Ar žmogus galėtų sukurti dirbtinę gravitaciją?

Matome tai daugybėje mokslinės fantastikos filmų. Ir žinome, kad be to apie tolimas kosmines keliones net neverta pradėti galvoti. Taigi, ar žmogus kada nors sugebės sukurti dirbtinę gravitaciją?

Mokslinė fantastika kadaise įžvalgiai prognozavo daug dalykų, kuriuos šiandien naudojame kaip įprastus: planšetinius kompiuterius, klonavimą, ryšių palydovus, „Skype“, savaime atsidarančias duris ir skustuvus su 5 ašmenimis. Bet daug ko, ką matėme fantastikos filmuose, dar nesulaukėme. Tai ir įvairiausio plauko apokalipsės, sukeltos robotų, ateivių, asteroidų, kometų ar neriboto menko protelio žmonių dauginimosi. Tikimybė sulaukti šių dalykų ateityje yra ganėtinai reali, tikina „Universe Today“ leidėjas Fraseris Cainas.

Bet esama ir fantastiniuose filmuose vaizduojamų dalykų, kurie tiesiog prieštarauja mokslo dėsniams. Pavyzdžiui, kelionės didesniu nei šviesos greičiu, teleportacija, galimybė sunaikinti ištisas planetas dideliu lazeriu ir panašiai. Ir beveik kiekviename su kosminėmis kelionėmis susijusiame mokslinės fantastikos filme, knygoje ar kompiuteriniame žaidime susiduriame su fundamentaliu mokslo dėsnio pažeidimu, kuris yra toks įprasta,s kad į jį tiesiog nekreipiame dėmesio: mokslinės fantastikos autoriai mėgsta įsivaizduoti, kad gravitacija visose aplinkose yra lygiai tokia pati, kaip Žemėje.

Tik pagalvokite – visi „Star Trek“ veikėjai erdvėlaivyje „USS Enterprise“ judėjo, stovėjo ir sėdėjo taip, tarsi tai būtų eilinė Holivudo studija. Ir net savo gėrimus galėjo vartoti iš atvirų talpų, o ne iš plastikinių maišelių, kaip tą priversti daryti Tarptautinėje kosminėje stotyje dirbantys astronautai.

Kitaip tariant, mokslinės fantastikos autoriai įsivaizduoja, kad kosminiai laivai yra lygiai tas pats, kaip ir paprasti laivai, tik plaukioja jie ne vandenynais, o kosmosu. Ir tai yra didelė klaida.

Žemėje atsigerti iš atviros stiklinės įmanoma tik dėl gravitacijos: žemė skystį traukia į planetos centrą, tačiau skystį sulaiko stiklas, kurį laiko mūsų kūnas, kurį laiko batai, kuriuos laiko laivo denis, kurį laiko kita laivo struktūra, kurį laiko plūdrumas. Jei ne ši laikymo grandinė, alus kaip mat nulėktų į planetos, ar bent jau vandenyno, centrą.

Mikrogravitacijos sąlygomis žmogus skrieja tarsi balionas. Tokie biologiniai procesai, kaip maitinimasis, gėrimas, šlapinimasis ar tuštinimasis vyksta naudojant įvairiausius vamzdelius. O jeigu kosminei stočiai tektų keisti savo padėtį norint išvengti kokios nors kliūties, astronautai pradėtų trankytis į vidines stoties sienas tarsi stalo teniso kamuoliukai. „USS Enterprise“ įgula su tokiais nepatogumais nė karto nesusidūrė.

Taigi, kaip sukurti gravitaciją?

Vienintelis būdas sukurti tikrą gravitaciją yra panaudoti masę. Kuo didesnė masė, tuo stipresnė gravitacija. Nėra masės – nėra ir gravitacijos. O tokio dalyko, kaip antigravitacija, apskritai nėra. Mūsų juntama gravitacijos jėga iš esmės yra nuolatinis pagreitis, nukreiptas į Žemės centrą. Šio pagreičio dydis yra 9,8 m/s², arba 1G.

A. Einsteinas įrodė, kad viskas yra reliatyvu. Taigi, jeigu būtumėte kosminiame laive, kuris nuo Žemės toltų nuolatiniu 1G pagreičiu, jaustumėte lygiai tokią pačią trauką, kaip ir stovėdamas ant Žemės paviršiaus. O tai reiškia, kad jeigu žmonija sugebėtų sukurti kosminį laivą, kuris galėtų nuolat gaminti pakankamai energijos nuolatiniam pagreičiui palaikyti, tikslas sukurti gravitaciją būtų iš esmės pasiektas.

Kelionė į Mėnulį tokiu laivu truktų apie tris valandas: raketa pusę šio laiko greitėtų, pusiaukelėje apsisuktų ir tuomet lygiai tiek pat laiko lėtėtų. Taigi, ir kelionė būtų neįtikėtinai trumpa, ir įgula galėtų visą tą laiką mėgautis gravitacijos teikiamais privalumais. Analogiškai, kelionė į Jupiterį truktų apie 160 valandų. Pusiaukelėje tokia raketa sugebėtų pasiekti net 2800 km/s greitį – beveik 1 proc. šviesos greičio.

Kai kuriuose mokslinės fantastikos filmuose matome milžiniškas žiedo formos kosmines stotis. Įdomu tai, kad besisukant žiedui sukuriama išcentrinė jėga, kuri teoriškai gali prilygti gravitacijai. Norint, kad gyvenimas tokioje stotyje būtų patogus, jos žiedo spindulys turėtų būti apie 250 metrų. Ir, kad viduje esantys žmonės jaustų 1G trauką, toks žiedas turėtų suktis maždaug 2 apsisukimų per minutę greičiu.

Tokio aparato statybos be jokios abejonės būtų velniškai sudėtingas inžinerinis iššūkis, tačiau tikėtina, kad tą galima būtų padaryti naudojantis vien šiandien egzistuojančiomis technologijomis. Toks žiedas suteiktų mums galimybę tyrinėti Saulės sistemą be organizmui smarkiai kenkiančio mikrogravitacijos poveikio. Nes gravitacijos nebuvimas apsunkina ne tik gėrimą, šlapinimąsi ar stabilų laikymąsi vienoje vietoje – be gravitacijos poveikio mūsų kūnai ilgainiui nusilpsta, kaulai retėja.

Taigi, tol, kol fizikai neišras tokio mokslinės fantastikos stebuklo, kaip antigravitacija, dirbtinė gravitacija, kokią matome mokslinės fantastikos filmuose, bus įmanoma tik milžiniškuose besisukančiuose žieduose.