— Objavljeno 27/10/2014 / Bug.hr.
Vučna zraka je hipotetski uređaj kojim bi jedan objekt mogao privući drugi, udaljeni objekt. Recimo da zamišljena izvanzemaljska letjelica lebdi iznad Zemlje i vučnom zrakom pokupi s tla nekog čovjeka ili životinju. Ideju je, pod tim imenom (tractor beam), prvi put opisao Edward Elmer Smith u svojem romanu SpacehoundsofIPC, koji je 1931. godine u nastavcima izlazio u časopisu AmazingStories. Veliku popularnost ideja vučne zrake doživjela je nakon što je učestalo korištena, od 1967. godine, u kultnoj seriji i filmovima iz ciklusa Zvjezdanestaze. Od 1960-ih do danas pokušava se vučnu zraku realizirati kao znanstvenu ideju, no svi pokušaji koji su se temeljili na gravitaciji ostali su na razini spekulacije. Onda je 2010-ih godina grupa znanstvenika s Australskog nacionalnog sveučilišta uspjela, s pomoću laserskog snopa, eksperimentalno ostvariti neku vrstu vučne zrake. Pitanje je koliko je to blizu vučnoj zraci iz Zvjezdanih staza i, još intrigantnije, je li baš svaka ideja koja je danas nemoguća sutra možda ostvariva.
Prije par dana znanstveni časopis Nature Photonics objavio je rad grupe fizičara koja je uspjela napraviti reverzibilnu vučnu zraku kojom se može manipulirati (po želji vući ili gurati) "česticama promjera jedne petine milimetra na putu od 20 centimetara, što je 100 puta dulje nego u prethodnim eksperimentima". Koristili su šuplju lasersku zraku i sitne staklene kuglice presvučene vrlo tankim slojem zlata. Tom posebnom laserskom zrakom kuglice se zarobe u središnji, tamni dio, a energija snopa zagrijava kuglice i zrak oko njih. Preciznom kontrolom polarizacije laserske svjetlosti mijenja se hotspot – područje najveće zagrijanosti na kuglicama. Molekule zraka, koje se inače neprekidno sudaraju s kuglicama, stoga se jače odbijaju s jedne nego s druge strane. Konačni je učinak pomicanje kuglica u željenom smjeru, prema izvoru ili od izvora laserske svjetlosti.
Dakle, to stvarno može funkcionirati kao vučna zraka, ali u vrlo ograničenom smislu. Prvo, radi samo u zraku: molekule zraka guraju objekt. Takva vučna zraka, znači, ne funkcionira u svemiru. Drugo, radi samo za sitne čestice. Makroskopsko tijelo ne možemo gurati malom razlikom u temperaturi okolnog zraka. I treće, radi za objekte kojima ne smeta formiranje "vruće točke" na površini. Za ljude baš ne bi bilo zgodno da ih vučna zraka, prilikom povlačenja, skuha s jedne strane. Primjene kakve su viđene u Zvjezdanim stazama stoga otpadaju. Ali, preostaju brojne važne primjene u područjima gdje je važna manipulacija mikroskopskim objektima: u biologiji, kemiji ili fizici čvrstog stanja. Možda i u atmosferskoj fizici, za prikupljanje uzoraka sitnih čestica u zraku koje nazivamo aerosolima. Poznavanje njihove raspodjele može biti važno za analizu podataka zemaljskih teleskopa zato što aerosoli raspršuju vidljivu svjetlost.
Hoćemo li jednog dana imati vučnu zraku kakvu je koristio svemirski brod Enterprise? Na to pitanje, naravno, nitko danas ne može dati jednostavam odgovor da ili ne. Puno je konstruktivnije pitati je li ono što je danas znanstvena fantastika, uopće moguće. Ili je nemoguće. Toga se posla, što se tiče tehničkih čuda iz Zvjezdanih staza, uhvatio slavni astrofizičar Lawrence Krauss. U svojoj knjizi Fizika Zvjezdanih staza (hrvatski prijevod objavila je Naklada Jesenski i Turk, 2004. godine) Krauss analizirao je, iz perspektive astrofizičara, razne naprave i pojave iz Zvjezdanih staza. Dotaknuo se i vučne zrake, ali ne pitanja je li moguća. Naime, u Zvjezdanim stazama nikad nije bilo rečeno kako bi vučna zraka trebala raditi, na temelju kojeg načela. Tako da se tu ni nema što komentirati. No, Krauss je spomenuo jedno korištenje vučne zrake koje je viđeno u seriji, a koje nema smisla – tegljenje jednog svemirskog broda od strane drugoga. Naime, kad se postigne željena brzina, kad se prestane ubrzavati, onda ni vučna zraka (ni obična fizička veza, neko uže ili sajla) nije potrebna. Oba se broda nastavljaju gibati po inerciji baš kao da su vezani. Vučna bi zraka imala smisla jedino kod promjene gibanja objekta. A promjena gibanja znači silu. A sila podrazumijeva protusilu. Recimo, ako Enterprise vučnom zrakom utječe na asteroid (mijenja mu putanju) i asteroid će utjecati na njega. Ako su mase podjednake taj utjecaj nije zanemariv. Ako je asteroid masivniji onda će Enterprise pri pokušaju odbacivanja asteroida – odbaciti sebe. Protusilu se, doduše, eventualno može kompenzirati uključivanjem pogona. Krauss samo napominje da su na taj detalj u Zvjezdanim stazama zaboravili.
Knjiga Fizika Zvjezdanih staza obrađuje još mnoge druge teme, koje su zanimljivije od vučne zrake. No, sve se zapravo svodi na pitanje što jest a što nije moguće iz perspektive fizike. Tim istim pitanjem, ali bez ograničenja na Zvjezdane staze, bavi se i knjiga Fizika nemogućeg (Physics of the impossible) koja zasad nije prevedena na hrvatski. Njezin autor, Michio Kaku, napravio je lijepu klasifikaciju nemogućeg. U prvu kategoriju nemogućeg svrstao je tehnologije koje su danas nemoguće, ali ne narušavaju poznate zakone fizike. Stoga bi mogle postati moguće u nekoj doglednoj budućnosti. Tu svrstava teleportaciju, nevidljivost pa čak i neke oblike telepatije. Drugu kategoriju nemogućeg čine tehnologije koje su na samom rubu današnjeg razumijevanja svijeta. Ako su uopće moguće mogle bi se ostvariti u nekoj jako dalekoj budućnosti. Tu uključuje vremenske strojeve i putovanja kroz crvotočine – prečice u prostorvremenu. Konačno, treća kategorija nemogućeg su tehnologije koje narušavaju poznate zakone fizike. Zanimljivo je da takvih nema puno. No, ako se jednog dana mogućim pokaže nešto iz te treće kategorije to će ujedno predstavljati temeljnu promjenu našeg razumijevanja fizike.