Niels Bohr-fysiker giver sit bud: Sådan flyver ufoer ...hvis de findes
Rumfart Mod det uendelige univers ...
En dag i sommeren 1950 sad en række fysikere i kantinen på forskningscentret Los Alamos i USA. Mest kendt blandt dem var Enrico Fermi, der var med til at bygge verdens første atomreaktor og senere var en af hovedarkitekterne bag atombomben.
Tre år tidligere var der opstået et rygte om, at en ufo var styrtet ned i Roswell, New Mexico, og fysikerne talte nu, i en lettere humoristisk tone, om flyvende tallerkener og sandsynligheden for, at Jorden var blevet besøgt af intelligent liv fra andre planeter.
Pludselig udbrød Fermi: »Men, hvor er de alle sammen?«
Pointen bag Fremis udbrud var, at hvis man ser på, hvor mange potentielle planeter der er i Mælkevejen – for slet ikke at at tale om i resten af universet – og hvor lang tid, universet har eksisteret, så virker det usandsynligt, Jorden skulle være det eneste sted, hvor der er opstået intelligent liv. Og hvis det er sket, hvorfor har vi så ikke mødt eksempler på det?
Spørgsmålet, der kaldes populært ‘Fermis paradoks’, blev senere fulgt op af en række beregninger, både af Fermi selv og i den såkaldte Drakes ligning, som beskriver sandsynligheden for, at intelligent liv er opstået et sted i universet.
Men et stort problem stod tilbage. For afstandene i universet er så store, at det virker uoverskueligt for intelligent liv at bevæge sig fra ét solsystem til et andet. Tænk bare på, at vores sols nærmeste nabo, Proxima Centauri, ligger 4,25 lysår eller 40.208 milliarder kilometer væk. Der ville altså være brug for rumskibe, der kunne bevæge sig med ekstreme hastigheder, hvis vi nogensinde skulle møde hinanden.
Siden den rygteomspundne ‘begivenhed’ i Roswell i 1947 er antallet af bøger, film og dokumentarer om besøg fra det ydre rum eksploderet. Sidste år fik interessen så endnu et skub med offentliggørelsen af en rapport fra det amerikanske forsvarsministerium Pentagon. Her kunne de amerikanske myndigheder fortælle om 144 såkaldte UAP’er (Unidentified Aerial Phenomena, Pentagons navn for ufoer), som militærpiloter siden 2004 havde indrapporteret. For 143 af dem var tale om objekter i luften, der opførte sig på en måde, der ikke umiddelbart var til at forklare.
Nogle af de indrapporterede UAP’er kan ses på videoer, som i første omgang er blevet lækket og senere bekræftet af Pentagon. En af de mest bemærkelsesværdige har fået navnet ‘Go-Fast’ og viser et objekt, som ud for Floridas kyst bliver ‘fanget’ af det infrarøde kamera monteret på kanonen på et F/A-18 kampfly. På optagelsen kan man tydelig høre pilotens udbrud.
Rapporten var imødeset med enorm spænding, for ville den nu bekræfte, at Jorden har haft besøg fra fremmede planeter? Det gjorde den ikke – men det blev heller ikke udelukket.
Hvis nu ...
Denne artikel har heller ikke til formål at konkludere, om vi på Jorden har haft besøg af liv fra andre planeter, eller om der er intelligent liv derude et eller andet sted i Mælkevejen eller andre galakser. Men hvis vi nu antager, at nogen skulle have besøgt os, eller hvis vi engang selv gerne vil forlade vores solsystem og bevæge os ud i det verdensrummet på jagt efter en ny planet – hvordan kan man så forstille sig, at det kunne lade sig gøre?
Det spørgsmål har vi stillet til Troels Harmark, der er lektor på Niels Bohr Institutet og leder af sektionen for teoretisk partikelfysik og kosmologi. Og selvom Troels Harmark personligt er stor fan af science-fiction, både i film og bøger, så har vi lovet, at han ikke skal tage stilling til spørgsmålet om besøg fra det ydre rum.
I stedet vil han forsøge at give et perspektiv på rumrejser med over- eller nærlyshastighed.
Vi får nemlig brug for et aggregat eller en motor, der er i stand til at accelerere en masse op til ekstreme hastigheder, hvis det skal give nogen mening at bevæge sig over universets enorme afstande - og her opstår problemet. For Einsteins specielle relativitetsteori siger, at man ikke kan accelerere noget objekt op til lysets hastighed – endsige over – da det vil koste uendeligt meget energi. Og oven i det vil tiden gå i stå:
»Det er sådan, fysikken ser ud lige nu. Men hvis vi ser på Einsteins ligninger for den generelle relativitetsteori, så er der faktisk ikke noget, der strider imod, at partikler bevæger sig hurtigere end lyset – det er overgangen, der er det problemet,« forklarer han.
Faktisk gik der for nogle år siden rygter om, at man på CERN’s neutrinodektor på Gran Sasso-observatoriet i Italien, havde registreret overlyspartikler. Dette blev dog senere tilbagevist som en fejlmåling.
Der er altså en teoretisk mulighed for at bevæge sig hurtigere en lysets hastighed, og det vender vi tilbage til senere, da det kræver nogle lidt mere eksotiske overvejelser.
Nær ved og næsten
Men hvad så med ekstremt hurtig transport i rummet med hastigheder lige under lysets? Her skal vi igen rundt om Einsteins generelle relativitetsteori, for det handler om, hvordan rumtiden bøjer i forhold til, hvor meget energi og stof der er til stede på et bestemt tidspunkt. Med relativitetsteorien er det faktisk (teoretisk) muligt at beregne, hvordan et rumfartøj kan bevæge sig i rumtiden, og hvor meget energi der vil være behov for.
I 1994 udgav den mexikanske fysiker Miguel Alcubierre en artikel med et forslag til et såkaldt warp-drive, altså et aggregat, der kunne få noget til at bevæge sig med overlyshastighed. Ideen var, at rumtiden blev trukket sammen foran fartøjet og udvidet bagved. På den måde ville fartøjet kunne ‘ride’ på en rumtidsbølge.
Løsningen stred ikke mod den generelle relativitetsteori, men problemet med Alcubierre-drevet, som det blev kaldt, var, at for at kunne skabe rumtidsbølgen skulle der bruges enorme mængder negativ energi – og sådan noget eksisterer ikke i det kendte univers.
I 2020 kom der så en artikel fra fysikerne Alexey Bobrick og Gianni Martire, som har skabt en del røre i fysikverdenen: ‘Introducing physical warp drives’. De to forskere er kommet med en model for et rumfartøj, hvor det er hele fartøjet, som befinder sig inde i en boble af stof og energi, der balancerer Einsteins generelle relativitetsligning, men uden at der er brug for negativ energi.
Man kan tænke på det som en bil, hvis karrosseri ikke alene består af et materiale (metal), men også af nok energi til at skabe en ‘rumtidsboblen’. Uden for og inde i boblen er rumtiden flad, mens bøjningen af rumtiden sker i selve skallen:
»Hvor Alcubierre sagde, at fartøjet var i stand til overlyshastigheder, så afviser den nye artikel det helt. Det er selvfølgelige en del mere kedeligt end et rigtigt warp-drive a la Star Trek, men alt andet lige er det ret interessante beregninger,« siger Troels Harmark.
Som en bonus skal Bobrick og Martires warp drive ikke bruge negativ energi som Alcubierre-drevet. Energiforbruget er enormt, men det er positiv energi, som vi kender det.
Ifølge de nye ideer vil personerne inde i fartøjet end ikke opleve acceleration, og de vil kunne bevæge sig over ekstreme afstande på meget kort tid – også selvom det er med hastigheder under lysets:
»Måske vil de opleve det som et par timer at tage til den nærmeste stjerne – ulempen er dog, at tiden fortsætter med at gå på Jorden, så hvis passagererne oplever en tur til Proxima Centauri som et par timer, vil der stadig være gået over 4,25 år på Jorden,« siger Troels Harmark med henvisning til Proxima Centauris beliggenhed 4,25 lysår fra os.
Holder fysikkens love?
Men hvad så med overlyshastigheder? For det er jo ikke så sjovt at skulle vente 100 år på, at et rumskib kommer tilbage fra de nærmeste nabostjerner med planeter omkring. Her bliver vi nødt til at bevæge os ud i endnu mere ukendt farvand, siger Troels Harmark. For kan vi grundlæggende være sikre på, at de fysiske love, vi kender nu, også holder?
»Lige nu taler vi f.eks meget om mørkt stof, og de fleste forskere er enige om, at mørkt stof faktisk findes, blandt andet ud fra observationer af roterende galakser. Men der er også mere vilde ideer, hvor man foreslår, at mørkt stof i virkeligheden ikke eksisterer, og at vi i stedet bliver nødt til at modificere tyngdekraften, hvilket betyder, at Einsteins relativitetsteori ikke er korrekt,« siger han.
Endnu vildere bliver det, hvis vi begynder at tale om mørk energi, hvor fysikerne ikke engang har en teori endnu:
»Så vidt vi ved, består universet af 5 procent synligt stof, 27 procent mørkt stof og 68 procent mørk energi plus en smule stråling. Men måske findes der ukendte partikler, som vekselvirker med tyngdekraften men ikke med de andre naturkræfter,« siger Troels Harmark.
Et andet vildt område, som er blevet eftervist på CERN, er teorien om virtuelle partikler, der opstår og forsvinder, uden at det er muligt at registrere dem:
»Selvom det lyder skørt, er dette også noget, fysikerne er enige om. Måske er der også ligefrem en lille mulighed for, at negativ energi faktisk eksisterer. Alt det vil kunne åbne for en masse nye muligheder fysikken,« siger Troels Harmark.
Så hvis vi forlader Niels Bohr Institutet og tager en tur tilbage til UAP/ufo-verdenen og Pentagon-rapporten, så giver fysikernes ideer bag warp-drives og ekstreme hastigheder ikke noget svar på på, hvorfor jagerpiloter, radaroperatører og andet militærpersonel siden 2004 tilsyneladende har set 144 fænomener, hvoraf kun et enkelt har en naturlig forklaring.
Derfor kan vi i dag, præcis som fysikerne på Los Alamos gjorde i 1950, spørge os selv:
»Hvis muligheden for intelligent liv er til stede i universet, hvorfor har vi så ikke mødt noget af det endnu?«. Og svaret kunne meget vel være, at der simpelthen er for langt mellem stjernerne, og at ingen endnu har opfundet et warp-drive, der virker.
Ikke desto mindre oplyste det amerikanske forsvarsministerium i november sidste år, at endnu en task force er blevet nedsat for at undersøge alle uidentificerede flyvende fænomener, der trænger ind i amerikansk luftrum – i folkemunde stadig kaldet ufoer.
Trænger du efter denne rumtur til mere fast grund under fødderne, så læs
gennemgangen af, hvad der er ‘sikkert og vist’ i ugens 2. sektion, som har tema om ‘Videnskabsår22’.
Millennium Falcon optræder i Star Wars-filmene og benytter sig af et ‘Hyper-drive’. Det ses første gang i filmen fra 1977 (episode 4 – ‘A New Hope’).
Rumfartøjet USS Enterprise (NCC-1701-D) fra sci-fi-serien ‘Star Trek: The Next Generation’, der blev sendt fra 1987 til 1994. Den oprindelige Star Trek-serie blev sendt fra 1966 til 1969 og siden fulgt op med flere fortsættelser og spinoffs.
fiktion Warp drive
Begrebet ‘warp-drive’ stammer fra populærkulturen og er mest kendt fra sci-fi-serien Star Trek. Det giver rumskibe evnen til at flyve med overlyshastighed i det kendte rum. Dette er i modsætning til ‘hyper-drive’ (kendt fra Star Wars), hvor rumskibet bevæger sig i en alternativ dimension, visse steder kaldet sub-space.
Et andet alternativ fra populærkulturen er ‘jump-drive’ (fra Guardians of the Galaxy), hvor rumskibet springer frit mellem punkter i rummet – nogle steder beskrevet som ormehuller eller ‘Einstein-Rosen Bridges’.
Ud over at intet af ovenstående kan lade sig gøre inden for den kendte fysik, så har alle metoder andre afgørende problemer: 1) Energien synes at være til rådighed i uendelige mængder 2) Materialer til at bygge rumskibe med skal holde til ekstreme påvirkninger 3) Der er ingen tidsforskydning, ligegyldig hvor langt og hvor længe man rejser 4) Det vil kræve vanvittig stor computerkraft at beregne en rute gennem universet.
Sådan forestiller de to forskere Alexey Bobrick og Gianni Martire fra Nasas Advanced Propulsion Physics Laboratory (også kaldet for ‘Eagleworks Laboratories’), at et warp-drive kunne opbygges. Bøjningen af rumtiden består tre områder: Et asymmetrisk fladt ydre område (D-out), et stationært område (D-warp) med en sfærisk topologi og et fladt indre område (D-in), der kan kaldes for ‘passager-rummet’. Dette skal realiseres gennem en skal af et eksotisk materiale med negativ energitæthed, der omslutter D-warp.
Ideen bag det oprindelige warp-drive fremsat af Miguel Alcubierre i 1994 er her vist i to dimensioner. Ideen er, at rumtiden trækkes sammen foran et fartøj og omvendt udvides bagved fartøjet.
