Πώς θα μπορούσαμε να φτάσουμε στη «Γη 2.0»: 4 μέθοδοι «επιστημονικής φαντασίας» για το μεγάλο ταξίδι στα άστρα

Η είδηση της ανακάλυψης του Kepler-452b από τη NASA προκάλεσε ενθουσιασμό παγκοσμίως, καθώς πρόκειται για έναν πλανήτη ο οποίος θεωρείται ότι αποτελεί πρακτικά «εξάδελφο» της Γης μας, και ως εκ τούτου θα μπορούσε να φιλοξενεί (ή να έχει φιλοξενήσει στο παρελθόν) ζωή- ίσως και παρεμφερή με τη γήινη.

Ωστόσο, με όλο τον ενθουσιασμό, η απόσταση που μας χωρίζει από την αποκαλούμενη «Γη 2.0» είναι...αρκούντως υπολογίσιμη, καθώς είναι, ούτε λίγο ούτε πολύ, 1.400 έτη φωτός: Αυτό σημαίνει ότι ακόμα και ένα διαστημόπλοιο που θα ήταν σε θέση να κινείται με την ταχύτητα του φωτός (299.792.458 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο στο κενό), τη μεγαλύτερη/ οριακή ταχύτητα που υπάρχει στη φύση (σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν), και πάλι θα χρειάζονταν 1.400 χρόνια για να φτάσει κανείς εκεί. Και ακόμα και αν θεωρηθεί «βιώσιμο» από άποψης ταξιδιού ένα τέτοιο χρονικό διάστημα, και πάλι υπεισέρχονται στην «εξίσωση» δύσκολες «μεταβλητές», όπως η «παραμόρφωση» του χρόνου: σε γενικές γραμμές, ο χρόνος κυλάει διαφορετικά (πιο αργά) για αυτούς που βρίσκονται στο σκάφος και για αυτούς που βρίσκονται στη Γη, κάτι που θα μπορούσε να δημιουργήσει διάφορες επιπλέον «επιπλοκές» όσον αφορά σε μια αποστολή σε έναν τόσο μακρινό προορισμό.

Γενικότερα, ο επιστημονικός κόσμος (πέρα από τα παλιά σενάρια επιστημονικής φαντασίας, που «έβλεπαν» σκάφη τα οποία κινούνται «άμεσα» με υπερφωτονικές/υπερφωτεινές ταχύτητες), έχει μάλλον απορρίψει το ενδεχόμενο δημιουργίας ενός τέτοιου κινητήρα/ διαστημοπλοίου, για δύο βασικούς λόγους.

Ο πρώτος είναι ότι υπάρχουν απροσπέλαστα εμπόδια από άποψης Φυσικής: Βάση της θεωρίας της Σχετικότητας, όταν ένα σώμα πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, η μάζα εξαρτάται από την ταχύτητα: κοινώς, η μάζα αυξάνει όσο αυξάνει η ταχύτητά του, και αυτό συνεπάγεται ότι τόσο πιο πολύ πλησιάζει το σκάφος την ταχύτητα του φωτός, τόσο πιο δύσκολη είναι η προώθηση από τους κινητήρες- και αυτό δυσκολεύει όλο και περισσότερο όσο πλησιάζει ένα σκάφος στην ταχύτητα του φωτός, με τελικό αποτέλεσμα η μάζα του να γίνεται άπειρη εάν, ακόμα και αν (με κάποιον τρόπο παραγωγής ενέργειας/ απόδοσης κινητήρων που θα μπορούσε να συμβαδίσει) το σκάφος «έπιανε» την (ανώτατη/ οριακή) ταχύτητα του φωτός. Και φυσικά υπάρχουν και επιπλέον, λιγότερο «φυσικής» φύσης ζητήματα, όπως οι επιπτώσεις σε ένα πλήρωμα από την επιτάχυνση, η παραμόρφωση του χρόνου, οι κίνδυνοι πλοήγησης (σε ακραίες ταχύτητες ακόμα και η σύγκρουση με έναν κόκκο σκόνης μπορεί να έχει ολέθριες συνέπειες) κ.α.

Ο δεύτερος λόγος είναι ότι, ακόμα και με ένα σκάφος που (με κάποιον τρόπο επιστημονικής φαντασίας) «πιάνει» την ταχύτητα του φωτός, θα επρόκειτο για «δώρο άδωρο», καθώς και πάλι οι αποστάσεις μεταξύ των άστρων είναι τεράστιες: Ακόμα και με τεχνολογία που θα επέτρεπε σε ένα σκάφος να κινηθεί με την ταχύτητα του φωτός, θα χρειάζονταν και πάλι 1.400 χρόνια για να φτάσουμε στη «Γη 2.0».

Για τους άνωθεν λόγους, θεωρείται ότι η ταχύτητα του φωτός αποτελεί ένα όριο απροσπέλαστο, και πάνω από όλα (ακόμα και αν «έσπαγε»), μη πρακτικό. Οπότε, πλέον τα οράματα της επιστημονικής φαντασίας στρέφονται προς άλλες κατευθύνσεις, οι οποίες επιδιώκουν να «παρακάμψουν» ή να αποδεχτούν/ συμβιβαστούν με τη Σχετικότητα, αξιοποιώντας πιο «συμβατικές» μεθόδους. Ακολουθούν τέσσερις τεχνολογικές «φιλοσοφίες» που (δεδομένων βέβαια τεράστιων τεχνολογικών αλμάτων, σε κάθε περίπτωση, πρακτικού χαρακτήρα) θα μπορούσαν να ανοίξουν τον δρόμο για τα άστρα, με τον έναν ή με τον άλλο τρόπο.

Σκάφος με ταξιδιώτες σε νάρκη

Η κρυονική αποτελεί ένα από αυτά τα «όνειρα» της επιστημονικής φαντασίας που μοιάζουν να βρίσκονται πάντα «τόσο κοντά, αλλά τόσο μακριά». Η κεντρική ιδέα είναι το «πάγωμα»/ νάρκη του πληρώματος, το οποίο παραμένει σε αυτή την κατάσταση καθ'όλη τη μακροχρόνια διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού. Οι επιβάτες ξυπνούν όταν το σκάφος -που κινείται με «συμβατική» (από άποψης Φυσικής, επειδή και πάλι, εν συγκρίσει με τα σημερινά δεδομένα, θα απαιτούνται καινοτόμες τεχνολογίες προώθησης, όπως η πυρηνική προώθηση, τα ηλιακά ιστία κ.α.- καθώς και φυσικά αντίστοιχες πηγές ενέργειας, όπως η πυρηνική σύντηξη) προώθηση έχει φτάσει στον προορισμό του.

Τα αποκαλούμενα «sleeper ships» αποτελούν ένα δημοφιλές μοτίβο της επιστημονικής φαντασίας. Στην περίπτωση του Kepler-452B ωστόσο, η κρυονική τεχνολογία θα έπρεπε να είναι αρκετά επαρκής και αξιόπιστη για να μπορέσει να κρατήσει ζωντανούς εν υπνώσει τους επιβάτες του για ένα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (ας μην ξεχνάμε ότι ο πλανήτης απέχει 1.400 έτη φωτός, και το σκάφος δεν θα κινείται με ταχύτητα του φωτός, ακόμη και λαμβάνοντας υπόψιν την παραμόρφωση του χρόνου). Μέσα σε αυτό το διάστημα, κάποιος θα πρέπει να αναλαμβάνει τη συντήρηση του σκάφους: είτε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης/ ρομποτικής, είτε ένα επίλεκτο πλήρωμα το οποίο θα ξυπνά τακτικά για να ελέγχει τα πράγματα, ή που θα είναι ταγμένο να παραμένει «ξύπνιο» για πολλές διαφορετικές γενεές, όσο διαρκεί το ταξίδι. Και αυτό οδηγεί στο επόμενο σενάριο.

Σκάφη γενεών (generation ships)

Είναι ακόμα πιο «συμβατικού» χαρακτήρα από ό,τι τα sleeper ships, αλλά, με τον τρόπο του, είναι πιο φιλόδοξων/ επικών διαστάσεων. Η κεντρική ιδέα είναι ότι δεν θα είναι οι αρχικοί επιβάτες που θα φτάσουν στον προορισμό, αλλά οι απόγονοί τους. Το «generation ship», το οποίο κινείται με ταχύτητα μικρότερη του φωτός στο Διάστημα (ακόμα και αν την πλησιάζει) αποτελεί ένα κλειστό, αυτάρκες οικοσύστημα- μια ζωντανή, λειτουργούσα αποικία, με έναν πληθυσμό ο οποίος ζει εκεί, εξελίσσεται, αναπαράγεται για χρόνια, ίσως και για αιώνες και για χιλιετίες: Φανταστείτε μία πόλη σε ένα διαστημόπλοιο που ταξιδεύει στο Διάστημα. Οι κάτοικοί της έχουν την καθημερινή ζωή τους, κάνουν παιδιά, γερνούν, πεθαίνουν και κάποια στιγμή, μια από τις επόμενες γενεές, οι απόγονοί τους, θα φτάσουν στον προορισμό τους. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά μεγαλόπνοο όραμα, το οποίο μπορεί να μην «σκοντάφτει» στη Φυσική, αλλά έχει τεράστιες τεχνολογικές απαιτήσεις. Το πλοίο θα πρέπει να είναι γιγαντιαίων διαστάσεων, προκειμένου να μπορεί να φιλοξενεί και συντηρεί ένα πλήρες, αυτόνομο και ανανεούμενο οικοσύστημα (αέρας, νερό, γεωργία, κτηνοτροφία, ενέργεια), που με τη σειρά του θα μπορεί να συντηρεί έναν πληθυσμό επαρκούς μεγέθους ώστε να διασφαλιστεί (από γενετικής, αλλά και κοινωνικής άποψης) η υγιής εξέλιξη και επιβίωσή του ανά τους αιώνες που θα διαρκέσει το ταξίδι.

Κινητήρας στρέβλωσης ή δίνης (Warp Drive)

Μπαίνοντας στο «βασίλειο» αυτών που προσπαθούν να παρακάμψουν τη Σχετικότητα, οι φίλοι του Star Trek γνωρίζουν σίγουρα την έννοια του Warp Drive (ελληνιστί, κινητήρας στρέβλωσης ή δίνης) – ή, βάσει των ιδεών του Μεξικανού φυσικού Μιγκέλ Αλκουμπιέρε, Alcubierre drive. Η κεντρική ιδέα είναι ότι, αντί το διαστημόπλοιο να επιταχύνει το ίδιο τον εαυτό του σε υψηλές ταχύτητες για να κινηθεί στον χώρο...αλλάζει τον χώρο, προκειμένου, τρόπον τινά, να «κόψει δρόμο». Στην ουσία, το διαστημόπλοιο (μέσω κάποιου είδους κινητήρων/ γεννητριών παραγωγής βαρύτητας), στρεβλώνει τον χωροχρόνο γύρω του (φέρνει πιο μπροστά το «εμπρός» και στέλνει πιο μακριά το «πίσω»), φέρνοντας πιο κοντά το σημείο προορισμού. Γύρω από το σκάφος δημιουργείται μια «φυσαλίδα», μέσα στην οποία οι αποστάσεις είναι «μικρότερες»: φανταστείτε δύο σημεία πάνω σε ένα φύλλο χαρτί, τα οποία, όταν το χαρτί είναι απλωμένο σε ένα τραπέζι, έχουν μια απόσταση μεταξύ τους. Εάν το φύλλο διπλωθεί, τότε η απόσταση μεταξύ τους μειώνεται. Αυτή είναι η φιλοσοφία του Warp Drive, και έχει το ευφυές χαρακτηριστικό ότι δεν παραβιάζει τη σχετικότητα, αλλά την παρακάμπτει. Το σκάφος, όσον αφορά στον εαυτό του και τη «φυσαλίδα», δεν κινείται με την ταχύτητα του φωτός- αλλά, όσον αφορά σε έναν εξωτερικό παρατηρητή (εκτός σκάφους και «φυσαλίδας»), το σκάφος κινείται με ταχύτητες κατά πολύ μεγαλύτερες του φωτός. Αξίζει να σημειωθεί ότι πριν λίγο καιρό είχαν προκύψει φήμες περί πειραμάτων της NASA πάνω σε κάτι αντίστοιχο του Warp Drive, προκαλώντας ενθουσιασμό. Ωστόσο, η ίδια η αμερικανική διαστημική υπηρεσία διευκρίνισε ότι διερευνώνται διάφορες τεχνικές προώθησης, και μεταξύ αυτών και το EmDrive (το οποίο δεν απαιτεί μάζα αντίδρασης ή κάποιο προωθητικό), χωρίς ωστόσο απτά αποτελέσματα.

Σκουληκότρυπες/ «πύλες» (wormholes)

Τρία γνωστά franchises επιστημονικής φαντασίας όπου υπήρχε η έννοια των «πυλών» (με διαφορετικούς τρόπους) είναι το Star Trek: DS9, το Stargate: SG1 και το Babylon 5. Η «σκουληκότρυπα» είναι μια υποθετική τοπολογική ιδιότητα του χωροχρόνου: Ένα «τούνελ» το οποίο συνδέει δύο συγκεκριμένα σημεία του, επιτρέποντας σε ένα σκάφος να «κόψει δρόμο», παρακάμπτοντας την «κανονική» απόσταση- φανταστείτε, χάριν ευκολίας ένα βουνό. Εάν θέλετε να πάτε από ένα σημείο στη μία πλευρά σε ένα σημείο στην άλλη, τότε πρέπει να περπατήσετε/ σκαρφαλώσετε όλη την απόσταση πάνω στην επιφάνειά του...ή να βρείτε ένα τούνελ το οποίο συνδέει απευθείας τα δύο σημεία.

Μέχρι τώρα, δεν έχουν βρεθεί παρατηρησιακές αποδείξεις για την ύπαρξη σκουληκοτρύπων (Einstein-Rosen Bridge), αλλά οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας αφήνουν «περιθώρια» για την ύπαρξή τους. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι οι σκουληκότρυπες Scwarzschild, το Casimir effect κ.α. Σημειώνεται ότι η Γενική Σχετικότητα προβλέπει ότι, εάν υπάρχουν σκουληκότρυπες μέσα από τις οποίες είναι δυνατόν να περάσει ένα σκάφος, θα επιτρέπουν και ταξίδι στο χρόνο. Κάποιες θεωρίες «θέλουν» τις σκουληκότρυπες και ως πύλες προς διαφορετικά σύμπαντα. 

huffingtonpost

ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟ ΕΝΑΤΟ ΚΥΜΑ