Star Trek jest tutaj wręcz kopalnią przykładów. Napęd warp, teleportacja, antymateria, komunikacja na astronomicznych dystansach – duża część tych pomysłów nadal pozostaje fantastyką, ale jednocześnie korzysta z prawdziwych pojęć naukowych. Zresztą podobną pułapkę językową mamy dzisiaj przy teleportacji kwantowej, która już naprawdę działa, choć nie przenosi ludzi ani przedmiotów. Teraz jeden z fizyków wziął na warsztat zupełnie inną sztuczkę ze Star Treka i tutaj zrobiło się wyjątkowo ciekawie.
Picard chciał pojawić się w dwóch miejscach jednocześnie
Níckolas de Aguiar Alves, doktorant fizyki na brazylijskim Federal University of ABC, przeanalizował słynny Manewr Picarda z odcinka “The Battle” serialu Star Trek: The Next Generation z 1987 roku. W jej ramach Jean-Luc Picard dowodzący wtedy USS Stargazer znalazł się pod ostrzałem Ferengi i zastosował desperacki trik, bo rozpędził statek do prędkości warp, przemknął w kierunku przeciwnika szybciej od światła, zatrzymał się tuż przed nim i otworzył ogień.
Czytaj też: Technologia jak ze Star Treka. Ultradźwięki wykorzystywane do poruszania obiektów
Cały pomysł bazował na prostym problemie tego, że światło potrzebuje czasu, aby dotrzeć do obserwatora. Stargazer miał więc wyprzedzić światło niosące informację o swoim wcześniejszym położeniu, więc Ferengi zobaczyliby przez chwilę dwa statki, bo stary obraz Stargazera znajdującego się dalej oraz jego nowy obraz już obok własnej jednostki. W serialu ma to dać przeciwnikowi dwa cele i doprowadzić do ostrzelania niewłaściwego.
Star Trek zgubił jednego Stargazera
Alves wykorzystał diagramy czasoprzestrzenne i pojęcie tak zwanego czasu retardowanego. Upraszczając, chodzi o to, że obserwując odległy obiekt, nie widzimy go takim, jaki jest “teraz”, tylko takim, jaki był w momencie wysłania światła, które właśnie do nas dotarło. Przy ruchu wolniejszym od światła dla konkretnej chwili obserwacji istnieje najwyżej jeden taki obraz.
Zabawa zaczyna się po hipotetycznym przekroczeniu prędkości światła. Przy jednostajnym ruchu nadświetlnym równanie może mieć dwa rozwiązania, więc obserwator może rzeczywiście zobaczyć dwa obrazy tego samego obiektu. Tyle że Picard nie leciał jednostajnie. Stargazer najpierw był praktycznie nieruchomy względem Ferengi, a następnie gwałtownie przyspieszył do prędkości nadświetlnej i na końcu równie gwałtownie się zatrzymał.
Według obliczeń przeciwnik zobaczyłby więc chwilami nie dwa, a trzy Stargazery. Jeden obraz pochodziłby sprzed rozpoczęcia manewru, drugi pokazywał statek już po jego zakończeniu, a trzeci przedstawiałby sam przelot. Jeszcze dziwniejsze jest to, że ten ostatni obraz z perspektywy Ferengi poruszałby się… do tyłu. Serial pokazał wprawdzie pewnego rodzaju rozmazanie pomiędzy dwiema pozycjami statku, ale według Alvesa pojawia się ono w niewłaściwym momencie i porusza w niewłaściwym kierunku.
Dwa skoki jeszcze bardziej podkreślają pomysłowość manewru
Na trzech statkach zabawa wcale się nie kończy. Fizyk rozpisał również bardziej skomplikowaną wersję manewru, w której Stargazer wykonuje dwa takie skoki jeden po drugim. Rezultat? Ferengi mogliby zobaczyć nawet pięć obrazów jednego statku. Z odpowiednio skomplikowaną trajektorią można więc jeszcze mocniej manipulować tym, co obserwator dostaje na podstawie docierającego do niego światła.
Nie oznacza to jednak, że działanie napędu warp zostało jakkolwiek udowodnione. Chodzi tylko o samą matematykę stojąca za efektem, bo okazuje się, że ta jest sensowna przy przyjęciu możliwości ruchu szybszego od światła.
Czytaj też: Fragmenty DNA niczym Borg ze Star Treka. Naukowcy znaleźli niezwykłe elementy
Obiekty posiadające masę nie mogą według szczególnej teorii względności zostać po prostu rozpędzone przez barierę prędkości światła. Pomysły pokroju napędu Alcubierre’a próbują obchodzić ten problem poprzez manipulowanie samą czasoprzestrzenią, ale od matematycznego modelu do silnika dla przyszłego Enterprise’a dzieli nas przepaść. Napęd warp i wykorzystanie antymaterii od dawna balansują właśnie na tej granicy między realną fizyką a fantastyką.
Źródła: arXiv, Ars Technica
