Důvod k depresi? Rychlost světla

Rychlost světla je takový usměrňovač našeho technologického vývoje. Ačkoliv v hlavách fantastů představuje něco, s čím si netřeba lámat hlavu, ve skutečnosti jde o zásadní limitující faktor toho, čeho my lidé můžeme během časově omezené existence svého druhu dosáhnout.
 

Dejme tomu, že by se člověku podařilo zkonstruovat takový dopravní prostředek, který by se dokázal pohybovat rychlostí blízkou rychlosti světla. Řekněme takovými jejími devadesáti procenty. K nejbližší hvězdě P. Centauri by v takovém případě cesta trvala něco přes čtyři a půl roku. To není zas až tak moc. Při současných technologických možnostech třeba takový let ze Země na Saturn tvá něco přes šest let. To se dá tak nějak přečkat. U mezihvězdných letů ovšem do hry vstupují extrémně dlouhé komunikační prodlevy mezi Zemí a plavidlem vesmírných cestovatelů, tedy něco, co se během cestování v rámci Sluneční soustavy nemusí nijak zvlášť řešit. Výměna informací může probíhat maximálně opět jenom rychlostí světla, což znamená, že v okamžiku, kdy se hypotetická raketa významně vzdálí od naší malé soustavy, komunikace začne neblaze zadrhávat. K samotné Proximě poletí signál čtyři a půl roku, a stejnou dobu se ponese zpět případná odpověď vesmírných dobrodruhů. Psát si s někým na orbitě Proximy by připomínalo mistrovství světa v dialogu s velmi zarputilým autistou. Nic pro netrpělivé neurotiky.
 
Kromě toho by komunikaci komplikovala degenerace samotného vysílaného signálu, který by nutně musel překlenout neuvěřitelnou propast mezihvězdné prázdnoty. Aby se od Proximy k Zemi (a naopak) dostalo byť třeba jenom pár bitů dat, vyžadovalo by to buď neskutečně výkonný rádiový vysílač s olbřímí směrovou anténou, nebo takový laser, že by se za něj nestyděla ani Hvězda smrti. Problémy v mezihvězdné komunikaci jsou podle některých techno-optimistů řešitelné prostřednictvím kvantového entanglementu, je ovšem otázkou, jestli se na jeho základě někdy podaří vystavět i něco víc, než jen zajímavý myšlenkový experiment.
 
Nemalé vrásky na čele by astronautům cestujícím v lodi pohybující se rychlostí téměř světelnou dělaly jakékoliv hmotné objekty, které by se případně připletly do cesty. A řeč teď rozhodně není jen o asteroidech. Při relativistických rychlostech se naprosto smrtícími stávají i tělesa mikroskopických velikostí. Pro představu: Pokud se loď, jejíž rychlost odpovídá 90% rychlosti světla, střetne s objektem vážícím jeden miligram, dojde k uvolnění energie odpovídající cca 25 tunám TNT. Letět vesmírnou lodí, která by nebyla vybavená nějakým sofistikovaným protikolizním systémem, by bylo jako běžet minovým polem s explozivní silou hirošimských bomb. Choulostivé pražské slečinky by si takovéto vesmírné dobrodružství jistě rády odpustily.
 
Z výše uvedeného vyplývá, že by se vyplatilo cestovat v co nejmenší raketě, neboť tak by se minimalizovala rizika případných srážek. Jenže kosmická loď schopná pohybovat se rychlostí blízkou rychlosti světla by nejspíš žádné tintítko být nemohla. S sebou by si totiž musela vézt nejen rozsáhlou infrastrukturu na mnohaletou podporu života a zásoby, ale taky zásobu pohonných hmot, která by vystačila na pokrytí energetické spotřeby po celou dobu letu. Ať už by raketa akcelerovala na jakémkoliv principu, stěžejní je to, co vyplývá z nemilosrdné teorie relativity – k tomu, abychom na 90% rychlosti světla akcelerovali raketu o hmotnosti jedné tuny, by bylo zapotřebí 1,125 petawatt-hodin energie. Jde o dost nepředstavitelné číslo, které je třeba dát do poměru s něčím, co lidská mysl dokáže snadno obsáhnout. Čili opět pro představu: Na ročním vyúčtování spotřeby energie celého lidstva bychom našli hodnotu nějakých 110 Terawatt-hodin. To je desetkrát méně, než kolik by bylo třeba k odpálení naší mizerné tunové raketky! Jediný let rychlostí blízkou rychlosti světla by dokázal na docela dlouho spolehlivě zadlužit celou naši lidskou rasu. Toto ohromné množství energie ve formě paliva by si s sebou vesmírné plavidlo muselo pěkně vézt. Nejvhodnější palivo pro mezihvězdné lety představuje antihmota, lze ji totiž bezezbytku přeměnit  v elektromagnetické záření. Je pohonnou látkou zcela bez balastu, který by při mezihvězdných letech, jež vyžadují striktní ekonomický přístup, znamenal značné problémy. Antihmotu nicméně dnešní lidé dovedou vyrábět v množství měřitelném v jednotkách atomů. Ke smysluplně dlouhé vesmírné cestě by jí ovšem bylo zapotřebí minimálně pár kilo.
 
Řeč byla zatím o cestě na naši nejbližší sousední hvězdě Proximě Centaury, jejíž okolí nejspíš nepředstavuje ideální místo pro letní astrodovolenou. Co třeba výlet do nějaké soustavy, v níž se podařilo detekovat Zemi podobnou planetu? Jako vhodný kandidát se nabízí Gliese 832 c, což je pěkná kamenná planeta s průměrnou povrchovou teplotou kolem dvaceti stupňů Celsia. Nachází se v souhvězdí Jeřába a leží ve vzdálenosti nějakých šestnácti světelných let, tedy zhruba čtyřikrát dál než Proxima. Na odpověď z mise u Gliese bychom museli čekat už dvaatřicet let, a výkon případného komunikačního zařízení by musel být opět mnohem silnější. Při cestování na takhle velkou vzdálenost by se nejspíš již vyplatilo vypravit vícegenerační vesmírné plavidlo, takový umělý, zcela soběstačný, vesmírný ostrov, kde by postupem času docházelo k přirozené obměně starých kosmonautů za nové. Ti, co by na takovémto zařízení vyrazili na cestu, by museli být smíření s tím, že zpět domů se už nikdy nevrátí. Vícegenerační plavidla by mělo smysl používat v případě letů do několika desítek (světelných) let. Možná i století.
 
Z astronomického hlediska se ale pořád ještě pohybujeme v těsném sousedství sluneční soustavy. Pokud bychom se chtěli za účelem obdivování supermasivní černé díry Sagittarius A* vypravit  do středu naší Galaxie, cesta rychlostí světla by se protáhla na pěkných pětadvacet tisíc let. To je už tak dlouhá doba, že nás nevytrhnou ani vícegenerační lodě. Skupina astronautů, kteří musí po nějakých šest tisíc lidských pokolení poslušně táhnout za jedno lano, aby se jejich hypotetičtí vzdálení potomci jednoho dne dostali ke středu Galaxie, taková představa je dosti úsměvná. Mise by nejspíš byla předčasně ukončena již po dvou, třech pokoleních během revolty té části astro-omladiny, jež by se ukázala jako problémová a rozhodla se kormidlo lodi strhnout zpět domů.
 
Cesta do takové Galaxie v Andromedě, která se nachází ve vzdálenosti cca 2,5 milionu světelných let, je pak už jenom pouhá chiméra a v lidských silách naprosto nerealizovatelná záležitost.
 
Sečteno a podtrženo, struktura a nastavení vesmíru zvídavým objevitelům rozhodně nepřeje. Rychlost světla dělá čáru přes rozpočet všem případným zájemcům o odlehlé končiny naší reality. Funguje coby nelítostný cenzor, který nás předurčuje držet se svého maličkého kousku světa a nevytahovat z něj paty. I za předpokladu, že se nám v budoucnu podaří konstruovat plavidla schopné relativistickými rychlostmi, od naší rodné hroudy se coby živočišný druh nevzdálíme na víc než několik desítek světelných let. To je vzhledem k tomu, kolik toho vesmír nabízí, tragicky málo. Ano, ve hře jsou samozřejmě i nejrůznější fantastické alternativy klasického přímočarého cestování, červí díry, warpové pohony, inerciální praky a podobné záležitosti, nicméně vzhledem k tomu, že tyto konstrukty vyžadují ke své realizaci takovou drobnost, jako je supermasivní černá díra, lze je – bohužel – nejspíš s klidem vyloučit. Alespoň na hodně, hodně, hodně dlouhou dobu.

About Nezahrada

Jsem nezahradník. Nezahradničím. Je to poněkud mlhavě neurčitá činnost a nelze se o ní více rozepsat...
This entry was posted in Článek, Nezařazené and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.