Geen grap, je kunt een warpaandrijving bouwen

De ruimte is echt heel groot, zelfs onze eigen kosmische buurt is enorm; met de huidige technologie duurt het 2 jaar om bij Mars te komen. Als je de dichtstbijzijnde ster wilt bezoeken (naast de zon) en je hebt een ruimteschip dat lichtsnelheid kan halen (nou ja, 99,9% van lichtsnelheid), dan doe je daar nog steeds iets meer dan 4 jaar over. Dus, als je door het heelal wilt zoeven om buitenaardse werelden te verkennen, moeten we het beter doen, we hebben een warpaandrijving nodig!

Voordat we beginnen, zijn er een paar dingen die je moet weten. Ten eerste zijn de ruimte en het sterrenstelsel enorm groot. Hoe enorm? Licht doet er 100.000 jaar over om het heelal te doorkruisen, enorm. Ten tweede is de lichtsnelheid de kosmische snelheidslimiet, Einstein bewees dit, je kunt absoluut niet sneller door de ruimte bewegen dan het licht, punt. Je kunt niet eens de lichtsnelheid bereiken omdat het verplaatsen van welke hoeveelheid massa dan ook, letterlijk, oneindige energie zou vereisen. Als je niet sneller dan het licht kunt gaan en het licht er 100.000 jaar over doet om het heelal te doorkruisen, lijken we behoorlijk gedoemd om nooit veel verder dan ons zonnestelsel te kunnen verkennen, tenzij je creatief wordt.

Miguel Alcubierre

De warpaandrijving is lange tijd een Hollywood-complot geweest om dit probleem op te lossen, het is een "godzijdank hebben we het X-apparaat uitgevonden!" hulpmiddel om de wetten van de fysica te omzeilen. We kunnen Hollywood hiervoor bedanken omdat het een Mexicaanse natuurkundige, Miguel Alcubierre, inspireerde om het probleem van interstellair reizen op te lossen. Terwijl hij naar Star Trek keek, had kapitein Kirk het over de warpaandrijving van de Enterprise (die was waarschijnlijk weer kapot, want Star Trek) en dit gaf Alcubierre zijn eurekamoment. "Ja, warpaandrijving! Warp het. Dat zou kunnen werken!" Hoewel hij creatief was, was zijn idee vrij eenvoudig: goed, je kunt niet sneller door de ruimte bewegen dan het licht, maar wat als je de ruimte vervormt? Wat als je de ruimte zo vervormt dat voor jouw ruimteschip de dichtstbijzijnde ster niet 4,2 lichtjaar weg is (onthoud dat een lichtjaar de afstand is die licht aflegt in 1 jaar) maar slechts 1 mijl? Als je dat kunt, wordt interstellair reizen triviaal. Als je me niet gelooft dat je het weefsel van ruimtetijd kunt vervormen, lees dan het volgende gedeelte over hoe je bent voorgelogen over zwaartekracht.

Er is tegen je gelogen over zwaartekracht
Hoewel het lijkt alsof we het ene stuk sciencefiction vervangen door het andere, is dat niet zo. We weten al dat het gebeurt, het gebeurt overal. De meest voorkomende is zwaartekracht. Je hebt waarschijnlijk geleerd dat zwaartekracht de kracht is die objecten naar elkaar toe trekt. Je hebt waarschijnlijk geleerd dat de Maan en de Aarde dezelfde relatie hebben als een bal aan een touwtje die je rond je hoofd laat draaien, waarbij het touwtje de zwaartekracht is. Hoewel zo denken over zwaartekracht de makkelijkste manier is om het uit te leggen, is het eigenlijk een leugen. Zo werkt zwaartekracht niet.

Zo werkt zwaartekracht eigenlijk. Alle objecten (jij, ik, de aarde, de zon, enzovoort) vervormen de ruimtetijd, alleen al door te bestaan maak je een inkeping in het weefsel van de ruimtetijd. Hoe groter het object, hoe groter de inkeping. Voor objecten zoals planeten is die inkeping groot. Als de Maan kon denken, zou het denken, "Ik beweeg in een rechte lijn" en de Maan zou het niet mis hebben! Vanuit zijn perspectief beweegt hij in een rechte lijn. Het probleem is dat hij naast de Aarde staat en die heeft de ruimtetijd zo vervormd dat de "rechte lijn" van de Maan hem in cirkels rond de Aarde voert. Bekijk de afbeelding en video hieronder als je dit wilt visualiseren. Kortom, het vervormen van de ruimte is heel goed mogelijk!

Hoe het werkt
Je bouwt een ruimteschip dat een bel om zich heen creëert (de bel is niet echt ergens van gemaakt, het is een bel van vervormde ruimtetijd). Het schip trekt de ruimte ervoor samen, zodat een meetstok van een meter lang oneindig klein wordt. Tegelijkertijd zet het de ruimte erachter uit. Hierdoor zou het schip naar voren "vallen" en zou je overal in een oogwenk kunnen komen.

Het blauwe gebied onder het vlak vertegenwoordigt een samengetrokken ruimte, terwijl het rode en verhoogde gebied een uitgebreide ruimte vertegenwoordigen.

Als Alcubierre nog niet creatief genoeg voor je was, wordt het nog beter. Hij nam Einsteins veldvergelijkingen (die hij nodig had om deze puzzel op te lossen) en loste ze vervolgens ACHTERUIT op. Wat wiskunde betreft, breekt dat geen regels. Sommige natuurkundigen vragen zich af of dat wel geldig is, maar niemand zegt openlijk dat het niet kan.

Maar je hebt één ding nodig: exotische materialen. En met exotische materialen bedoel ik negatieve materie. Als in, deze klodder negatieve materie ter grootte van een voetbal weegt 5 kg negatief. Veel plezier ermee. Het is niet moeilijk om te zien hoe materie met dit soort eigenschappen de ruimtetijd in de war kan sturen. Met wat ingenieurswerk kun je ermee wegkomen dat je maar een paar kilo van dit spul nodig hebt. Als je het eenmaal hebt, kun je het gebruiken om een mooie kleine warpbel te maken en de ruimtetijd te vervormen! En dat is het eigenlijk; negatieve materie is erg goed in het vervormen van ruimtetijd, dus maak een bel met het spul en zeg tegen Chewie dat hij er op moet slaan!

De nadelen
1) We hebben (nog) geen negatieve materie: Wiskunde is de grote voorspeller van natuurkunde. Wiskundigen zijn natuurkundigen vaak jaren voor en vertellen hen "Hé, de wiskunde zegt dat dit zou moeten werken, je zou het moeten onderzoeken". Dan, ongeveer een eeuw later, komen natuurkundigen naar buiten en zeggen "Jullie hadden gelijk, het werkt echt!". En de wiskunde zegt dat negatieve materie (samen met andere exotische materialen) wel degelijk bestaat. We hebben er alleen nog geen gevonden. Aan de andere kant zijn natuurkundigen al begonnen met het maken van kleine hoeveelheden van andere soorten exotische materie in de deeltjesversneller van CERN. Klein betekent hier subatomair klein.

2) Hiermee zou je terug in de tijd kunnen reizen: Een ander probleem is dat je terug in de tijd zou kunnen reizen door in wezen het licht naar een bestemming te verslaan (dat is een heel ander artikel), en Steven Hawking houdt echt, echt niet van het idee van tijdreizen. Maar laat je daardoor niet van de wijs brengen, hij zou niet het eerste genie zijn die het mis heeft. Nadat hij zijn Algemene Relativiteitstheorie had ontwikkeld, werkte Einstein het laatste deel van zijn leven aan nieuwe ideeën en dat werk werd ontkracht!

3) Je kunt gekookt worden: Er is ook een kans dat Hawkingstraling (genoemd door en naar Steven Hawking) alles in de bel zou verbranden. Net zoiets als een arme ziel in een magnetron stoppen, jakkes! De jury is daar nog niet over uit.

4) Planeetvernietigende jachtgeweerontploffingen: De ruimte is ongelooflijk leeg, maar als je ver genoeg gaat, bots je tegen een heleboel kleine deeltjes op. Het is niet zeker of de deeltjes langs de bel zouden reizen en achter zouden blijven of zich zouden ophopen aan de voorrand van de bel. Als ze zich ophopen, komen ze met een hoop energie vrij als je stopt. Afhankelijk van hoe ver je gaat, hebben we het over een ontploffing die kan gaan van het vernietigen van planeten tot het vernietigen van zonnestelsels. Je vriend in Alpha Centauri zal niet blij zijn als je naar zijn BBQ rolt en zijn planeet opblaast!

In elk geval heeft geen van deze problemen NASA ervan weerhouden om serieus onderzoek te doen naar de Alcubierre-drive. Er zijn dus duidelijk slimme mensen die denken dat dit zou kunnen werken!