Úvaha o budúcnosti gravitačnej fyziky

Správny vedec nesmie byť šarlatánskym naivistom, avšak nesmie byť ani príliš zviazaný a obmedzený len na to, čo už veda potvrdila. Vedec musí byť sčasti aj vizionárom, ktorý tuší potenciál nových objavov - to je jeden z motorov, ktorý ho inšpiruje k jeho práci. Napr. Poincaré, Lorentz a Einstein by nikdy nedospeli k teórii relativity, keby nemali veľkú dávku vízie a intuície, ktorá im dodala odvahu vzpriečiť sa pohodlnej predstave toho, že všetko už poznáme, a bádali ďalej. Jednu z takýchto vizií založenú na triezvom ale súčasne i otvorenom uvažovaní si stručne načrtnime. 

Objav gravitačných vĺn bude nepochybne veľmi mocným impulzom pre ďalší rozvoj gravitačnej fyziky, pretože sa potvrdí jedna z najdôležitejších predpovedí Einsteinovej teórie relativity, a teda to, že gravitáciu popisuje naozaj správne (okrem kvantovej úrovne). Einsteinovu teóriu už potvrdilo množstvo objavov, dokonca aj existenciu samotných gravitačných vĺn už máme nepriamo potvrdenú (v roku 1993 bola za to vedcom Hulsemu a Taylorovi udelená Nobelova cena), avšak ich priame pozorovanie by bolo najdôležitejším a konečným z týchto dôkazov. A ako to už vo vede chodí, každý takýto objav spôsobí ďalšie úsilie v rozvoji danej oblasti. Rozvoj gravitačnej fyziky môže mať jeden veľmi praktický dôsledok - ovládnutie gravitácie človekom a získanie techník na jej využitie pre potreby ľudstva. Napríklad - na cestovanie priestorom. V budúcnosti tak vôbec nemožno vylúčiť možnosť skonštruovania gravitačného pohonu, napr. na spôsob "warp drive" tak dobre známeho so seriálu Star Trek. Kritický čitateľ si teraz určite povie - naivné, neodborné a zavádzajúce. Nie je to však celkom tak.

Veľmi dobrou pomôckou je pohľad na minulosť vedy a vedeckého výskumu. Napr. na konci 19. storočia si vedci mysleli, že takmer všetko je už objavené, a že jedinou úlohou fyziky bude už len dotiahnuť niektoré detaily. Avšak vďaka viacerým talentom (Poincaré, Lorentz, Einstein, Bohr, Schrodinger, Heisenberg, Planck...) sa ukázalo, že realita je úplne iná. Podobne tomu bolo v prípade parného pohonu - vtedajší serózni vedci mali dokonca vedecké argumenty, prečo nemožno cestovať v parnom stroji idúcom rýchlejšie ako bežiaci človek (jedným z argumentov bolo napr. to, že prúdiaci vzduch pri takej rýchlosti spôsobí zmeny tlaku v dýchacích orgánoch, kvôli čomu sa človek zadusí). Dnes vieme, že dané argumenty boli smiešne, ale v tej dobe boli seriózne pochybnosti o možnosti využitia parného pohonu na rýchle cestovanie. Ďalším príkladom nedostatku vizionárstva u vedcov boli tvrdenia o nemožnosti existencie strojov ťažších ako vzduch - dokonca predseda Kráľovskej vedeckej spoločnosti sir Kelvin (inak vynikajúci fyzik, podľa ktorého je dnes pomenovaná fyzikálna jednotka na meranie teploty) prehlásil, že lietajúce stroje ťažšie ako vzduch nemôžu existovať. A za približne šesťdesiat rokov od toho výroku už boli skonštruované komerčné Jumbo-jety schopné prepraviť pol tisícky cestujúcich.

To je len niekoľko prípadov, keď oficiálna veda bola príliš konzervatívna a dokonca mala k dispozícii všeobecne uznávané argumenty na podporu svojich tvrdení. A ako vidíme, dnes máme do veľkej miery potvrdenú teóriu relativity; vieme, že o vesmíre toho ešte oveľa viac nevieme ako vieme; lietame v lietadlách ťažších ako vzduch; a cestujeme rýchlymi dopravnými prostriedkami bez toho, žeby sme sa z toho zadusili.

Po tejto malej exkurzii do minulosti vedy je hneď ľahšie pochopiť nenaivnosť tvrdenia z úvodu tohto článočku. Možnosť cestovania vesmírom vďaka ovládnutiu gravitácie je na tom dokonca ešte lepšie - neexistuje totiž žiadny známy vedecký argument proti tejto možnosti. Navyše, popri samotnom gravitačnom pohone tu je ešte možnosť využitia iných možností súvisiacich s gravitáciou - napr. rotujúcich červích dier, ktorých matematický popis ukazuje, že za istých predpokladov je možné ich využiť na cestovanie v priestore.

Samozrejme, sme ešte veľmi ďaleko od reálneho uskutočnenia takýchto vízií (ak sa vôbec uskutočniť budú dať). Avšak, spomeňme si napr. na objav tranzistoru ako elektronickej súčiastky - kto mal vtedy predstavu, čo tento objav spôsobí, aké bude mať následky? Vtedy nikto ani len netušil, že ľudstvo v priebehu desaťročí využije tranzistor ako základ pre vyvinutie integrovaného obvodu - základu dnešných procesorov. Prvé tranzistory boli neskutočne primitívne zariadenia o veľkosti niekoľko centimetrov - dnes poznáme nanotechnológie využívajúce polovodiče schopné umiestniť na plochu centimetrov štvorcových niekoľko desiatok miliónov tranzistorov. Obdivuhodný pokrok, nad ktorým by ich tvorcovia otvárali ústa. Objav tranzistoru mal teda za následok napr. aj to, že dnes máme počítače, že dnes si čítate tento text na monitore a že sa napr. zúčastňujete niečoho ako je Boinc. Hovoriť o prevratných dopadoch existencie počítačov na ľudskú spoločnosť je úplne zbytočné - a to všetko spôsobil objav tranzistoru.

Možnosti gravitačnej fyziky pre rozvoj ľudstva však tušíme. Možno budú mať inú podobu, ako je tu načrtnuté, možno potrvá dlhšie než len pár desaťročí na ich uskutočnenie, avšak - je nepochybné, že objav gravitačných vĺn bude tým mocným impulzom na rozvoj tejto oblasti, ktorá má obrovský potenciál. Dnes nevieme ako presne spôsobiť cielenú deformáciu časopriestoru potrebnú na skonštruovanie analógu k "warp drive", nevieme ani ako stabilizovať rotujúcu červiu dieru v dostatočne veľkom rozmere a čase. Avšak podobne ako v prípade tranzistorov objavy ešte len prídu - za predpokladu impulzu na ďalší rozvoj. Tým bude práve objav gravitačných vĺn.

SETI nám môže pomôcť objaviť prítomnosť iných blízkych civilizácií v našom stupni technického rozvoja (i keď pravdepodobnosť takéhoto objavu je mizivá - nie kvôli tomu, žeby iné civilizácie nemohli existovať, ale kvôli krátkemu okamihu vo vývoji, ktorý civilizácia elektromagnetické vlny vysiela), Rosetta nám pomôže vysporiadať sa napr. aj s radiačným poškodením DNA molekuly, ktorá ohrozuje astronautov na dlhých medziplanetárnach (či v budúcnosti medzihviezdnych) letoch. Avšak až rozvoj gravitačnej fyziky nám môže umožniť nájsť efektívnu cestu cestovania vesmírom, nielen plahočenie sa klasickým časopriestorom, ktorý je pre cestovanie nesmiernymi hlbinami vesmíru značne neefektívny.

Neváhajte teda zúčastniť sa projektu Einstein@home. Gravitačné vlny síce sami o sebe ešte zďaleka neznamenajú možnosť cestovania vesmírom s využitím gravitácie, ale sú dôležitým prvým krokom, sú tým, čo znamenal objav tranzistoru pre eletroniku a rozvoj počítačov. Pomôžme vede dosiahnuť tento prvý krok, a spustiť tým vývoj, ktorý bude mať s veľkou pravdepodobnosťou v budúcnosti nedozerné následky pre ľudstvo a jeho osud vo vesmíre, ktoré sa dajú zatiaľ prirovnať len k sci-fi.