Jak wygrać wyścig ze światłem multiplą – najbardziej frustrująca podróż międzygwiezdna w Sci-Fi

Najbliższa naszemu układowi gwiazda – Proxima Centauri, jest oddalona od Ziemi o 4.2 lata świetlne. Nie trzeba tu doktoratu z fizyki, by wywnioskować, że nawet gdybyśmy podróżowali z 99% prędkości światła, to do najbliższej gwiazdy dotarlibyśmy w około 4 lata i 3 miesiące.

A przynajmniej tyle czasu zajęłoby to z punktu widzenia ludzi, których, których pozostawilibyśmy za sobą.

Możesz poruszać się prawie tak szybko jak światło – i wciąż się spóźnić

Dzięki zjawisku dylatacji czasu, mówiąc zwięźle, czas będzie płynął wolniej dla obserwatora poruszającego się z większą prędkością.
Wróćmy do przykładu z podróżą do Proxima Centauri z prędkością o jeden procent mniejszą od prędkości światła w próżni. Oznacza to, że chociaż dla naszej cioci z Wałbrzycha, która czas naszego rejsu spędzi na działce, nasz statek dotrze do celu po ponad czterech latach, to nasi współpasażerowie odczują upływ jedynie 7 miesięcy. Osiągnięcie przez człowieka istotnego ułamka prędkości światła stanowi, jak to napisał w swojej książce “Fizyka rzeczy niemożliwych” Michio Kaku, niemożliwością typu 1, czyli nie stoi w sprzeczności z obecnie znanymi prawami fizyki, a jest jedynie niedostępne dla nas obecnie ze względów technicznych.

Należy jednak schłodzić tu nieco entuzjazm miłośników space-opery, którzy właśnie szukają w szafie swojego kosmicznego skafandra. Konsekwencje podróży z prędkością na tyle dużą, by w zauważalny sposób spowolnić czas, którego doświadczają kosmonauci, mogą doprowadzić każdego logistyka do bólu zębów. Wyobraźmy sobie, że wyślemy transport pomidorów z Ziemi do układu Elipson Eridani.

Zakonserwowane warzywa (a w zasadzie jagody) mają wytrzymać całe półtora roku podróży, jaki zajmie im dotarcie do celu. Statek kosmiczny startuje i po szesnastu miesiącach międzygwiezdnej żeglugi dociera do miejsca docelowego. Kapitan wychodzi sprężystym krokiem na pokład dokujący i wręcza odbiorcy fakturę vat, której termin zapłaty upłynął 9 lat temu. Zarówno dla mieszkańców Ziemi, jak i planety orbitującej naszego oddalonego o 10.5 roku świetlnego sąsiada, podróż zajęła – no właśnie – ponad 10 lat. Jeszcze większe kosmiczne jaja mogą pojawić się w przypadku próby zaplanowania jakiejkolwiek operacji wojskowej, podczas której dowodzone jednostki mogłyby zgubić się nie tylko w przestrzeni, ale i w czasie.

Z takim zapleczem to ja też potrafię

Aby uniknąć tych skrajnie frustrujących efektów ubocznych, twórcy fantastyki naukowej opracowali kilka sposobów na natychmiastową, niewywołującą paradoksów podróż międzygiewzdną. Niektóre z nich są stosunkowo dobrze rozwinięte i usprawiedliwione, inne można opisać zwięźle słowami “magia albo fizyka czarnej dziury”. W tym artykule przyjrzymy się kilku z nich i spróbujemy ocenić je, biorąc pod uwagę tylko jeden czynnik – jak szybko są w stanie doprowadzić do pasji załogę okrętu międzygwiezdnego.

Papier przyjmie wszystko. Autor powieści Sci-Fi może postanowić o odkryciu technologii, która pozwala przemieścić się bezpiecznie i natychmiastowo do sąsiedniej galaktyki, a wszystko to za cenę puszki coli, tym samym obdzierając podróż międzygwiezdną z jakiegokolwiek wyzwania. Dlatego też postaramy się odnaleźć coś, co będzie odpowiednikiem jazdy starożytnym maluchem po bezdrożach Mongolii – niebezpieczne, niepewne i ekscytujące aż do bólu. Zapnijcie pasy!

Battletech – ile ładuje się twoja tesla?

Nasze zestawienie rozpoczniemy od napędu Kearny’ego-Fuchidy, będącego technologią, która umożliwiła ludzkości eksplorację Inner Sphery i Peryferii w uniwersum Battletecha.

Skoki wykorzystujące jego działanie, odbywają się w formie natychmiastowej teleportacji pomiędzy dwoma punktami – pierwsza zaleta, która obniża notowania tej technologii. System ten posiada jednak kilka rehabilitujących go wad. Przede wszystkim, silnik K-F jest absurdalnie drogi i trudno dostępny, co sprawia, że nie można po prostu zainstalować go na wszystkich statkach kosmicznych, które ma się akurat pod ręką. Zamiast tego, umieszcza się go na Jump-Shipie – jednostce przystosowanej do przyłączania do siebie innych okrętów, której jedynym celem jest wykonywanie skoków. Powszechnie spotykane Jump-Shipy posiadają na swoim pokładzie jedynie najbardziej podstawowe systemy umożliwiające funkcjonowanie załodze i pozbawione są jakiegokolwiek uzbrojenia albo opancerzenia. Ich centrum stanowi silnik K-F, który składa się w większości z wykonanej ze stopu tytanu i germanu kuli, o grubości kilku metrów oraz z płaszcza chłodzącego wykorzystującego ciekły hel.

Największym problemem napędu Kearny’ego-Fuchidy jest czas, w jakim mogą występować po sobie skoki. Po dotarciu na miejsce przeznaczenia, okręt musi rozpocząć procedurę ładowania. Rozpościera wtedy swój gigantyczny żagiel słoneczny i pobiera energię z promieniowania gwiazdy, jednocześnie stawiając opór jej grawitacji przy pomocy silników o niewielkim ciągu. Wspomniana grawitacja również stanowi spore utrudnienie – każdy system gwiezdny posiada jedynie dwa stabilne punkty, z których i do których może odbyć się skok – zenith i nadir. Są to miejsca, które znajdują się, upraszczając, “pod” i “nad” płaszczyzną układu, gdzie przyciąganie innych ciał niebieskich, takich jak planety, najmniej oddziałuje nad okręt. Jeśli nawigator źle obliczy kurs, statek może wylądować w międzygwiezdnej pustce, bez możliwości ponownego naładowania swojego silnika albo przeżyć katastrofalny missjump, który zakończy się pewnym zniszczeniem statku i śmiercią załogi.

Podsumowując – napęd K-F może poszczycić się nie tylko mozolnym procesem przygotowywania do podróży, ale i sporym ryzykiem katastrofalnej pomyłki. Bez wątpienia można uznać go więc za dostatecznie wadliwy, by umieścić battletechowe Jump-Shipy w gronie kosmicznych Fiatów 126p.

Warhammer 40 000 – licencjonowany czarodziej – kierowca i autostrada do piekła

Jeśli myślicie, że podróż samochodem bez klimatyzacji podczas drogi na Hel to spore wyzwanie dla ludzkiej psychiki, to nie skonfrontowaliście się jeszcze z podróżą przez osnowę. Sposób, w jaki ludzkość przemieszcza się przez galaktykę w uniwersum Warhammera 40k mógłby być w swojej złożoności tematem pracy magisterskiej, dlatego, na potrzeby tego artykułu, zostanie przedstawiony w telegraficznym skrócie.

Aby poruszać się z prędkością większą niż światło, okręty Imperium Ludzkości tworzą rozdarcie w czasoprzestrzeni, przez które wchodzą do Immaterium lub inaczej mówiąc – osnowy. Warto tu wspomnieć, że w tym wymiarze nic nie jest trwałe ani bezpieczne. Przez immaterium regularnie przetaczają się burze psioniczne oraz hordy demonów, sama ekspozycja na jego energię może prowadzić do mutacji oraz utraty zmysłów, a czas i przestrzeń są tu jedynie wskazówkami. Wykorzystując tę ostatnią właściwość Immaterium, okręty są w stanie przebyć ogromne dystanse w ciągu kilku dni lub godzin, jako jedyny stały punkt odniesienia wykorzystując światło latarni Astronomicanu, znajdującego się na świętej planecie – Terze.

Rejs rozpoczyna się od dotarcia do punktu Mandeville’a – miejsca w układzie gwiezdnym, gdzie wpływ lokalnego słońca będzie dostatecznie znikomy, by statek mógł bezpiecznie rozpocząć przechodzenie do wymiaru Chaosu. Jednostka, której załoga okazała się dostatecznie pozbawiona wyobraźni, by rozpocząć skok przed osiągnięciem punktu Madeville’a zostanie w najlepszym przypadku wyrzucona z kursu o setki lat świetlnych. W najgorszym, statek ulegnie całkowitemu zniszczeniu.

Aby wykonać udaną podróż przez Osnowę, okręt musi posiadać na swoim pokładzie nawigatora – obdarzonego zdolnościami psionicznymi mutanta, pochodzącego z jednego z kilku rodów – linii genetycznych. Przez swoją podatność na działanie mocy chaosu, nawigatorzy są bardzo wrażliwi na zdradliwe działanie Osnowy. Oznacza to, że jakakolwiek anomalia podczas rejsu może oznaczać śmierć, opętanie lub szaleństwo tego witalnego członka załogi – co wkrótce będzie skutkować popadnięciem całej jej reszty w podobny stan, o ile nie odnajdą sposobu na powrót do świata materialnego.

By uchronić nawigatora oraz resztę załogi przed wpływem chaosu, okręt korzysta z Pola Gellara – swoistego “bąbla”, który jest zasadniczo małym kawałkiem materialnego świata poruszającym się wraz ze statkiem.

Wspomniane pole jest w rzeczywistości generowane przez pogrążonego w śpiączce psionika, którego sny wytwarzają aurę normalności, gdzie obowiązują prawa fizyki znane ludzkości a wpływ Immaterium jest znacznie ograniczony. Proces takiego śnienia wysysa jednak energię z żywego generatora, co sprawia, że załoga okrętu musi co jakiś czas wymieniać “nieodwracalnie zużytych” psioników na nowych, trzymanych “na zapas” na pokładzie. Śmierć, osłabienie lub przebudzenie osoby odpowiedzialnej za wytwarzanie pola Gellara będzie skutkowało katastrofą statku i jego niemal natychmiastowym zniszczeniem wśród burzy psionicznych bądź z rąk demonów chaosu.

Abstrahując nawet od nieprzewidywalności podróży przez Immaterium, która może zakończyć się w zupełnie innym miejscu lub czasie niż przewidywano – statki kosmiczne Imperium Ludzkości są bardziej wehikułami do kontrolowanego kamikadze, niż środkami transportu.

Star Wars – Hiperprzestrzeń i spokojna podróż na piknik

W porównaniu do wcześniej omówionych środków transportu międzygwiezdnego technologia hipernapędu w świecie Gwiezdnych Wojen wydaje się być niezwykle wygodna i bezpieczna. Statki korzystają z nadprzestrzeni, aby pokonywać ogromne odległości w relatywnie krótkim czasie, a podróżujący nie muszą martwić się skomplikowanymi procedurami, tak długo jak korzystają ze znanych, bezpiecznych tras.

Procedura skoku rozpoczyna się od obliczenia koordynatów przez komputer pokładowy bądź droida, chociaż równie dobrze statek może być pilotowany przez doświadczoną osobę obdarzoną wrażliwością na moc. Następnie okręt, za pomocą hipernapędu, przyśpiesza do prędkości światła, po czym następuje przejście w nadprzestrzeń – alternatywny wymiar ściśle powiązany z naszym. Każdy unikalny punkt w przestrzeni posiada swój odpowiadający mu punkt w jej bliźniaczym planie egzystencji. Wykorzystując odmienne prawa rządzące nadprzestrzenią, statek może zakończyć skok w miejscu i czasie, który nie byłby normalnie dostępny dla konwencjonalnych środków podróży.

Największym zagrożeniem związanym z podróżą nadświetlną w świecie Star Wars jest oddziaływanie grawitacyjne masywnych obiektów, które rzucają swój “cień” na nadprzestrzeń i są w stanie brutalnie wyrwać statek, będący właśnie w trakcie skoku, z powrotem do realspace’a. Zjawisko to było też wykorzystywane podczas działań wojennych, przy użyciu syntetycznie wytworzonego pola grawitacyjnego. Warto jednak zauważyć, że ryzyko wpadnięcia w studnię grawitacyjną gwiazdy lub czarnej dziury może zostać znacznie ograniczone, jeśli pilot zdecyduje się na podróż przez bezpieczne, wyznaczone przez innych podróżników szlaki.

Długotrwałe przyglądanie się krajobrazowi, widocznemu przez wizjery statku będącego w trakcie skoku, miało według pewnych podań, prowadzić do tajemniczej choroby psychicznej, jednak należy poddać tę tezę pod wątpliwość. Znamy co najmniej kilku bohaterów Gwiezdnych Wojen, którzy widok kalejdoskopowych świateł wypełniających przestrzeń dookoła skaczącego statku, uznawali za uspokajający i przyjemny.

Biorąc pod uwagę, jak powszechnie i liberalnie używana jest technologia hipernapędu w uniwersum Star Wars oraz uznając jej stosunkowo niskie wymagania względem pilotów i załogi statków, ciężko uznać ją za cokolwiek gorszego od gwiezdnego autonomicznego samochodu. Wystarczy wybrać koordynaty i już!