Svemirska ekspedicija

Čovek je oduvek gledao u nebo, kao da je intuitivno znao da je njegova sudbina među zvezdama. Sve civilizacije, počevši od najranijih pa do danas, bile su fascinirane nebesima i nebeskim telima – onime što se unutar njih krije. Nebeski svod, zvezde i kosmos čine snažan i bitan motiv filozofskih i naučnih razmatranja, od Aristotela do Stivena Hokinga.


Neka od najvažnijih pitanja na koja još uvek nema definitivnog odgovora su sledeća: Postoje li forme života van planete Zemlje? Da li i kako možemo izvršiti kolonizaciju svemira? Postoji li Bog? Postoji li krajnja granica nauke i znanja? Jedno je sigurno – istina je tamo negde među zvezdama, a čovekova misija jeste da je dokuči i razgonetne misteriju.

Da li smo sami u mraku?

Tek nedavno smo postali svesni toga da gotovo svaka zvezda ima barem jednu planetu, mnoge i više od jedne, kao i da postoji značajan broj solarnih sistema nalik našem. Ako u obzir uzmemo to da je prečnik svemira barem 90 milijardi svetlosnih godina i da se, prema najnovijim procenama, u njemu nalazi od dvesta milijardi do dva triliona galaksija, od kojih svaka sadrži u proseku 100 milijardi zvezda, a svaka zvezda ima barem jednu ili više planeta – onda je sasvim logično pretpostaviti da nismo sami. Ili ipak možda nije? Naime, to što postoji mnogo planeta ne znači da na njima vladaju uslovi kakvi moraju biti da bi se život pojavio. Iz ugla nauke, postoje podjednako validni argumenti u korist obe tvrdnje.

Ako život postoji mimo nas, onda možemo razumno pretpostaviti da mora zadovoljiti određene univerzalne kriterijume kako bi uopšte nastao, postojao i razvijao se. Život vrlo verovatno ne može da se razvije u blizini centra galaksije, s obzirom da se tamo nalazi velika koncentracija nebeskih tela i radijacije, usled postojanja supermasivne crne rupe. Pretpostavka je da postoji galaktička idealna zona (Galactic habitable zone) ili zlatna zona (Goldilocks zone), baš kao što ona postoji u slučaju solarnih sistema. To je zona pri kojoj su uslovi dovoljno dobri da bi život mogao da se pojavi i razvija. Kada je reč o našoj galaksiji, u pitanju je deo između centralne zone i spoljašnje zone. Dalje, solarni sistem vrlo verovatno mora biti sličan našem – što podrazumeva da ima zvezdu čija je aktivnost stabilna, koja ima odgovarajuću blistavost i ne ispoljava iznenadne eksplozije sunčevih baklji i radijacije, a to je verovatno tip zvezde poput našeg Sunca, koje je zvezda glavnog niza spektralnog tipa G2. Takođe, takav jedan solarni sistem bi morao da ima planete gasne džinove poput Jupitera i Saturna, koji bi pružali gravitacioni štit od raznih asteroida i kometa. Temperatura na planeti koja podržava život ne može biti ekstremna, već mora biti stabilna. Neophodna su godišnja doba, tako da planeta ne može biti „zaključana” – uvek okrenuta jednom stranom prema zvezdi, već mora da rotira. Sigurno je da planeta mora biti geološki aktivna, kako bi stvorila magnetno polje koje bi je štitilo od radijacije, tj. kako bi mogla da postoji odgovarajuća atmosfera.

Crna rupa – realistički prikaz akrecionog diska uz pomoć Event Horizon Telesope-a. Naučnici su koristili 8 radio telesokopa, lociranih na različitim lokacijama širom naše planete, da bi uz pomoć raznih tehnika i algoritama stvorili sliku supermasivne crne rupe M87, koja je od Zemlje udaljena oko 53 miliona svetlosnih godina.

Ako život negde postoji, onda je vrlo verovatno krenuo od najjednostavnijeg oblika i razvijao se do trenutka izuzetne kompleksnosti kao i u našem slučaju, što znači da je evolucija života univerzalna pojava. Možemo zaključiti da mora postojati veliki biodiverzitet kako bi se kroz prirodnu selekciju i dovoljno vremena razvio inteligentan život. Kakav god taj vanzemaljski život bio, on se sasvim sigurno mora razmnožavati, kako bi se obezbedila evolucija i prirodna selekcija, te preživljavanje vrste. Ovo sve podrazumeva postojanje barem dva pola, čijim ukrštanjem bi se karakteristike prenosile na narednu jedinku, tako da mora postojati nešto poput DNK-a kao medijatora, odnosno sredstva prenosa informacija sa jedne generacije na drugu. Takođe se zna da život nije mogao nastati u ranoj fazi formiranja i razvoja galaksije, jer su tada uslovi bili isuviše nestabilni, tako da je veoma mala verovatnoća da postoje mnogo starije civilizacije od naše. Preciznije rečeno – ako postoji mogućnost za pojavu života van našeg sunčevog sistema, pojavio bi se otprilike u isto vreme, a to bi značilo pre četiri do pet milijardi godina.

Jedno od objašnjenja zašto život postoji jeste antropijski princip, koji nam govori da su zakoni fizike takvi da dozvoljavaju pojavu života i inteligencije, tj. svesti kakvu čovek ima. Iz ovoga se izvodi zaključak o tome zašto se život razvio baš na planeti Zemlji – upravo ovde su se, u odnosu na celu galaksiju ili univerzum, stvorili svi potrebni uslovi za njegovo stvaranje. Međutim, ovaj princip ne zahteva da je život rasprostranjen, već samo govori o tome da ukoliko postoje uslovi, život će se pojaviti u bilo kom delu svemira gde je to moguće. Drugo, našim postojanjem antropijski princip je zadovoljen, što znači da život ne mora da se pojavi još negde kako bi ovaj princip važio. Međutim, u pitanju su pretpostavke i izvedeni zaključci – ne postoje direktni dokazi na osnovu eksperimenata, koji bi ih potvrdili ili opovrgli. Da bismo bili sigurni, potrebno je znati verovatnoću pojave prvog života odnosno verovatnoću abiogeneze, zatim verovatnoću opstanka života i pojave inteligencije, kao i koliko dugo u proseku civilizacije opstaju, pre nego što se samounište.

Možda najvažniji zadatak današnjih fizičara jeste da preciznije definišu gravitaciju i opišu je na kvantnom nivou.

Da li civilizacije opstaju dovoljno dugo da bi razvile potrebnu tehnologiju kako bi komunicirale sa drugim civilizacijama i kako bi se ostvarile kao interstelarne civilizacije? Da li su visoko razvijena inteligencija i svest retkost, ili se po pravilu vremenom razvijaju tamo gde se razvije život? Čuveni fizičar i nobelovac Enrico Fermi zapitao se gde su svi i zašto nas niko nije kontaktirao? Tako je nastao čuveni Fermijev paradoks, koji je i do danas ostao nerazrešen. Od tada ljudska vrsta intenzivno traga za bilo kakvim znakom razvijene svesti i inteligencije među zvezdama, a jedan od načina jeste pokušaj procene broja razvijenih civilizacija u našoj galaksiji. Za tu potrebu koristi se takozvana Drejkova jednačina, N=R*Fs*Fp*Ne*Fl*Fi*Fc*L, koja je vrlo neprecizna budući da nije zasnovana na činjenicama.

Projekat Orion je jedini koncept svemirskog broda koji je odmakao dalje od teorije i papira, čak su vršeni i neki eksperimenti.

Rešenja ovog paradoksa su raznolika i ekstremna – od toga da smo potpuno sami, sve do ideje da je život široko rasprostranjen u našoj galaksiji i svemiru. Jedno od rešenja nalazi se u prethodno pomenutom antropijskom principu. Neophodno je bolje razumeti svemir, zakone fizike, hemije, biologije itd. Potrebno je još dosta vremena da bi nauka sazrela do te mere da može izneti važne tvrdnje kao što su: „Život postoji izvan nas” ili „Život je naša ekskluziva”. Čuveni pisac  Sir Arthur Charles Clarke je rekao: “Postoje dve mogućnosti – ili smo sami u univerzumu ili nismo. Obe su podjednako zastrašujuće”.

Bilo kako bilo, treba shvatiti da sudbina opstanka celokupnog života zavisi od ljudskih bića i da smo odgovorni za dom koji nazivamo planetom Zemljom. Zato moramo očuvati ono što nam je dato na dar. Čini se da je priroda stvorila čoveka i pružila mu svest kako bi kroz njega postala svesna sebe. Kao da je čovekova misija proistekla iz prirode, koja nas je postavila u uloge čuvara i vesnika života – ultimativne kreacije izvanrednog univerzuma.

Ekspedicija nad ekspedicijama

Svemir je naša krajnja granica, poslednji horizont – tamo je naša sudbina kakva god ona bila. Sva pitanja i odgovori kriju se u mračnom beskraju nebeskog svoda, čekajući nove ekspedicije. Sva dosadašnja naučna otkrića, čitave civilizacije i milijarde godina evolucije života svode se na trenutak kada će Sunce sve izbrisati i odneti u beskraj tame kosmosa. U zavisnosti od procena, za sedam i po milijardi godina Sunce će ući u fazu crvenog džina i u potpunosti apsorbovati našu planetu, čime će svaka šansa za život prestati da postoji. Međutim, to nije jedina pretnja. Postoje i druge – mnogo bliže u vremenu (npr. procene su da za 500 do 600 miliona godina, usled raznih poremećaja u atmosferi, fotosinteza više neće biti moguća; za oko milijardu godina sjaj ili bistavost Sunca će se povećati za 10%, što će dovesti do potpunog nestanka okeana; za oko četiri milijarde godina površinska temperatura na Zemlji biće dovoljna da istopi neke metale itd).

Tu su i pretnje koje su mnogo neposrednije u vremenu – poput supervulkana, udara asteroida i raznih drugih prirodnih nepogoda; mogući su ratovi, bolesti i ostale kataklizme. Što je civilizacija razvijenija i kompleksnija, to je osetljivija na krah i zahteva dodatne mehanizme zaštite i kontrole – njome je teže upravljati. Upravo zato je neophodno razviti efektivan i efikasan sistem putovanja kroz svemir. Trenutno se nalazimo na raskrsnici, baš kao što je to bilo i pre nekoliko stotina godina, kada su otpočele velike ekspedicije otkrivanja naše planete i njenih novih prostranstava. Upravo time je omogućen dalji rapidan razvoj, izlazak iz mračnog srednjovekovnog doba, te prelazak u moderno doba, koje je bilo osnova industrijske ere. Zašto je to tako? Ekspedicije Magelana i Kolumba, kao i mnogih drugih, omogućile su rast trgovine, zahtevale su tehnološki napredak, proširile su i produbile bazu resursa, ali i obezbedile rast ljudske populacije. To je bio neophodan korak, bez koga bi se civilizacija raspala usled stagnacije, a slično stojimo i danas. Uskoro ćemo biti prinuđeni na prelazak iz adolescencije u zrelo doba civilizacije, što podrazumeva brz napredak svih nauka, kao i koheziju naroda i nacija, odnosno sjedinjavanje pojedinačnih država. Neophodno je razviti nove transportne sisteme, s tim što se ovog puta susrećemo sa mnogo većim izazovima i disproporcionalno većim prostranstvima i pretnjama. Sasvim pouzdano rečeno, ako ljudska civilizacija ne uspe u ovom poduhvatu – ona će izumreti, tome nema alternative. Upravo zato su fizika i druge prirodne nauke od suštinske važnosti za ljudsku vrstu.

Svemirski brod koji kao pogon koristi crnu rupu, tj. Hokingovu radijacuju kao sredstvo impulsa.

Koje su opcije pred nama i kakvi nas izazovi očekuju? Da li je moguće napraviti sistem transporta koji će otvoriti nebesku kartu? Ovo su teška i važna pitanja, na koja nema definitivnog odgovora, ali problemu treba pristupiti na sistematičan način. Problemi koji se pred čovečanstvo stavljaju su razni – od velike radijacije u međuplanetarnom i interstelarnom prostoru, do ogromnih razdaljina usled kojih su neophodne ekstremne količine energije kako bismo ih prevalili, preko problema bestežinskog stanja koje loše utiče na ljudsko telo. Primera radi, nama najbliži solarni sistem i najbliža zvezda – Alpha Centauri, nalazi se na oko četiri svetlosne godine od Zemlje ili oko 37 triliona kilometara. Sa trenutnom tehnologijom transporta, trebalo bi oko 80 hiljada godina da bi se došlo do nje.

Energija predstavlja najveći problem, što se pogona tiče. Poznata je Ajnštajnova jednačina E=MC2, koja govori o jednakosti mase i energije. Što brže želimo da se krećemo – više nam energije treba, usled toga što posedujemo masu. Odnosno, kako se približavamo brzini svetlosti, potrebna količina energije eksponencijalno raste, te da bismo se njome kretali, bilo bi nam neophodno beskonačno mnogo energije. To nije moguće učiniti na konvencionalan način – što ne znači da definitivno, niti apsolutno nije moguće i da postoji zakon fizike kojim se izričito zabranjuje.

Što se ovog pitanja tiče, debata među fizičarima i dalje traje. Neki metodi pogona su efikasniji od drugih, ali svaki pogon koji koristi sagorevanje ili reakciju materije pati od istog problema, a to je tzv. racio mase ili mass ratio, odnosno racio između mase broda i goriva koje je potrebno da se dostigne određeno ubrzanje ili brzina. On opisuje koliko je hipotetički brod masivniji sa gorivom u odnosu na situaciju bez goriva i predstavlja meru efikasnosti određenog pogonskog sistema. Da bismo stekli uvid u efikasnost određenog pogona i njegove gabarite, možemo koristiti raketnu jednačinu Ciolkovskog, koja glasi:

Δv=ve*ln*m0/m1

gde je m0 ukupna početna masa u kg uključujući i gorivo, m1 je završna masa u kg, ve  je brzina izduvnih gasova iz motora u m/s, kao i racio mase=m0/m1=eΔv/ve. Dakle, cilj je da hipotetički svemirski brod ima što je moguće niži racio mase, a da pri tome ostvaruje veliku brzinu i da ima veliki potisak, tj. ubrzanje. Idealno bi bilo kada bi se ostvarilo ubrzanje od 1 g, odnosno 9,81 m/s ili više od toga u dužem vremenskom intervalu, tako bi se za 5 do 6 dana konstantnog ubrzanja od 1 g dostigla brzina od oko pet hiljada km/s – što znači da bi trebalo malo više od jednog dana da se prevali razdaljina od Zemlje do Jupitera (oko 600 miliona kilometara).

Da li ste se ikada zapitali šta je najvrednije i najređe u celom univerzumu? Odgovor nije vreme, niti drago kamenje ili plemeniti metali, već – život.

Kada bismo ovladali ovakvim pogonom, efektivno bismo postali interplanetarna civilizacija. Putovanja do patuljaste planete Pluton, koja je u proseku udaljena od Zemlje 5 milijardi km, mogla bi da postanu učestala i rutinska. Ovo bi otvorilo vrata ka kolonizaciji ostalih planeta, ekstrakciji resursa iz asteroida i drugih nebeskih tela, odnosno – razvio bi se potpuno novi i revolucionarni model ekonomije. Ovakve ekspedicije bi zahtevale napredak i na drugim poljima nauke, kao što su medicina, biologija, hemija, elektronika, mašinstvo i ne samo prirodne nauke, već bi benefit imale i društvene nauke. Dakle, bila bi to era sveobuhvatnog napretka i istupanja u potpuno nove teritorije znanja i prosperiteta.

Ovladavanje solarnim sistemom bio bi neophodan korak za čovečanstvo pre nego što postane interstelarna civilizacija. To je još veći i smeliji poduhvat, koji zahteva dodatna revolucionarna otkrića pre svega u fundamentalnoj fizici, zatim u hemiji, biologiji i inženjerstvu. Dakle, bilo bi neophodno shvatiti šta je zapravo „tamna materija” – da li je možemo koristiti za sopstvene potrebe i kako je koristiti ukoliko je to moguće, šta je „tamna energija” i da li i nju možemo koristiti, zatim da li možemo efikasno proizvoditi ili sakupiti značajnije količine antimaterije. Dalje, treba odgonetnuti gravitaciju na kvantnom nivou, možda čak unaprediti Ajnštajnovu teoriju relativiteta i teoriju kvantne mehanike (odnosno Standardni model), koje su u najboljem slučaju dobre aproksimacije stvarnosti, ali ne i njen apsolutno tačan opis. Zaključak je da verovatno postoji prostor za dalji napredak i dodatno pojašnjenje prirodnih zakona i osnova fizike – odnosno zakona koji upravljaju univerzumom. Možda najvažniji zadatak današnjih fizičara jeste da preciznije definišu gravitaciju i opišu je na kvantnom nivou. Tek nakon ovih, budućih otkrića, možemo definitivno govoriti o mogućnosti ili nemogućnosti relativno brzog putovanja kroz svemir, kao i o konačnoj sudbini čovečanstva. Za relativno brza interstelarna putovanja, makar u našem neposrednom kosmičkom okruženju, neophodno je razviti relativističke brzine, tj. brzine pri kojima se ispoljavaju relativistički efekti koje su Ajnštajn i drugi naučnici detaljno opisivali. To je pre svega efekat koji se ispoljava na vreme – time dilation. Za onoga ko se približava brzini svetlosti, vreme sve više usporava, te tako npr. pri 99,9 posto brzine svetlosti, vreme bi se usporilo za faktor od 22,4 puta (u pitanju je Lorencov faktor). Odnosno, u odnosu na posmatrača, vreme u brodu teče 22,4 puta sporije. Ovo je jasan benefit dostizanja visokih relativističkih brzina. Uzmimo za primer slučaj ljudskog izlaska iz solarnog sistema – vreme mnogo sporije prolazi, koliko god da putovanje traje iz vizure eksternog posmatrača.

Prikaz modela prostor-vremena kod alcubierre warp drive-a, gde usled korišćenja egzotične materije sa imaginarnom masom dolazi do kontrakcije i širenja prostorno-vremenskog kontinuuma, pri čemu se postiže veća brzina od brzine svetlosti, a svemirski brod se nalazi u mehuru napravljenom od pomenute materije.

Osim energetskih zahteva, jedan od problema, jeste i potrebna zaštita konstrukcije broda pri pomenutim brzinama, jer u tim slučajevima čak i čestice prašine nose kinetičku energiju ravnu nuklearnoj bombi; CMB ili kosmičko pozadinsko zračenje takođe predstavlja problem koji bi stvarao otpor, tj. trenje. Naredni problem jeste promena kursa pri takvim brzinama, a to jednostavno ne bi bilo moguće s obzirom da bi na brod i posadu delovale fizičke sile koje bi ih u potpunosti uništile. Evidentno je da postoji više problema nego rešenja, stoga je neophodno shvatiti značaj njihovog rešavanja i implikacije nerešavanja, kao i benefite koje razrešenje donosi.

Što se pogona tiče, sledeće opcije postoje:

Opcije koje su dostupne u skladu sa trenutnim nivoom tehnološkog razvoja, kao i tehnologije koje će verovatno u bliskoj budućnosti biti dostupne:

  • Pogon koji koristi hemijsko, raketno gorivo

U kosmičkim razmerama  je izuzetno spor, te dovoljan samo za misije u neposrednoj blizini planete Zemlje. Maksimalna brzina koja se može dostići je oko 10 km/s. Problem je relativno mali, specifičan impuls koji meri koliko efikasno sistem propulzije koristi gorivo. Za ovaj pogon je karakterističan veliki racio mase.

  • Halov jonski motor 

Može dostići brzinu do 50 km/s, što uz mali potisak predstavlja njegov ključni nedostatak. Iako ima veću brzinu od klasičnih raketa na hemijsko gorivo, ima izuzetno malo ubrzanje I potrebno je dosta vremena kako bi postigao maksimalnu brzinu, pri čemu treba dodati i to da se ne može koristiti za lansiranje sa površine planete.

  • Solarna jedra

Koristeći sunčevu svetlost, tj. solarne vetrove ili/i veštački laserski snop velike energije, razvijaju ogromne, pa čak i relativističke brzine. Neki od problema su izuzetna kompleksnost i nepraktičnost sistema, nepostojanje dovoljno jakog lasera, neefikasnost, veoma malo ubrzanje i problemi prilikom zaustavljanja pre destinacije.

  • VASIMIR pogon

Takođe jonski pogon, koji koristi argon kako bi stvorio plazmu i ubrzao letelicu do čak 300km/s. Međutim, koristan je samo  u slučaju kada nije neophodan veliki potisak, npr. u svemiru, jer se nalazi u bestežinskom stanju. Takođe, ne razvija dovoljnu brzinu za rutinski transport između planeta.

  • Pogon na nuklearno gorivo

Ima više varijanti i trenutno je obećavajući metod za osvajanje solarnog sistema (makar njegovog unutrašnjeg dela, tj. sve do Jupitera). Ovaj pogon koristi nuklearnu fisiju, kako bi se proizvela energija koja bi se konvertovala u impuls i pokrenula  letelicu. Brzine koje bi se mogle razviti idu i do 15.000 km/s ili oko pet posto brzine svetlosti; ima veoma visok specifični impuls, ali problem stvaraju nedovoljan potisak i radijacija, koja je nusproizvod ovog pogona. Poznat je projekat Orion u koji je bio uključen čuveni fizičar i matematičar prof. Freeman Dyson. Ovaj projekat je pretpostavio korišćenje nuklearne energije, tj. nuklearne fisije kao pogonskog goriva. Ideja je bila da se na kraju svemirskog broda nalazi čvrsta potisna ploča od volframa, aluminijuma I čelika, pri čemu se izbacuju male termonuklearne bombe od nekoliko kilotona snage. One se detoniraju i time se proizvodi impuls. Brod je povezan amortizerima koji ublažavaju udarni talas do kokpita, odnosno kapsule sa posadom, tako da krajnji efekat jesu netaknuta kapsula i brod koji dobija ubrzanje. Prednost ovog projekta je u tome što tehnologija postoji i izvodljivo je napraviti ga, ali je nedostatak to što je nezgrapan, skup, ima mali potisak i stvara veliku količinu radioaktivnog otpada, budući da zahteva enormnu količinu termonuklearnih bombi.

  • Pogon na nuklearnu fuziju

Takođe ima više varijanti i od prethodne metode je znatno efikasniji, ali i značajno kompleksniji – umesto cepanja atoma podrazumeva njihovo spajanje, što zahteva mnogo više energije. Izuzev teorijskih dostignuća, nije poznato kako efikasno proizvesti fuziju tako da se dobije više energije od one upotrebljene za njeno iniciranje. Bilo kako bilo, ukoliko se razvije ovaj sistem pogona, mogle bi se dostizati brzine od 10 do 20 posto brzine svetlosti, odnosno i do 60 hiljada km/s. Opet se susrećemo sa jednim od glavnih problema, a to je potisak, koji bi bio relativno mali i ne bi se mogao koristiti za lansiranje sa površine planete.

Opcije koje su u domenu teorije ili zahtevaju nova naučna otkrića. Ova kategorija pogona, bila ona moguća ili ne, neophodna je kako bi čovečanstvo moglo da postane interstelarna civilizacija:

  • Pogon koji bi kao gorivo koristio antimateriju

Antimaterija je slična regularnoj materiji, osim što ima suprotno naelektrisanje i magnetni moment. Najpoznatiji primer čine elektron i pozitron. Kada se antimaterija i regularna materija dodirnu, dolazi do njihovog potpunog uništenja i konvertovanja 100% mase u energiju, zbog čega je antimaterija najefikasnije gorivo koje postoji. Sa stanovišta zakona fizike, ovo je najrealniji pogon iz razmatrane kategorije. Glavni problemi tiču se skladištenja i izuzetno velikih energetskih zahteva, kako bi se proizveo samo jedan gram antimaterije. Zakoni fizike dozvoljavaju njeno postojanje i proizvodnju, ali je trenutno izuzetno nepraktična i skupa. Drugi problem je njeno skladištenje, jer zahteva jaka magnetna polja kako se ne bi dodirnula sa regularnom materijom. Ako čovečanstvo ikada bude osmislilo kako da na efikasan način proizvede i skladišti dovoljne količine antimaterije, to će biti jedno od najznačajnijih, ako ne i najveće dostignuće – time će se obezbediti dugoročan opstanak celokupnog života. Mogu se dostići relativističke brzine, a uz izuzetno efikasan način njene proizvodnje, čak i brzine gotovo ravne brzini svetlosti. Tada bi Lorencov faktor postao ekstreman – 100 i više, što bi značilo da vreme na takvom brodu teče 100 puta, ili više od 100 puta sporije u odnosu na posmatrača van broda.

  • Kugelblitz drive – pogon koji bi koristio crnu rupu kao sredstvo za generisanje energije

Zvuči neverovatno, ali crna rupa emituje Hokingovu radijaciju i to u većoj meri što je manja. Za te potrebe, morala bi da bude i više nego mikroskopski mala; Švarcšildov poluprečnik morao bi biti oko 0,9 atometara; težila bi oko 600 hiljada tona; imala bi vek trajanja oko 3,5 godina, pri čemu bi emitovala energiju u iznosu od 160 petavata pre nego što ispari. Ovakva crna rupa mogla bi se proizvesti pomoću veoma jakih lasera, jer se na osnovu Ajnštajnove jednačine E=MC2 zna da je energija ekvivalentna masi, što dalje znači da se masa ne mora kompresovati do određenog Švarcšildovog poluprečnika kako bi se stvorila crna rupa. To se može uraditi i pomoću čiste energije, tj. svetlosti, koristeći veoma snažne lasere. Trik je u tome što trenutno ne postoje toliko snažni laseri i nije jasno da li će ih ikada biti, niti je naše razumevanje crnih rupa dovoljno razvijeno u ovome trenutku. Preciznije rečeno – ovaj model pogona je striktno teorijski koncept.

  • Alkubijerov pogon ili Alcubierre warp drive

Hipotetički primer pogona koji je razvio fizičar dr Miguel Alcubierre, a podrazumeva veoma kompleksnu fiziku i složenu geometriju prostora, kako bi se formirao tzv. balon negativne energije oko broda. Prostor ispred broda bi se skupljao, a iza broda rastezao, odnosno širio. Ukoliko se ikada pokaže kao moguć, ovaj koncept bi omogućio kretanje kroz svemir proizvoljno željenim brzinama, što bi moglo da znači i brže od svetlosti. Zahvaljujući teoriji relativiteta, poznato je da su prostor i vreme relativni pojmovi, a da prostor može da se širi i skuplja potpuno slobodno. Upravo zbog ovoga, moguće je „prevariti prirodu”, jer se brod unutar pomenutog „balona” ne bi ni kretao, već bi se prostor ispred i iza broda menjao, dok se brzina svetlosti kao konstanta ne odnosi na prostor, već na informaciju i materiju u prostoru – što znači da se u ovom slučaju ne krše zakoni fizike koji se tiču te problematike. Primer jeste činjenica da se svemir konstantno širi i to se dešava brže od brzine svetlosti, pri čemu odgovornost pripada tzv. „tamnoj energiji”, odnosno fenomenu koji čini da se prostor širi i o kome se skoro ništa ne zna (otuda i naziv „tamna”). Problem sa ovim pogonom jeste što zahteva negativnu energiju ili negativnu masu da bi funkcionisao, a po svemu sudeći tako nešto ne postoji u prirodi.

Priroda je poput vatre – dobar sluga, ali okrutan gospodar.

Postoje i drugi problemi koji zahtevaju nova otkrića iz fizike, za koja se ne zna ni da li mogu biti postignuta, odnosno da li su realna. Upravo zato, ovaj model je isključivo teorijski koncept koji verovatno nikada neće postati deo realnosti, ali ukoliko pak postanu, time bi se otvorile trenutno nezamislive, naučno-fantastične mogućnosti. Neki fizičari ne gube nadu, te upućuju na to da je neophodno bolje razumeti gravitaciju, otkriti šta su „tamna energija” i „tamna materija”, kao i odgonetnuti druge zagonetke u fizici pre nego što se definitivno otpišu ovakav ili sličan način pogona budućih svemirskih brodova. Naučnica i fizičarka dr. Sabine Hossenfelder je jedan od skeptika otvorenog uma, koja iako i sama ističe probleme u vezi sa ovakvim pogonom, tvrdi da naše znanje iz fizike još uvek nije dovoljno proaktivno, kako bismo odbacili mogućnost putovanja koje je brže od svetlosti. Dalje, ona upućuje na to da je kvantna teorija samo dobra aproksimacija stvarnosti, ali ne i njen potpuno precizan ili izričit opis. tako da i dalje postoji prostor za modifikaciju i napredak, a time i nada za pogonom koji će nas odvesti među zvezde.

  • Crvotočina, odnosno wormhole

Sličan je prethodno opisanom pogonu i takođe zahteva neku vrstu neobične materije, odnosno negativnu energiju – kako bi se zidovi crvotočine stabilizovali i osigurali od kolapsa prilikom prolaska kroz nju. Ovaj koncept nosi teret istih ili sličnih problema kao i Alkubijerov pogon.

  • Nereakcioni pogoni koji bi koristili „tamnu materiju”

U pitanju su hipotetički pogoni poput Q-pogona ili EM-pogona, koji ne zahtevaju gorivo u konvencionalnom smislu. Impuls stvaraju praktično ni iz čega i stoga su gotovo sigurno nemogući, a kose se i sa mnogim drugim zakonima fizike. Za pogon pomoću „tamne materije” prvo je neophodno pojmovno definisati i opisati karakteristike te materije. Za sada se pretpostavlja da ima interakciju jedino sa gravitacijom. Međutim, pod određenim pretpostavkama, ukoliko bi tamna materija istovremeno bila i svoja antimaterija, to bi značilo da bi se pri visokim energijama njene dve čestice mogle spojiti, čime bi se postigao isti efekat kao pri korišćenju regularne antimaterije. Pozitivna stvar je to što ona čini oko 85% materije u svemiru, a ostalo je ono svakodnevno vidljivo. Gotovo je svuda oko nas, te ne bi bilo neophodno proizvoditi je i skupljati, kao u slučaju regularne antimaterije. Bilo bi potrebno navesti dve čestice „tamne materije” da međusobno reguju, pri čemu tu i jeste glavni problem – ne zna se da li je tako nešto moguće ili kako to uraditi, ukoliko jeste.

Ljudska potreba za kretanjem, širenjem civilizacijskih tekovina, kao i neophodnost novih prostranstava su čovečanstvu oduvek bili snažan motor i izvor motivacije da, korak po korak, prolazi kroz milenijume, prevazilazi sve prepreke, prilagođava se promenama. Ljudska vrsta, kao jedna od evolutivno najuspešnijih – ako ne i najuspešnija, svoje dalje kretanje, razvoj i nadanja neupitno je usmerila ka zvezdama, te nas svako naredno dostignuće u razumevanju prirode i upravljanju silama koje njome vladaju vode bliže tom cilju.

Ostaje da vidimo da li ćemo prevazići jednu od najvećih prepreka koja se pred ljudsku vrstu može postaviti, a to je da na efektivan i efikasan način savladamo metode interplanetarnog I interstelarnog putovanja. Na kraju, važno je shvatiti da su ljudi deo prirode, odnosno svemira i da ne možemo odvajati svemir od sebe, već naprotiv – treba shvatiti da je on u nama i da živi kroz nas.

AUTOR: Boris Simović

Ocenite tekst: