Ο Αϊνστάιν προέβλεψε το «αποτύπωμα» των διαστημοπλοίων των εξωγήινων

Το 1915 δημοσιεύτηκε αυτό που ονομάστηκε γενική σχετικότητα από τον διάσημο Γερμανό φυσικό Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος συνδύασε τον χώρο και τον χρόνο σε έναν φανταστικό ορίζοντα - την καμπυλότητα του χωροχρόνου. Εκατόν ένα χρόνια αργότερα, οι εξισώσεις του ώθησαν άλλους να αρχίσουν να εξερευνούν πεδία του διαστήματος εκτός από την εύλογα πεζή διαστρική κίνηση.

Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές πρότειναν ότι αν άλλοι πολιτισμοί που διανύουν το διάστημα χρησιμοποιούσαν κινητήρες δίνης, οι ενέργειές τους θα ήταν διακριτές στα βαρυτικά κύματα στο χωροχρόνο που παράγονται από μεγάλα αστρονομικά αντικείμενα. Αν και η ιδέα αυτή συνδυάζει την επιστημονική φαντασία και τη φυσική, τα αποτελέσματα μιας τέτοιας έρευνας είναι πολύ πιο πολύπλοκα και ενδιαφέροντα.

Βαρυτικά κύματα: Αϊνστάιν και ένας νέος κοσμικός φακός

Όπως προβλέφθηκε από τον Αϊνστάιν και παρατηρήθηκε επίσημα πέρυσι, τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στο χωροχρόνο που δημιουργούνται από αστροφυσικά γεγονότα, όπως η συγχώνευση μαύρων τρυπών. Τα κύματα αυτά προσφέρουν μια επαναστατική μέθοδο διείσδυσης στο σύμπαν πέρα από τα όρια των φωτεινών τηλεσκοπίων.

Όταν ανιχνεύονται αυτά τα κύματα, μπορούμε να ερευνήσουμε μια γιορτή που δεν μπορούσαμε να δούμε πριν, ανακαλύπτοντας περισσότερα για τη δομή του χωροχρόνου. Παρατηρητήρια όπως το LIGO έχουν συμβάλει στην επέκταση της ικανότητάς μας να παρατηρούμε και να λαμβάνουμε ενδείξεις από σήματα που προέρχονται από δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Κάθε ανίχνευση παρέχει λεπτές λεπτομέρειες του σύμπαντος, από τα αστέρια νετρονίων μέχρι τις συγχωνεύσεις μαύρων οπών. Ωστόσο, δεν περιορίζονται μόνο σε αστροφυσικές πηγές. Νέες έρευνες δείχνουν ότι τα βαρυτικά κύματα μπορούν επίσης να ανιχνεύσουν υποθετικές περιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένης της κίνησης εξωγήινων διαστημοπλοίων, με τη χρήση του κινητήρα δίνης.

Κατά πάσα πιθανότητα, τα σκάφη αυτά θα έχουν διαφορετικά βαρυτικά πεδία, καθώς ο χωροχρόνος λέγεται ότι συμπιέζεται και διαστέλλεται από αυτά. Ακόμη και αν τα σήματα αυτά είναι εικασίες, η ανίχνευσή τους δείχνει τη διευρυνόμενη δυνατότητα εφαρμογής των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων.

Αυτή η δυνατότητα αλλάζει το καθεστώς των GW από απλά όργανα παρατήρησης σε συσκευές που μπορούν να ανιχνεύσουν μη-αστροφυσικές πηγές. Οι κυματισμοί αυτοί θα μπορούσαν να σηματοδοτήσουν νέους τρόπους σκέψης σχετικά με τις συγχωνεύσεις γαλαξιών ή την κατάρρευση των φυσαλίδων δίνης και πώς αυτές αλλάζουν τα όρια της φυσικής και του χώρου.

Κινητήρες δίνης: Επιστημονική φαντασία ή θεωρητική δυνατότητα;

Είναι μάλλον μακριά από τη Γη και τις τεχνολογίες προώθησης διαστημοπλοίων η έννοια των κινητήρων δίνης, η οποία είναι χρήσιμη όταν ταξιδεύουμε με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός, παραμορφώνοντας τον χωροχρόνο. Το 1994, ένας φυσικός ονόματι Miguel Alcubierre έθεσε αυτή την ιδέα σε μια πιο μαθηματική μορφή χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις του Αϊνστάιν.

Αυτή η ιδέα προέβλεψε μια «φυσαλίδα δίνης» που προ-συμπιέζει τον χωροχρόνο και μετά τον διαστέλλει, ένα φαινόμενο Mach που θα έπρεπε να επιτρέπει το FTL χωρίς να παραβιάζει τη θεωρία. Ωστόσο, υπήρχε ένα πρόβλημα με αυτό το είδος μοντέλου που αγκάλιασε ο Αλκουμπιέρ στο μοντέλο του, δηλαδή η αξιοποίηση εξωτικής ύλης με αρνητική ενεργειακή πυκνότητα, ένα θέμα που παραμένει θεωρητικό.

Η κβαντική φυσική επιτρέπει μικροσκοπικές αρνητικές ενεργειακές καταστροφές. Ωστόσο, δεν υπάρχουν αποδεδειγμένοι τρόποι για την παραγωγή αρνητικής ενέργειας- ως εκ τούτου, οι κινητήρες δίνης παραμένουν επιστημονική φαντασία. Παρόλο που οι κινητήρες δίνης μπορούν να μελετηθούν μόνο στα χαρτιά, δεν πρόκειται για άσκοπη σκέψη ή, όπως λένε, για θεωρητικολογία της πολυθρόνας.

Εμπλουτίζει την έννοια της εξέλιξης του χωροχρόνου και παρέχει πληροφορίες σχετικά με τέτοιες ιδιαιτερότητες της αρνητικής ενέργειας και τη συμπεριφορά της με τη θετική ενέργεια. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να διαχυθεί σε ένα ευρύ φάσμα τομέων - κοσμολογία ή κβαντομηχανική. Παραδόξως, η έρευνα για την κίνηση δίνης δείχνει επίσης την ευελιξία των εξισώσεων του Αϊνστάιν.

Οι επιστήμονες μπορούν να εξετάσουν και άλλες διεργασίες, απλά αντιστρέφοντας τις βασικές διαδικασίες - όπως «σχεδιάζοντας προς τα πίσω από την καμπυλότητα του χωροχρόνου που θέλει κανείς». Αυτές οι έρευνες αποτελούν πλέον τυπικά παραδείγματα ενός πλούσιου συνδυασμού επιστημονικής εφεύρεσης και μεθοδικής αυστηρότητας που μεταφέρει τη θεωρητική φυσική στο άγνωστο.

Ανίχνευση εξωγήινης τεχνολογίας: Ένα σήμα από το μέλλον;

Ορισμένα πρόσφατα γραπτά αναφέρουν ότι οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσαν να «αφουγκραστούν» σήματα από εξωγήινους που χρησιμοποιούν κινητήρες δίνης. Αν η φυσαλίδα δίνης ενός τέτοιου διαστημοπλοίου κατέρρεε -μια τυπική πλοκή σε πολλές ταινίες επιστημονικής φαντασίας- θα εξέπεμπε βαρυτικά κύματα μαζί με εξωτική ύλη. Αυτές οι ταλαντώσεις, που εναλλάσσονται μεταξύ θετικών και αρνητικών ενεργειακών παλμών, θα μπορούσαν να προκαλέσουν διακριτά κύματα χωροχρόνου.

Ωστόσο, οι ειδικοί συμβουλεύουν επίσης να μην απλουστεύονται υπερβολικά τα αποτελέσματα. Αν και οι προσομοιώσεις καταδεικνύουν ότι τέτοια σήματα είναι εφικτά, το έργο παραμένει υποθετικό. Ωστόσο, ο διαχωρισμός αυτών των σημάτων από τον θόρυβο απαιτεί προηγμένη μοντελοποίηση για να διακριθούν από άλλα αστροφυσικά φαινόμενα.

Είτε αυτοί οι κυματισμοί θα οδηγήσουν την ανθρωπότητα σε εξωγήινες μορφές ζωής είτε όχι, το τεράστιο μέγεθος του σύμπαντος μας εξηγείται με τρόπους που δεν είχαμε φανταστεί ποτέ πριν. Όταν πρόκειται για γνώση, οτιδήποτε από τα πιο εξελιγμένα Πειράματα Σκέψης διευρύνει το συλλογικό ωροσκόπιο της ανθρωπότητας, προκαλώντας μας να θέσουμε τους στόχους μας υψηλότερα και μακρύτερα.