Κάθε έτος, το Αμερικανικό Ίδρυμα Αεροναυτικής και Αστροναυτικής απονέμει βραβεία για τις καλύτερες εργασίες που παρουσιάζονται στην ετήσια διάσκεψή του. Το 2005 το βραβείο στην κατηγορία της πυρηνικής φυσικής και μελλοντικών πτήσεων πήγε σε μια επιστημονική ανακοίνωση, στην οποία προτείνονται πειραματικές δοκιμές ενός καταπληκτικού νέου τύπου μηχανής. Σύμφωνα με την εργασία, αυτή η υπερμηχανή θα ωθούσε ένα σκάφος μέσω μιας άλλης διάστασης με τεράστιες ταχύτητες. Θα μπορούσε δηλαδή να αφήσει τη γη το μεσημέρι και να φτάσει εγκαίρως για το δείπνο στο φεγγάρι. Αυτή η ιδέα στηρίζεται σε ένα σκοτεινό και κατά ένα μεγάλο μέρος παραγνωρισμένο είδος φυσικής. Μπορεί όμως η ιδέα αυτή να είναι σοβαρή;
Στην βραβευμένη εργασία από την AIAA συνεργάστηκε ο Walter Dröscher συνεργάστηκε με τον αυστριακό Jochem Hauser, φυσικό και καθηγητή της πληροφορικής στο πανεπιστήμιο των εφαρμοσμένων επιστημών στο Σάλτζγκιτερ της Γερμανίας, για να μετατρέψει το θεωρητικό πλαίσιο των απόψεων του Γερμανού φυσικού Burkhard Heim σε μια πειραματική δοκιμή. Η εργασία τους είχε τίτλο, “Οδηγίες για μια διαστημική συσκευή προώθησης βασισμένη στην κβαντική θεωρία του Heim”.
Πολλά εργαστήρια, στρατιωτικά και επιστημονικά έχουν ήδη εκδηλώσει το ενδιαφέρον τους, για μια συσκευή “αντι-βαρύτητας” με τη βοήθεια μαγνητικού πεδίου. Το εργαστήριο Sandia του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ εκδήλωσε το ενδιαφέρον του για την δοκιμασία αυτής της ιδέας.
Και παρά τη σύγχυση των περισσότερων φυσικών πάνω στη θεωρία, που την υποστηρίζουν υποθετικά, ο Παύλος Μικελλίδης, μηχανικός της αεροδιαστημικής στο πολιτειακό πανεπιστήμιο της Αριζόνα ο οποίος έκανε και κριτική στην εργασία η οποία κέρδισε το πιο πάνω βραβείο, λέει ότι κι αν έχουν ήδη εξερευνηθεί οι θεωρίες της, έχει γίνει μια ειδική προσέγγιση στην επιστημονική εργασία που είναι αρκετά μοναδική.
Μοναδική είναι βεβαίως. Εάν το πείραμα πάρει άδεια και λειτουργήσει, θα μπορούσε να αποκαλύψει νέες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης που θα άλλαζαν το μέλλον του διαστημικού ταξιδιού.
Ξεχάστε ότι πρέπει να περάσετε έξι μήνες ή και περισσότερο πάνω σε έναν πύραυλο καθ’ οδόν προς τον Άρη, ένα ταξίδι με την υπερμηχανή θα μπορούσε να κρατήσει ελάχιστα, γύρω στις 5 ώρες. Όλες οι ανησυχίες μας για την υγεία των αστροναυτών – αδράνεια των μυών, βλάβη του DNA από τις κοσμικές ακτίνες – θα εξαφανίζονταν σε μια νύχτα. Και το καλύτερο. Αυτή η συσκευή θα έκαμε το ταξίδι στα μακρινά αστέρια προσιτά για πρώτη φορά.
Αλλά μπορεί αυτή η υπερμηχανή να ‘ξεκολλήσει’ πραγματικά από το έδαφος;
Ένας παραγνωρισμένος φυσικός ο Burkhard Heim
Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση βασίζεται από μια εργασία ενός ελάχιστα γνωστού γερμανού φυσικού, του Burkhard Heim, που άρχισε να ερευνά την ιδέα της προώθησης μιας υπερμηχανής το 1955 ως παραπροϊόν της προσπάθειας του να βρει λύση στη μεγαλύτερη διαίρεση στη φυσική: τη ρωγμή μεταξύ της κβαντομηχανικής και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας.
Η κβαντική θεωρία περιγράφει τη σφαίρα του πολύ μικρού – άτομα, ηλεκτρόνια και στοιχειώδη σωμάτια – ενώ η γενική σχετικότητα εξετάζει τη βαρύτητα. Οι δύο θεωρίες είναι πάρα πολύ επιτυχείς στις χωριστές σφαίρες επιρροή τους. Η διαφωνία προκύπτει όταν πάνε να περιγράψουν τη βασική δομή του χώρου.
Στη γενική σχετικότητα, ο χωρόχρονος είναι ένα ενεργό, ‘ελατό ύφασμα’. Έχει τέσσερις διαστάσεις – τρεις του γνωστού χώρου και μία του χρόνου – που παραμορφώνεται όταν τοποθετείται κάποια μάζα μέσα αυτήν. Στη διατύπωση του Αϊνστάιν, η δύναμη της βαρύτητας είναι το αποτέλεσμα της παραμόρφωσης αυτών των διαστάσεων. Η κβαντική θεωρία, αφ’ ετέρου, απαιτεί να είναι ο χώρος ένα σταθερό και παθητικό πεδίο δράσης, κάτι που απλά υπάρχει για να δράσουν τα σωματίδια. Επίσης, προτείνει ότι ο ίδιος ο κενός χώρος πρέπει να αποτελείται από εν δυνάμει κβαντικά σωματίδια.
Αρχές του ’50, ο Heim άρχισε να ξαναγράφει τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας μέσα σε ένα κβαντικό πλαίσιο. Επέσυρε την προσοχή στην ιδέα του Αϊνστάιν ότι η βαρυτική δύναμη προκύπτει από τις διαστάσεις του χώρου και του χρόνου, αλλά πρότεινε ότι όλες οι θεμελιώδεις δυνάμεις, συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτρομαγνητισμού, μπορεί να προκύψουν από ένα νέο, διαφορετικό σύνολο διαστάσεων.
Αρχικά αυτός έβαλε τέσσερις πρόσθετες διαστάσεις, αλλά σύντομα απέρριψε δύο από αυτέ, γιατί θεώρησε ότι δεν παρήγαγαν οποιεσδήποτε δυνάμεις, και έτσι πρόσθεσε μόνο δύο νέες διαστάσεις “υπο-χώρου” πάνω στις τέσσερις διαστάσεις του γνωστού χωρόχρονου του Einstein.
Στον εξαδιάστατο κόσμο του Heim, συνδέονται μαζί οι δυνάμεις της βαρύτητας και του ηλεκτρομαγνητισμού. Ακόμη και στον εξοικειωμένο κόσμο των τεσσάρων διαστάσεων, μπορούμε να δούμε μια σύνδεση μεταξύ των δύο δυνάμεων μέσω της συμπεριφοράς των θεμελιωδών σωματιδίων, όπως το ηλεκτρόνιο. Ένα ηλεκτρόνιο έχει και μάζα και φορτίο. Όταν ένα ηλεκτρόνιο νιώθει τη βαρύτητα τότε το κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο του δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Και εάν χρησιμοποιήσετε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο για να επιταχύνετε το ηλεκτρόνιο, τότε μετακινείται το βαρυτικό του πεδίο, που συνδέεται με τη μάζα του. Αλλά στις τέσσερις διαστάσεις ξέρουμε, ότι δεν μπορείτε να αλλάξετε τη δύναμη της βαρύτητας απλά με το να λυγίσετε το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
Από την άποψη του Heim για το χώρο και το χρόνο, αυτός ο περιορισμός εξαφανίζεται. Αυτός ισχυρίζεται ότι είναι δυνατό να μετατραπεί η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε βαρύτητα και το αντίστροφο, και σκέφτηκε ότι ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να μειώσει την επίδραση της βαρύτητας σε ένα διαστημικό σκάφος αρκετά για να απογειωθεί.
Όταν παρουσίασε την ιδέα του στο κοινό το 1957, έγινε αμέσως μια γνωστή προσωπικότητα. Ο γνωστός γερμανός μηχανικός Wernher von Braun, που την εποχή εκείνη ήταν επικεφαλής του προγράμματος για την κατασκευή των πυραύλων Κρόνος και που αργότερα έστειλε τους αστροναύτες στο φεγγάρι, προσέγγισε τον Heim για την εργασία του και τον ρώτησε εάν οι ακριβοί πύραυλοι Saturn άξιζαν τον κόπο. Και σε μια επιστολή το 1964, ο γερμανός θεωρητικός φυσικός στη σχετικότητα Pascual Jordan, που είχε εργαστεί με διακεκριμένους φυσικούς, όπως τον Max Born και τον Werner Heisenberg ενώ ήταν μέλος της επιτροπής των Νόμπελ, είπε στον Heim ότι το σχέδιό του ήταν τόσο σημαντικό “που η επιτυχής πειραματική επεξεργασία του χωρίς αμφιβολία θα του έδινε το βραβείο Νόμπελ”.
Αλλά όλη αυτά η προσοχή οδήγησε τον Heim να αποτραβηχτεί από τον κόσμο, γιατί πρώτον ήταν ανάπηρος από τότε που είχε ένα τρομακτικό ατύχημα στο εργαστήριο όταν ήταν ακόμα νέος. Αλλά και δεύτερον ο Heim ήταν απρόθυμος να αποκαλύψει τη θεωρία του χωρίς να υπάρχει ένα πείραμα για να την αποδείξει. Μάλιστα, δεν έμαθε ποτέ αγγλικά επειδή δεν θέλησε να αφήσει την εργασία του. Κατά συνέπεια, πολύ λίγοι άνθρωποι ήξεραν για την εργασία του και κανένας δεν βρήκε την απαραίτητη ερευνητική χρηματοδότηση. Το 1958 η αεροδιαστημική επιχείρηση Bolkow του πρόσφερε κάποια χρήματα, αλλά όχι και τόσα ώστε να κάνει το προτεινόμενο πείραμα.
Κι ενώ ο Heim περίμενε περισσότερα χρήματα ο διευθυντής της επιχείρησης, Ludwig Bolkow, τον ενθάρρυνε να αναπτύξει κι άλλο τη θεωρία του. Ο Heim κράτησε τις συμβουλές του, και ένα από τα αποτελέσματα αυτών ήταν ένα θεώρημα που οδήγησε σε μια σειρά τύπων για τον υπολογισμό των μαζών των θεμελιωδών σωματιδίων – μάλιστα κάτι συμβατικές θεωρίες έχουν αποτύχει εμφανώς να το πετύχουν. Περιέγραψε δε αυτήν την εργασία του το 1977 στο περιοδικό Zeitzschrift fur Naturforschung, του Ινστιτούτου Max Planck, τη μόνη εργασία του που εξετάστηκε από άλλους επιστήμονες. Με έναν δυσνόητο τρόπο που λίγοι φυσικοί μπορούν να την καταλαβαίνουν, οι μαθηματικές σχέσεις στην εργασία του βρίσκουν τη μάζα ενός σωματιδίου ξεκινώντας από άλλα φυσικά χαρακτηριστικά, όπως είναι το φορτίο και η στροφορμή του.
Πηγές: NewScientist, Wikipedia, gizmodo.com
