Praktische warp drive blijkt niet vooruit te branden

Gieljan de Vries

2021-03-22 15:00:00

warp drive

Een nieuwe theorie laat zien hoe je een warp drive maakt zonder rare negatieve massa – en schoffelt in één moeite dat hele sneller-dan-licht-reizen onderuit.

Zo gauw je iemand uitlegt dat er een maximumsnelheid is in het heelal, komt de vraag of je toch niet sneller kunt. In Star Trek werkt dat toch ook? En vooruit, in theorie – heel, heel speculatieve theorie – kun je ook in de echte wereld sneller dan het snoeiharde maximum van 299.792.458 meter per seconde, berekende Miguel Alcubierre in 1994. De Mexicaanse natuurkundige bedacht dat je de ruimte voor een schip kunt samendrukken en achter een schip kunt uitrekken. Op die manier zou je sneller dan het licht kunnen reizen zonder dat dit in tegenspraak is met Einsteins speciale relativiteitstheorie.

Jammer alleen dat je onmogelijke hoeveelheden massa nodig hebt voor deze zogenoemde Alcubierre-aandrijving. Die zou zo zwaar zijn als de zon, of (in de verbeterde versie uit een latere berekening), zo zwaar als Jupiter. Maar dat is niet je grootste probleem: Alcubierre’s warp drive vereist “negatieve massa”. Op papier niet moeilijker dan een minteken zetten, in het echt heb je dan deeltjes nodig met een negatieve massa – die niet lijken te bestaan – of je moet een manier vinden om een truc in te zetten die een bizar grote hoeveelheid ‘gewone’ energie kost. Niemand heeft dan ook enig idee hoe je negatieve massa maakt.

Lees ook:

warp drive
Schets van een Alcubierre-aandrijving: die perst de afstand voor zich samen en blaast de ruimte achter zich op. Daar is wel totaal speculatieve ‘negatieve massa’ voor nodig. © Wikimedia / AllenMcC

Praktische warp drive

Eerder deze maand ging dan ook de vlag uit, toen theoretisch natuurkundigen Alexey Bobrick en Gianni Martire (Advanced Propulsion Lab, New York – VS) op wetenschapssite arXiv uitzetten hoe je een “physical warp drive” maakt: eentje zonder fantasiemassa en ook nog eens aanzienlijk lichter. Volgens de berekeningen van Brobick en Martire geeft een tien meter brede holle bol zo zwaar als de aarde al een flink warp-effect. En dan? Hoe werkt hun warp drive?

Klein probleem: Bobrick en Martire stellen in dezelfde publicatie een algemene wiskundige theorie van warp drives op. Daaruit blijkt dat een warp drive helemaal niet sneller dan het licht kán. Sterker nog: het duo bewijst dat ‘warpaandrijving’ goed beschouwd niet eens een aandrijving is. Van een aandrijving verwacht je namelijk dat die zichzelf in beweging kan zetten zoals de originele warp drive uit Star Trek, maar dat blijkt volgens de nauwkeurige wiskunde van het tweetal een misverstand. “Dat een Alcubierre-aandrijving uit zichzelf zou kunnen versnellen is juist wat we proberen te ontkrachten”, legt Bobrick uit aan KIJK: “Alle warp drives zijn niets anders dan een fikse hoeveelheid materiaal.” Zonder externe kracht versnellen die niet; Newton wist dat al. “Net als een ruimtesonde hebben warp drives dus een gewone raket nodig om te versnellen.”

Raketten, plasma-aandrijving, kies maar: uit zichzelf komen warp drives dus niet in beweging. En net als elke andere raket zijn ze gedoemd om altijd onder de lichtsnelheid te blijven.

Hoe kon Alcubierre’s warp drive – vooruit, op papier – dan toch sneller dan het licht? Simpel – die eigenschap werd er handmatig ingestopt. Bobrick: “De reden dat een Alcubierre-aandrijving sneller dan het licht gaat, is dat je dat in de berekening van het begin af aanneemt. Wil je sneller dan het licht, dan moet je van meet af aan al zo snel bewegen.” Anders gezegd: een wensdroom. Als je trager dan het licht begint, zul je dat altijd blijven.

Tijdvertraging

Alles bijeen is het nieuwe onderzoek aardig demotiverend voor de enthousiaste sterrenreiziger. Is er dan niets handig aan de vreemde verwrongen ruimte van Alcubierre? (Een echte warp drive willen we het niet meer noemen, want dit idee wijkt toch echt te veel af van de originele sci-fi techniek.) Toch wel, denkt natuurkundige Bobrick: “Door al die massa om je heen kun je de tijd aan boord extreem vertragen, veel meer dan haalbaar is door alleen maar heel snel te gaan.”

Dat tijdeffect uit Einsteins algemene relativiteitstheorie is allang bekend. Zo moeten gps-satellieten hun atoomklok corrigeren voor het feit dat de klokjes van onze mobieltjes in het zwaartekrachtveld van de aarde iets langzamer gaan dan in de open ruimte.

Bobrick: “Met een warp drive kun je ook bij vrij lage snelheid (dus met weinig brandstof) een tijdvertraging van -zeg- een factor 1000 halen, zodat je nog in je eigen leven een verre ruimtereis kunt maken omdat de tijd aan boord voorbijkruipt.” Helaas zijn de mensen die je achterlaat op aarde al eeuwen overleden als je aankomt met je loodzware, trage warp drive.

Sneller dan het licht? Vergeet het. “De lichtsnelheid lijkt helaas een keiharde snelheidslimiet van ons heelal.”

Bronnen: arXiv, Alcubierre-aandrijving

Beeld: 123RF

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

Nieuwste editie

Met onder andere: Vliegende auto's - Leven na corona - Naaldloze injecties