Naukowcy pokazali, jak wyglądałoby wejście w prędkość nadświetlną, gdyby twórcy Gwiezdnych Wojen chodzili na fizykę

Gwiezdne wojny, choć filmom tym bliżej do fantasy niż fantastyki naukowej, wprowadziły zupełnie nowe postrzeganie estetyki podboju kosmosu i tego, z czym jest związany. Broń szturmowców, kosmiczne porty, statki zdolne do podróży międzygwiezdnych - zamiast wymuskanych projektów, sprzęt używany przez filmowe postacie prezentował się bardzo utylitarnie, z premedytacją wręcz będąc stylizowanym na zużyty czy nawet nieco popsuty. Projekt wizualny to z pewnością jeden z największych atutów Gwiezdnych wojen.

Jedne z najbardziej zapadających w pamięć scen są te prezentujące skok w hiperprzestrzeń. Gdy statek uruchamia stosowny napęd, wchodzi w prędkość nadświetlną - czego efektem jest widok gwiazd zamieniających się w podłużne linie. Tak pod koniec lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku wyobrażano sobie podróż z prędkością naginającą prawa fizyki. A jak by było naprawdę? Ktoś postanowił to sprawdzić.

Czytaj też:

Jak wynika z nowoopublikowanego badania, zamiast gwiezdnych linii obserwator znajdujący się w prędkości nadświetlnej widziałby blask wywołany fluktuacjami kwantowymi a także efektem Dopplera, za sprawą światło widzialne zostałoby przeniesione do zasięgu rentengowskiego. Ale skąd naukowcy to wiedzą? Jak ich teorię skonfrontować z praktyką? Okazuje się, że to teoretycznie możliwe. Pomóc ma w tym efekt Unruha.

Efekt polega na tym, że obserwator poruszający się z przyspieszeniem będzie w stanie wykryć promieniowanie ciała doskonale czarnego, kiedy obserwator stacjonarny nie będzie obserwował takiego promieniowania. Według równania opisującego efekt Unruha, liczba cząstek obserwowanych w danym polu kwantowym jest zależna od przyspieszenia obserwatora. Im większe przyspieszenie, tym więcej cząstek jest widocznych. Zjawisko to wynika z kwantowych interakcji i fluktuacji w przestrzeni. Problem w tym, że by to zaobserwować na poziomie atomowym, atom musiałby przyspieszyć do prędkości światła w czasie krótszym niż jedna milionowa sekundy.

Uczeni mają jednak i na to rozwiązanie. Proponują wykorzystanie fotonów światła. Choć, jak zaznaczają, nie są to idealni kandydaci z uwagi na ich cechy, które wpływają na pomiar efektu Unruha. Z badania wynika jednak, że gdyby ciało takie jak atom mogło przyspieszać po bardzo określonej trajektorii przez pole fotonów, atom oddziaływałby z polem w taki sposób, że fotony o określonej częstotliwości wydawałyby się zasadniczo niewidoczne dla atomu. Innymi słowy, konkretna trajektoria tego atomu uczyniłaby wszystkie inne niepożądane efekty stymulacji przezroczystymi, pozwalając naukowcom skupić się na promieniowaniu cieplnym wytwarzanym przez efekt Unruha.

Do tego potrzebny jest jednak akcelerator cząstek, by nadać elektronom prędkość bliską prędkości światła, w którym byłby stymulowany laserem na częstotliwościach mikrofalowych. Uczeni nie zamierzają się jednak poddawać. Jak twierdzą, problem obserwacji zjawiska został w teorii niemal rozwiązany. Pozostał jeszcze tylko drobiażdżek w postaci praktyki.