Érdemes az antigravitációs meghajtással foglalkozni?

Amikor a jövő űrexpedícióit tervezgetik gyakorta szó esik a sci-fikből már jól ismert antigravitációs meghajtásról, ami sokak szerint nem több mint tudományos fantasztikum, mégsem csak az X-díjat így megnyerni akaró magyarok, hanem az űrhivatalok is komolyan foglalkoznak az elgondolással.

2001-ben az ESA két tudóst bízott meg az úgynevezett gravitáció szabályozási tervezetek felmérésére. Ők arra a következtetésre jutottak, hogy még ha lehetséges lenne is megvalósítani ezt a szabályozást, az előnyök, melyekkel kiemelhetnének egy űrhajót a Föld gravitációs mezejéből nem érnék meg az erőfeszítéseket. Azonban több hasonló meghajtási elveken dolgozó tudós vitatja a fenti megállapítást. "Én ezt a megállapítást, még ha helytálló is, érdektelennek és teljesen mellékesnek tekintem" - mondta James Woodward, aki a NASA megbízásából dolgozott a gravitáció szabályozású meghajtáson.

A NASA 1996 és 2003 között létrehozott egy kutatási programot az elméleti meghajtási módok számára, aminek végül a költségvetési megszorítások vetettek véget. A Breakthrough Propulsion Physics elnevezésű projekt alapítója és egykori vezetője, Marc Millis szerint az ESA jelentése több tévképzetet is a helyére tesz a gravitáció szabályozással kapcsolatban, azonban úgy véli összességében túl szűklátkörűre sikeredett a terület jövőbeli kutatási potenciálját illetően. "Ennek az írásnak az a veszélye, hogy a laikus olvasó sokkal inkább a negatív megállapításokat érezheti ki, melyeket a gravitációs vagy inerciális manipuláció teljes egészére levetít" - vélekedett Millis.

A jelentésnek nem az volt a célja, hogy elfojtson minden hasonló elvet, hangsúlyozza az egyik szerző, Orfeu Bertolami, a portugál Lisszaboni Műszaki Egyetem kozmológusa. "A mi javaslatunk az volt az ESA-nak, hogy kellő kritikával tekintsen ezekre" - mondta, hozzátéve, hogy szerintük a hagyományos elképzelések sokkal hatékonyabbak.


A kutatók kiindulópontja szerint az űrrepülőn lenne egy gravitáció-szabályozó
H.G. Wells egyik regényében is olvashatunk az antigravitációs eszközökről. Az ő fantáziája egy olyan anyagon alapul, ami távol tart minden ráhelyezett anyagot a Föld gravitációjától. Azonban valóban létezhet ilyen anyag? Az antigravitáció látszólag megsérti az energia-megmaradás törvényét, ami megtiltja az állandó mozgást. Helyezzünk el egy kereket félig egy ilyen gravitációs pajzsban és a védett rész fel fog emelkedni, ami azt eredményezi, hogy a kerék örökké forogni fog minden erőforrás nélkül. Mitöbb, a gravitációt nem lehet kiszűrni úgy, mint a fényt vagy a hangot. Einstein sokszor igazolt általános relativitás elmélete szerint a gravitáció abból adódik, hogy a tömeg eltorzítja magát a téridőt.

Azonban nem a relativitás mondja ki az utolsó szót a tárgyban. "A gravitáció nem illik bele a részecskefizika standard modelljébe" - írja Clovis de Matos, az ESA tanulmány műszaki lektora. "Valamint nem ismerjük a gravitációs kölcsönhatást kvantum szinteken." De Matos elmondta, az ESA részben azért készíttette el a gravitáció szabályozásáról szóló felmérést, hogy megállapíthassa vajon a gravitáció egy kvantum elmélete felfedhet-e olyan hézagokat a jelenlegi ismereteinkben, amit az űrtechnika hasznosíthatna.


A Föld maga is eltorzítja a téridőt
Bertolami és szerzőtársa, Martin Tajmar, az osztrák ARC Seibersdorf űrtechnikai cég részéről olyan lehetőségeket keresett, melyek a gravitáció gyengítésével segítik az űrhajók kilövését. "Egyik javaslat sem tűnt meggyőzőnek és kellően részletezettnek" - mondta Bertolami. "Kísérletileg és elméletileg sem tűnt úgy, hogy megfelelnének egy olyan standardnak, amit tudományosnak lehetne nevezni." Mindezek ellenére több kutató úgy véli egyes elképzeléseket érdemes alaposabban szemügyre venni. Például a NASA Pioneer űrszondái, ahogy közelednek a Naprendszer pereme felé kezdenek eltérni várt röppályáiktól, ami azt sugallja, hogy jelenlegi gravitáció elméletünk nem teljes.

Voltak olyan feltevések is, mely szerint a mágneses hatás olyan anyagokban, melyek viselkedését kvantumhatások uralják, mint a szupravezetők, egyfajta mesterséges gravitációt indukálhatnak. A NASA tudósai tanulmányozták egy orosz fizikus, Eugén Podkletnov állításait, miszerint egy forgó szupravezető képes gravitációs pajzsként viselkedni, lecsökkentve a fölé helyezett objektum súlyát körülbelül 2%-kal. A tudósoknak nem sikerült reprodukálni ezt vagy bármi hasonlót, tette hozzá Tajmar, aki Bertolamival végül arra a következtetésre jutott, hogy jelenleg nincs valódi alapja annak, hogy az ilyen hatásokat komolyan vegyék. Ezzel együtt nem zárják ki a gravitációs anomáliák lehetőségét a kvantum anyagokban.

Más megközelítések az objektumok gravitációs és inerciális tömegeire építkeznek. A gravitációs tömeg az objektum által megtapasztalt gravitációs erőt, míg az inerciális tömeg a mozgásba hozáshoz szükséges erőt határozza meg. Az általános relativitás szerint a két definíció azonos, azonban a kvantum gravitációs elméletek szerint különböznek.

Tajmar és Bertolami több olyan tervezetet is megvizsgált, ami az egyik tömeg megváltoztatását célozza a másik érintetlenül hagyásával. Eredményeik szerint az inerciális tömeg csökkentésének nincs hatása a kilövéshez szükséges üzemanyag mennyiségére, míg kizárólag a gravitációs tömeg megváltoztatása - mondjuk egy gravitációs pajzzsal - nem segít, hacsak szinte nem teljes a gravitáció kizárása.