znane nam dzi rodzaje napędu, to byłoby to zamierzenie równie ambitne, co zamiar limaka, by kilkaset razy obejć kulę ziemskš.
Muszš być zatem inne możliwoci pokonania takich dystansów. Pierwsze nasuwajšce się wyjanienie to układ napędowy niezwykłej mocy, umożliwiajšcy rozwijanie prędkoci podróżnych zbliżonych do prędkoci wiatła, czyli 300 tysięcy kilometrów na sekundę. Pozwalałoby to na szybkie przemieszczanie się pomiędzy dwoma oddalonymi od siebie układami planetarnymi, tyle że występujšce przy takich prędkociach przesunięcie czasu spłatałoby kosmonautom nader nieprzyjemnego figla. Otóż o ile na pokładzie statku kosmicznego czas upływa wolniej - a co za tym idzie, wolniej przebiegajš procesy fizyczne i biochemiczne, czyli starzenie się załogi - o tyle czas na ich macierzystej planecie płynie normalnie. Pocišgałoby to za sobš nie byle jakie konsekwencje.
Załóżmy, że ziemski statek kosmiczny znajduje się w drodze do systemu planetarnego Epsilon Eridani, aby odwiedzić jego drugš planetę - Achele. Z prędkociš bliskš prędkoci wiatła potrzebowałby na to dwóch lat, wliczajšc w to fazę przypieszania i hamowania. Na zbadanie planety kosmonauci mieliby rok, zanim udaliby się w również dwuletniš podróż powrotnš. Jeli przyjmiemy, że wszyscy członkowie załogi w chwili startu z Ziemi liczyli sobie przeciętnie po około 40 lat, to wracajšc na niš podróżowaliby niejako w przyszłoć. Ich żony dawno by już nie żyły, a ich urodzone w momencie wyruszenia wyprawy dzieci byłyby już starsze niż ich ojcowie.
Formułujšc rzecz jeszcze dobitniej, można powiedzieć, że w czasie podróży międzygwiezdnej z prędkociš bliskš prędkoci wiatła w kierunku centrum Drogi Mlecznej -co przy tym tempie trwałoby zaledwie kilka lat - kosmonauci musieliby po powrocie stwierdzić, że na Ziemi upłynęło w tym czasie 60 tysięcy lat. A jeli wyobrazimy sobie, że człowiek potrafiłby w obrębie trwania ludzkiego życia oblecieć z prędkociš bliskš prędkoci wiatła cały Wszechwiat, to po powrocie nie znalazłby już naszego Układu Słonecznego, który w tym czasie już by nie istniał.
Genialny uczony Albert Einstein w swojej ogólnej, a następnie szczególnej teorii względnoci udowodnił już i obliczył, że z chwilš osišgnięcia 99 procent prędkoci wiatła z 60 ziemskich minut dla kosmonauty upłynie zaledwie 6.
Jaka zatem istnieje inna możliwoć pokonywania potwornych odległoci bez padania ofiarš dylatacji, czyli rozcišgania się czasu? Pewnym rozwišzaniem mogłyby być czarne dziury. Sš to "umarłe" gwiazdy, które po kolapsie coraz bardziej gęstniały, przy czym siła grawitacji przewyższyła w pewnym momencie energię reakcji termojšdrowych, prowadzšc do powstania niezwykle szybko wirujšcego skupiska masy o niesłychanej sile przycišgania, które "połyka" wszystko naokoło. W tym niewyobrażalnie szybko obracajšcym się wirze nie istniałyby znane nam granice czasu, przestrzeni i prędkoci.
Jeli zatem jaki statek kosmiczny byłby zdolny dostosować się do prędkoci czarnej dziury, teoretycznie mógłby pokonać w zerowym czasie jej "puste" wnętrze, co w rodzaju szybu (takiego, jaki powstaje w wirze wodnym). Zgodnie z tš teoriš taki statek kosmiczny wyłoniłby się po drugiej stronie Wszechwiata z tzw. białej dziury, czyli na przeciwnym biegunie. Tego rodzaju "tunel czasu" znany jest wród naukowców jako "most Einsteina-Rosena", nazwany tak od nazwisk profesora Nathana Rosena oraz Alberta Einsteina, którzy skonstruowali tę teorię.
Znani naukowcy, tacy jak amerykański fizyk John Archibald Wheeler, na podstawie tego modelu Einsteina-Rosena przyjmujš, że Wszechwiat ma kształt piercienia usianego dziurami, z pozbawionš czasu nadprzestrzeniš w rodku. Dziury w tym modelu Wszechwiata to włanie czarne dziury.
Po przebyciu takiej czarnej dziury statek kosmiczny przedostawałby się do nadprzestrzeni, w której przestrzennie poruszałby się do przodu, za pod względem czasu do tyłu, a więc niejako bez jego upływu, w "czasie zerowym". Pojęcia takie jak "przedtem", "teraz" i "potem" utraciłyby wszelkie znaczenie.
Wszystko to nie jest rodem z science fiction, mamy tu do czynienia z pracami badawczymi uznanych naukowców o wiatowej renomie, za teoria względnoci od dawna jest już udowodniona. Dzi dowiedziono już też istnienia czarnych dziur.
Hipotezš teoretycznš pozostaje więc jeszcze, czy czarne dziury rzeczywicie stanowiš wolne od upływu czasu połšczenia z drugim krańcem Wszechwiata. A tego dowiemy się pewnie dopiero wtedy, gdy przelecš przez nie ziemskie sondy automatyczne.
Być może czarne dziury umożliwiajš co jeszcze, mianowicie podróże w przyszłoć. Powrót mógłby się odbywać przez "tunel czasowy" biegnšcy w przeciwnym kierunku. Ponieważ w czarnej dziurze, wskutek gigantycznej grawitacji czas rozcišgnięty jest niemal w nieskończonoć, angielski profesor matematyki John G. Taylor z Uniwersytetu w Londynie sformułował następujšcy wniosek: "Ergosfera (pole energetyczne) wielkiej, wirujšcej czarnej dziury to włanie to miejsce, gdzie należałoby przebywać przez jaki czas, jeli chce się udać w odległš o tysišce (lub miliony) lat przyszłoć".
autor: Johannes von Buttlar
tłumaczenie: Ryszard Turczyn