Geen grapje, je kunt echt een warpdrive bouwen

De ruimte is echt enorm groot; zelfs onze eigen kosmische omgeving is gigantisch; met de huidige technologie duurt het zo’n zeven tot negen maanden om alleen al naar Mars te reizen. Als je de dichtstbijzijnde ster (naast de zon) wilt bezoeken en je hebt een ruimteschip dat met lichtsnelheid kan vliegen (nou ja, 99,9% van de lichtsnelheid), dan kost je dat nog steeds iets meer dan 4 jaar. Dus als je door de melkweg wilt zoeven om buitenaardse werelden te verkennen, moeten we beter ons best 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.

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 de zwaartekracht eigenlijk. Alle objecten (jij, ik, de aarde, de zon, enzovoort) vervormen de ruimtetijd; alleen al door te bestaan, creëer je een deuk in het weefsel van de ruimtetijd. Hoe groter het object, hoe groter de inkeping. Bij objecten zoals planeten is die inkeping groot. Als de Maan zou kunnen denken, zou ze denken: “Ik beweeg in een rechte lijn”, en de Maan zou het niet mis hebben! Vanuit haar perspectief beweegt ze inderdaad in een rechte lijn. Het probleem is dat de maan zich naast de aarde bevindt, die de ruimtetijd zodanig heeft kromgetrokken dat de “rechte lijn” van de maan haar in cirkels rond de aarde voert. Bekijk de afbeelding en video hieronder als je je hier een beeld van wilt vormen. Maar kort gezegd: het kromtrekken 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.

Alsof Alcubierre nog niet creatief genoeg was, wordt het nog beter. Hij nam de veldvergelijkingen van Einstein (die hij nodig had om dit raadsel op te lossen) en loste ze vervolgens ACHTERUIT op. Wat de wiskunde betreft, is dat niet in strijd met de regels. Sommige natuurkundigen vragen zich af of dat wel geldig is, maar niemand zegt openlijk dat het niet mag.

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 de natuurkunde. Wiskundigen lopen vaak jaren voor op natuurkundigen en zeggen dan tegen hen: “Hé, volgens de wiskunde zou dit moeten werken, dat moeten jullie eens nakijken.” En dan, zo’n eeuw later, komen de natuurkundigen met de mededeling: “Jullie hadden gelijk, het werkt inderdaad!” De wiskunde laat negatieve materie toe, maar dat is niet hetzelfde als zeggen dat die bestaat. Niemand heeft er ooit iets van gevonden, en het zou kunnen blijken dat er niets te vinden valt. CERN produceert wel minuscule hoeveelheden antimaterie, wat vergelijkbaar klinkt maar dat niet is: experimenten daar hebben aangetoond dat het net als gewone materie naar beneden valt.

2) Hiermee zou je terug in de tijd kunnen reizen: Een ander probleem is dat je, door in feite sneller dan het licht naar een bestemming te reizen, terug in de tijd zou kunnen reizen (dat is een heel ander verhaal), en Stephen Hawking had echt een hekel aan het idee van tijdreizen. Laat je daar echter niet door ontmoedigen, hij zou niet de eerste genie zijn die het bij het verkeerde eind had. Nadat hij zijn algemene relativiteitstheorie had ontwikkeld, bracht Einstein de laatste decennia van zijn leven door met het zoeken naar één enkele theorie die zwaartekracht en elektromagnetisme zou verenigen, maar hij is er nooit in geslaagd.

3) Je kunt gekookt worden: Er bestaat ook een kans dat Hawking-straling (vernoemd naar Stephen Hawking) alles binnenin de bubbel zou vernietigen. Een beetje alsof je een arme ziel in een magnetron zou stoppen, brrr! Daar is echter nog geen uitsluitsel over.

4) Planeetvernietigende jachtgeweerontploffingen: De ruimte is ongelooflijk leeg, maar als je ver genoeg gaat, kom je een heleboel minuscule deeltjes tegen. Niemand weet zeker of die deeltjes langs de bubbel zouden meereizen en achterblijven, of dat ze zich aan de voorrand van de bubbel zouden ophopen. Als ze zich ophopen, zouden ze bij het stoppen met een enorme hoeveelheid energie vrijkomen. Afhankelijk van hoe ver je bent gegaan, hebben we het dan over een schot dat de kracht heeft om planeten te vernietigen of zelfs hele zonnestelsels te vernietigen. Je vriend in Alpha Centauri zal niet blij zijn als je bij zijn barbecue aankomt en zijn planeet opblaast!

Hoe dan ook, geen van deze problemen weerhield een klein team bij NASA, onder leiding van natuurkundige Harold White, ervan om in de jaren 2010 experimenten uit te voeren rond het concept van het warpfeld. Tot nu toe heeft dat nog niets opgeleverd, maar sommige zeer slimme mensen vinden het duidelijk de moeite waard om eens te onderzoeken!