Cestování ke hvězdám bez skoku v čase: Jak může relativita změnit osud civilizací

Mezihvězdné cestování naráží na jeden zásadní problém, tím je čas. I při rychlostech blízkých rychlosti světla by cesta mezi hvězdami znamenala, že se cestovatelé vrátí do zcela jiné epochy své domovské civilizace.

Právě tento rozpor se snaží řešit nová studie „Redshifted civilizations, galactic empires, and the Fermi paradox“. Autory zajímavé teorie jsou Justin C. Feng z Oddělení kosmologie a gravitační fyziky Fyzikálního ústavu AV ČR a nezávislý vědec Chris Reiss.

Oba vědci zkoumají, zda lze dilataci času, známou ze speciální i obecné relativity, využít systematicky tak, aby se mezihvězdní cestovatelé a jejich domovská společnost časově „neminuli“. Jinými slovy, aby civilizace mohla expandovat do celé galaxie, aniž by se její jednotlivé části časově rozcházely o tisíce či miliony let.

Související

Martin Pokorný

Dalekohled Jamese Webba zaznamenal první supermasivní…

Marek Kuřina

Nejpodivnější exoplaneta ve tvaru citronu se…

Studie se drží přísně v mezích známé fyziky. Nepracuje s hypotetickými koncepty, jako jsou záporné energie nebo červí díry, ale vychází z obecné teorie relativity, zákona zachování energie a biologicky snesitelných zrychlení. Technologickou vyspělost civilizací autoři popisují pomocí Kardaševovy škály, která měří, kolik energie je civilizace schopna využívat.

Zásadní myšlenkou je, že civilizace nemusí relativistickou dilataci času využívat jen na palubách jednotlivých lodí, ale může do tohoto stavu vstoupit jako celek.

Tři cesty ke „zpomalování času“

Autoři studie představují celkem tři teoretické scénáře. Prvním je civilizace obíhající v blízkosti supermasivní černé díry v centru galaxie. Silné gravitační pole by zde mohlo zpomalit běh času až stokrát oproti Zemi. Z pohledu takové civilizace by se zbytek vesmíru vyvíjel extrémně rychle.

Druhý scénář předpokládá síť relativistických lodí rozprostřených po celé galaxii, které se pohybují po přímých drahách s extrémním zrychlením. Takový systém by mohl dosáhnout až desettisíckrát silnější dilatace času, avšak za cenu energie odpovídající výkonu celé hvězdy, tedy civilizace typu II na Kardaševově škále.

Třetí, nejambicióznější scénář popisuje přeskupení černých děr galaxie do prstence, který by vytvářel stabilní relativistickou strukturu. Ta by umožnila lodím pohybovat se po uzavřených drahách s extrémním zpomalením času a relativně nízkými nároky na další energii a údržbu.

Nový pohled na Fermiho paradox

Studie se zároveň dotýká jednoho z největších otazníků moderní astrofyziky. Jde o  Fermiho paradox, tedy o otázku, proč ve vesmíru nepozorujeme známky vyspělých mimozemských civilizací.

Z pohledu relativistických civilizací by totiž méně vyspělé společnosti mohly vznikat a vyvíjet se nebezpečně rychle. Pro loď zažívající 10 000násobnou dilataci času by vývoj lidstva od lovců a sběračů po kosmickou civilizaci trval pouhý jeden rok.

Navíc by i zdánlivě banální hrozby byly fatální. Jednoduchý objekt o hmotnosti 100 kilogramů na kolizní dráze by měl při relativistických rychlostech energii srovnatelnou s impaktorem Chicxulub, který způsobil hromadné vymírání dinosaurů.

Proč by se civilizace chtěly skrývat

Autoři proto naznačují, že vyspělé civilizace by se z bezpečnostních důvodů mohly rozhodnout skrýt svou existenci. Tento závěr podporuje tzv. hypotézu temného lesa, pojmenovanou podle románu čínského autora Liou Cch’-sina, podle níž je vesmír plný civilizací, které se raději neprozrazují, aby se nestaly cílem.

Studie tak nenabízí jen fascinující fyzikální úvahy o cestování mezi hvězdami, ale i varovný pohled na to, že technologický pokrok může přinášet nové, dosud netušené formy zranitelnosti.

Zdroj: National Geographic, arXiv