3 θεωρίες επιστημονικής φαντασίας, όχι και τόσο… φανταστικές

Μερικές φορές, το άλμα από τη φαντασία στην πραγματικότητα είναι θέμα σχετικότητας.

Σκουληκότρυπες και μαύρες τρύπες, παραμόρφωση του χωροχρόνου, τηλεμεταφορά και κβαντική διεμπλοκή είναι έννοιες που παραπέμπουν σε σενάρια επιστημονικής φαντασίας. Ωστόσο, έχουν ένα υπόβαθρο που τις συνδέει: Τη γενική θεωρία της σχετικότητας, η οποία διατυπώθηκε πριν από περισσότερο από έναν αιώνα από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Το 1915 η εν λόγω θεωρία προκάλεσε ισχυρή αναστάτωση στον επιστημονικό κόσμο, διαταράσσοντας τα μέχρι τότε ισχυρά θεμέλια παραδοσιακών επιστημών. Τα χρόνια που ακολούθησαν, η περαιτέρω μελέτη της, ώθησε πολλούς επιστήμονες στα όρια των πεδίων τους, προκειμένου να αποδείξουν ότι κάποιες θεωρίες επιστημονικής φαντασίας μπορούν –θεωρητικά– να γίνουν πραγματικότητα.

H «γέφυρα» των Αϊνστάιν – Ρόζεν ή σκουληκότρυπα

Η ιδέα μιας σκουληκότρυπας, ή πώς να «κόψετε» δρόμο στο διάστημα μεταξύ δύο απομακρυσμένων σημείων του σύμπαντος, μας είναι οικεία μέσω της τηλεόρασης και του κινηματογράφου. Με το πάτημα ενός κουμπιού, διαστημόπλοια και αστροναύτες μεταφέρονται στιγμιαία από το ένα σημείο του γαλαξία στο άλλο.

Ωστόσο, ως επίσημη θεωρία, με την ονομασία «γέφυρα Αϊνστάιν – Ρόζεν», εμφανίστηκε στην ακαδημαϊκή κοινότητα πολύ πριν αποτελέσει έμπνευση για τους συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας. Προέρχεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος σε συνεργασία με τον φυσικό Νέιθαν Ρόζεν, το 1935 διατύπωσαν το συμπέρασμα ότι σημεία εξαιρετικά ισχυρής βαρύτητας, όπως οι μαύρες τρύπες, θα μπορούσαν να συνδέονται άμεσα μεταξύ τους. Και έτσι γεννήθηκε η ιδέα των σκουληκότρυπων.

Εντούτοις, η ιδέα του ταξιδιού μέσω μιας σκουληκότρυπας πρωτοεμφανίστηκε σε ένα μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας που κυκλοφόρησε το 1985, την «Επαφή». Γραμμένο από τον διάσημο αστροφυσικό Καρλ Σέιγκαν, το εν λόγω βιβλίο που το 1997 μεταφέρθηκε στον κινηματογράφο, περιλάμβανε την ιδέα ενός διαστρικού ταξιδιού μέσω σκουληκότρυπας.

Αν και είναι εξαιρετικά απίθανο οι σκουληκότρυπες να εξελιχθούν κάποια στιγμή στο μέλλον στα χωροχρονικά τούνελ που βλέπουμε στον κινηματογράφο, η επιστήμη δεν εγκαταλείπει τις προσπάθειες. Πρόσφατα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Κορνέλ διατύπωσαν μία νέα θεωρία για το πώς θα μπορούσε να δημιουργηθεί μία σκουληκότρυπα. Από την άλλη, θεωρούν δεδομένο ότι εάν υπάρχουν ήδη σκουληκότρυπες στο σύμπαν, αργά ή γρήγορα θα εντοπιστούν χάρη στους νέας τεχνολογίας ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων.

Τεχνολογία που παραμορφώνει το χωροχρόνο ή «warp drive»

Εάν έχετε παρακολουθήσει ποτέ «Σταρ Τρεκ» τότε η έννοια σας είναι οικεία: Το διαστημόπλοιο Εντερπράιζ «πετάγεται» από το ένα σημείο του διαστήματος στο άλλο, χάρη στην τεχνολογία «warp drive». Μια «φούσκα» που παραμορφώνει το χωροχρόνο περιβάλει το διαστημόπλοιο και του επιτρέπει να κινηθεί με ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός.

Ωστόσο, αν και ξεκίνησε ως επιστημονική φαντασία τη δεκαετία του 1960, η έννοια του «warp drive» ενέπνευσε μία πραγματικά επιστημονική θεωρία: Το 1994 ο θεωρητικός φυσικός Miguel Alcubierre διατύπωσε μια εναλλακτική λύση για τις εξισώσεις του Αϊνστάιν, η οποία παρήγαγε ένα πραγματικό φαινόμενο τύπου «warp drive».

Όπως προκύπτει από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας, ο ίδιος ο χώρος μπορεί να παραμορφωθεί, επομένως, κατά την προσέγγιση του Alcubierre ίσως είναι δυνατό να χειριστεί κανείς τον χώρο γύρω από ένα διαστημόπλοιο –όπως αυτό του Σταρ Τρεκ– με τέτοιο τρόπο ώστε να ανατρέψει τα όρια ταχύτητας. Το διαστημόπλοιο θα εξακολουθούσε να ταξιδεύει στο διάστημα με ταχύτητα μικρότερη από αυτή του φωτός, αλλά το διάστημα που το περιβάλλει θα κινείται πιο γρήγορα από αυτό.

Πόσο εφικτό είναι άραγε το άλμα από την θεωρία στην πράξη; Κάποιοι επιστήμονες αμφιβάλλουν, ωστόσο η NASA το 2013 αποκάλυψε ότι δουλεύει ως προς αυτή την κατεύθυνση δίνοντας στη δημοσιότητα απεικονίσεις ενός concept Εντερπράιζ για διαστρικά ταξίδια. Από την άλλη, ο συνήθης ύποπτος της τεχνολογικής καινοτομίας Ήλον Μασκ φημολογείται ότι έχει ήδη δοκιμάσει σχετική τεχνολογία καθώς ετοιμάζεται για την κατάκτηση του Άρη.

Τηλεμεταφορά ή «Beam me up, Scotty»

Το πρόσταγμα «Beam me up, Scotty» είναι ιδιαίτερα δημοφιλές στους φανατικούς του Σταρ Τρεκ: Ακουγόταν κάθε φορά που ένας επιβάτης του Εντερπράιζ ήθελε να «διακτινιστεί» δηλαδή να μεταφερθεί σε χρόνο dt κάπου αλλού στο διάστημα.

Ωστόσο, η τηλεμεταφορά –η οποία αποτυπώθηκε σε δεκάδες ακόμη εκφάνσεις της ποπ κουλτούρας και αποτελεί πάγια ευχή στα χείλη όσων περνούν ώρες στο αυτοκίνητο και τα μέσα μαζικής μεταφοράς– είναι εντελώς διαφορετική από οποιαδήποτε άλλη μορφή μετακίνησης.

Αντί ο ταξιδιώτης να κινείται στο χωροχρόνο από ένα σημείο εκκίνησης προς τον προορισμό του, η τηλεμεταφορά προϋποθέτει τη δημιουργία ενός ακριβούς διπλότυπου στον προορισμό ενώ το πρωτότυπο καταστρέφεται. Με αυτά τα δεδομένα— και σε επίπεδο υποατομικών σωματιδίων και όχι ανθρώπινων όντων — η τηλεμεταφορά είναι πράγματι δυνατή, σύμφωνα με την IBM.

Το 1993 μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, μεταξύ των οποίων ο θεωρητικός φυσικός και συνεργάτης της IBM, Charles H. Bennett, σχεδίασαν ένα πείραμα με το οποίο επιβεβαίωσαν τη διαίσθηση της πλειοψηφίας των συγγραφέων επιστημονικής φαντασίας: Απέδειξαν ότι η τέλεια τηλεμεταφορά είναι πράγματι δυνατή κατ' αρχήν, αλλά μόνο εφόσον καταστραφεί το πρωτότυπο. Τα επόμενα χρόνια, άλλοι επιστήμονες απέδειξαν επίσης πειραματικά την τηλεμεταφορά για μία σειρά συστημάτων, όπως τα μεμονωμένα φωτόνια, τα συνεκτικά φωτεινά πεδία, τα πυρηνικά σπιν καθώς και τα παγιδευμένα ιόντα.

Η διαδικασία της τηλεμεταφοράς βασίζεται σε αυτό που ο Αϊνστάιν περιέγραψε ως «μυστηριώδη δράση από απόσταση» ή «κβαντική διεμπλοκή». Συνίσταται στην πλήρη αντιγραφή της κβαντικής κατάστασης ενός σωματιδίου, όπως ένα φωτόνιο, σε ένα άλλο που μπορεί να απέχει εκατοντάδες χιλιόμετρα. Η κβαντική τηλεμεταφορά καταστρέφει την κβαντική κατάσταση του πρώτου φωτονίου, επομένως μοιάζει όντως σαν το φωτόνιο να έχει μεταφερθεί «μαγικά» από το ένα μέρος στο άλλο.

Πρόκειται για μια ιδιαίτερα περίπλοκη διαδικασία ακόμη και για ένα μόνο φωτόνιο, και δεν υπάρχει ακόμη η τεχνολογία που θα επέτρεπε τη χρήση της για ανθρώπινη τηλεμεταφορά.

Ωστόσο, δεδομένου ότι κάποιες φορές, το άλμα από τη φαντασία στην πραγματικότητα είναι θέμα σχετικότητας, δεν έχουμε παρά να ελπίζουμε ότι όλα είναι πιθανά!