A sci fi írók többsége a nagy betűs Jövőt minimum egy másik bolygón, de a merészebbek egy másik csillagrendszerben, esetleg egy több galaxison átívelő, idegen populációkkal vegyes emberi civilizációként képzeli el. Ezek mindegyikéhez elengedhetetlen az űrutazás fejlesztése. Ebben a részben kicsit távolabb zoomolva, úgymond kívülről járjuk körbe a témát, míg a cikk második részében belülről szemlélődünk.

A tudomány jelen állása szerint semmi sem képes gyorsabban haladni a fénynél. Mindemellett érdemes megjegyezni, hogy történtek kísérletek szép számmal, melyek a telepátia vizsgálatára irányultak, és nagy földrajzi távolság – Föld felszíne és űrállomás – esetén is a másodperc töredékének pontosságával működtek.

Bár úgy tűnhet, hogy a telepátia, mint az elmék közti kommunikáció egy fajtája, nem áll összefüggésben az űrutazással, de a továbbiakban megemlítek egy fikciót, mely mégis összehozza ezt a kettőt a gyorsabb csillagközi haladás érdekében.

Űrutazás generációkon át, vagy holnapra ott vagyunk?

A távolságok odakint a kozmoszban szinte elképzelhetetlenül nagyok. Gyakran olvassuk, vagy látjuk a filmekben, hogy az űrhajók naprendszereket szelnek át szinte pillanatok alatt, látványos térugrásokat hajtanak végre, vagy egyszerűen térkaput, más néven csillagkaput nyitnak, és úgy utaznak a terek egymástól irdatlanul messze lévő pontjai között.

Az űrben a távolságokat jelenleg fényévekben mérik, ami azt a hosszúságú utat jelenti, amit a fény légüres térben egy év alatt megtesz. Kisebb mértékegység a fényóra és a fényperc, értelem szerűen amekkora távot 1 földi óra alatt, vagy egy földi perc alatt tesz meg a fény vákuumban.

A Föld és a Hold 1,28 fénymásodpercre van egymástól, a Nap pedig 8,3 fénypercre van a Földtől. Egészen közelinek hangzik. A legközelebbi csillag, a Proxima Centauri a Földtől 4 fényévnyire van. Még ez sem hangzik olyan soknak, tekintve hogy két naprendszeren is át kell haladnunk hozzá.

De ha elkezdünk számolni, miszerint 1 fényév 9,4607 billió kilométer, és figyelembe vesszük a mai leggyorsabb űrhajónk sebességét, akkor ez a kis kiruccanás 110 000 évig tartana, csak odafelé. Hát, így már elég sok az utazással töltött idő. (ha esetleg inkább a galaxisunk közepét céloznánk, oda 660 millió évig tartana az út)

Ahhoz, hogy néhány évtized alatt eljuthassunk a legközelebbi csillaghoz, a jelenlegi leggyorsabb űreszközünk sebességének minimum az ezerszeresére lenne szükség, a meghajtáshoz szükséges energia pedig milliószorosa kellene, hogy legyen a jelenleg felhasznált energiamennyiségnek. Ennek egy lehetséges megoldásáról a továbbiakban még szó lesz.

Hogyan képzeli el a tudomány az űrutazás hosszának lerövidítését?

Mind a speciális-, mind az általános relativitás kínál spekulatív megoldást az űrutazás problémájára.

A speciális relativitás szerint, ha egy űrhajó közel fénysebességgel halad, akkor a rajta utazók számára lassabban múlik az idő, mint a világ többi részén. Ezt a jelenséget nevezik idődiletációnak.

Az általános relativitás pedig a féregjáratok lehetőségét veti fel, melyek létezése (ha léteznek egyáltalán) nem sérti meg az alapvető fizikai törvényszerűségeket.

Ha egy űrhajó átlagsebessége elérhetné a fénysebesség tizedét, akkor 40 éven belül odaérhetne a Proxima Centaurihoz. Bár még egy ilyen viszonylag rövid idejű vállalkozás során is számolni kell az oda-vissza késedelmi idő jelenségével, ami azt jelenti, hogy mivel az üzenet sem képes gyorsabban haladni a fénynél, ezért az információ jóval később ér célba, mint ahogy azt elküldték. Ilyen módon az űrhajó legénységét valamelyest elszigeteli a Földön lévőktől, ami egy esetleges probléma fellépése során komoly gondot jelenthet.

Űrutazás a téridőben, ahogy a sci fi írok képzelik

Számos elképzelés született az űrutazás milyenségére a távoli jövőben, most ezekből szemezgetünk néhányat:

• Speciális relativitás és idődilettáció
  Orson Scott Card író a Végjáték regénysorozatában alkalmazza ezt a jelenséget, miszerint az idő lassabban múlik az űrhajón utazók számára, mint a világ többi részén élőknek. A történet főhőse, Ender Wigin a nővérével, Valentine-nal utazgatnak az emberek által benépesített kolónia bolygók között, melynek köszönhetően számukra alig 20-30 év telik el, míg a Földön ezalatt 3 évezred forog le. Valentine történelem írással foglalkozik, így több ezer éven át ír az emberiség történelméről, melynek valamelyest tanúja, még ha roppant távolságból is.
• Át az Odaátba és vissza
  Szintén az első pontban említett regénysorozat utolsó kötetében található ez a fikció, mely a fénysebességnél gyorsabb utazást tesz lehetővé. Érdekessége, hogy teljesen új megközelítési módot alkalmaz a „divatos” térhajlítás, vagy féregjáratok helyett.
  Itt pedig elérkeztünk a telepátia, vagyis pontosabban az elme különleges szerepéhez az űrutazásban. A történet szerint a leggyorsabb utazás úgy valósítható meg, ha átlépünk egy párhuzamos dimenzióba, ezt nevezi az író Odaátnak, majd onnan a jelen dimenziónk egy tetszőleges pontjára lépünk ki onnan.
  Az Odaátban ugyanis más természeti törvények uralkodnak, és bármely pontján be- és kiléphetünk. A módszer előfeltétele, hogy legyen egy lény, aki az elméje által egyben tartja – értsd: memóriájában tartja – az Odaátba lépő dolgokat és lényeket, hogy hiánytalanul és egyben kiléphessenek onnan. Ez egyfajta teleportáció. (a teleport elképzelésekről bővebben olvashatsz ebben a cikkben)
  A regényben egy olyan élőlény képes erre, aki a számítógépes hálózatokban született és létezik, de önálló, élő entitás, egy mega számítógép elmekapacitásával. A telepátia továbbá ott kapcsolódik még ehhez a lényhez, hogy telepátia útján „született”, ha lehet így fogalmazni. A történet szerint amikor egy telepátiával kommunikáló idegen faj próbált a számítógépes hálózatokon keresztül kapcsolatba lépni a regény főhősével, az említett entitás ekkor, ebből a kapcsolatfelvételből „szakadt ki” önálló lényként.
• Biológia test elhagyása
  Ha már a különleges, fizikai testtel nem rendelkező elméknél járunk, érdemes megemlíteni Nemere István író Világok világa című regényének fikcióját. A történet főszereplői olyan magas fejlettségi szinten lévő entitások, akik valaha emberek voltak, csak biológiai testüket hátrahagyva, elméjüket egy speciális számítógépre töltötték fel, és ebben léteznek és utaznak, élnek a világűrben.
  Mivel az öregedés, és igazából az idő múlását jelző biológiai funkciók megszűntek, az idő múlása szinte nem is létezik számukra, gyakorlatilag a végtelenben élnek. Így nincs jelentősége annak, hány millió évet töltenek utazgatással két galaxis között.
• Hiperhajtómű
  A Star Trek tévésorozat űrhajójának felszerelése, mely egy téridő-buborékot hoz létre, amiben az űrhajó mozdulatlanul lebeg, a buborék viszont a fénysebesség sokszorosával halad a célállomás felé. Más magyarázatok szerint a téridőt torzítják fénysebességgel, és ez hozza létre a térugrás jelenségét, de erről a későbbiekben még részletesebben szó lesz.
• Csillagkapu
  Film és több sorozat is napvilágot látott a témában, melyben egy, az ősöknek nevezett fejlett technológiával rendelkező civilizáció olyan eszközöket épített és hagyott hátra, mellyel út, vagy más néven féregjárat nyitható a világegyetem két tetszőleges pontján lévő kapu között. Bár szigorúan véve ez nem is annyira űrutazás, mint inkább teleportáció.
  A járatok működési elvére, hogy a kapun áthaladó anyagot információ formájában továbbítja a szerkezet, és a cél kapu ezen információt újra fizikai entitássá, illetve tárgyakká állítja össze. Gyakorlatilag egy teleportáló eszköz, mely eszméletlen nagy távolságok áthidalására képes.

Kutatási eredmények – hogyan tegyük meg a világűr elképesztő távolságait?

A jelenleg használatban lévő ionhajtómű sajnos csak kisebb űreszközök, főleg űrszondák meghajtására alkalmas. Ez egy elektromos hajtómű, ami ionizálja a xenongázt, ami az elektromos áram hatására felgyorsulva kilép a kamrából egy ionfelhő formájában. Lassan gyorsul vele az objektum, de hosszú távon nagy sebességet lehet vele elérni, illetve igen gazdaságosan, 60%-os hatásfokkal működik.

Ezen kívül többféle javaslat is napvilágot látott az űrutazás roppant idejének lerövidítésére. A kutatások elsősorban az űrhajók gyorsítását tűzték ki célul, és nem az alternatív dimenziók és térkapu nyitási lehetőségek fikcióinak vizsgálatára irányulnak.

Az egyik lehetőség ezen gyorsítási módszerek közül, hogy szállított üzemanyaggal működtetnék a nukleáris vagy fúziós meghajtókat. Sikeresebb elképzelés lehet Robert W. Bussard elképzelése, miszerint a szükséges hajtóanyagot nem szállítanák, hanem az űrhajó útközben gyűjtené be, hisz a csillagközi teret diffúz hidrogén tölti ki, ami a fúziós rakéta üzemanyaga.

Fűződnek kutatások az antianyag erőforrásként való hasznosításához is, bár ez még gyerekcipőben jár. Ehhez kapcsolódóan érdemes megvizsgálni a hiperhajtómű kérdését is, ami a tér torzításán alapszik. A NASA is folytat kutatásokat ezen a területen, mivel egy mérnökük, dr. Harold White több ízben is úgy nyilatkozott, hogy „valóságossá válhat a Star Trekben látott hiperhajtómű”.

A tértorzítás módszerének lényege, hogy az űrhajó maga előtt a téridőt tömörítené, maga mögött pedig kiterjesztené a teret, így rövidítve le két pont között az utazást egy téridő-buborékkal, amiben gyakorlatilag mozgás nélkül haladna, mert maga a buborék mozog.

Érdemes megjegyezni, hogy a relativitás elmélete szabadon megengedi azt, hogy a téridő fénysebességnél gyorsabban táguljon vagy húzódjon össze, míg a fénysebességnél lassabban mozgó tárgyakra kimondja, hogy csak végtelen energiával gyorsíthatók fel fénysebességre.

Nagyon inspiráló a Sci fi tudomány című sorozat, melynek egy epizódjában Dr. Michio Kaku elméleti fizikus a hiperhajtómű készítését mutatja be, és animációk által szemlélteti a pontos működési mechanizmust. Igazán látványos, és tudományos elemekben gazdag epizód.

Dr. Michio Kaku: Hogyan fedezzük fel a világegyetemet

A jelenlegi tudásszintünkön elérhető legjobb módszernek a részecskesugár meghajtás tűnik, ami egyúttal gyorsítani és fékezni is képes az űrhajót úgynevezett napvitorlával és mágneses vitorlával. Mindkét módszer fontos előnye, hogy nem kell plusz súlyt cipelni, nincs szükség üzemanyagra. A mágneses vitorla működése továbbá azon alapul, hogy képes kölcsönhatásba lépni a célcsillag csillagszelében lévő plazmával. Ezek a módszerek pedig olcsóbbak is, mint a nukleáris impulzusmeghajtás.

Most akkor fikció vagy már valóság?

Bár a NASA közölt előrehaladásokat a tértorzítás területén, és ígéretes, bár zavarba ejtő eredményeket mutattak fel a lézerhajtóművek fejlesztésénél, a kutatások közel sem járnak ott, hogy gyakorlati hasznukat lehetne venni. Továbbá jelentős problémát jelent az űrhajók védelme is, melyről bővebben írok a Pajzstechnológia című cikksorozat első részében.

A sci fi írók fantáziájára pedig mindig lehet számítani, ha valami rendkívüli kihívás elé kerül a tudomány. Azt pedig ki tudná előre megmondani, hogy melyik fikció kattint be valamit egy mérnök elméjében, amiből eget rengető tudományos megoldás születhet.

források a teljesség igénye nélkül:
wikipédia: https://hu.wikipedia.org/wiki/Csillagk%C3%B6zi_rep%C3%BCl%C3%A9s
index.hu: https://index.hu/tudomany/2014/06/11/ilyen_lesz_a_nasa_hiperhajtomuves_urhajoja/
cink.hu: https://cink.hu/mukodik-a-nasa-hajtomuve-ami-latszolag-ellentmond-a-fi-1701452360
idokep.hu: https://www.idokep.hu/hirek/tenyleg-hiperhajtomuvet-fejleszt-a-nasa
Nemere István: Világok Világa,
Nemere István: Titkok könyve
Orson Scott Card: Végjáték könyv sorozat
Csillagkapu sorozat
Star Trek sorozat
Lawrence M. Krauss: A Star Trek fizikája