Att färdas snabbare än ljusets hastighet är omöjligt enligt Albert Einsteins speciella relativitetsteori. Teoretiska fysiker utmanar dock teorin och frågar sig om det finns en väg runt reglerna.
Att färdas långt bortom vårt solsystem – så långt som vi kan föreställa oss i rymden – skulle kräva hastigheter snabbare än ljusets. Vilket slags teknologi skulle kunna hjälpa oss att färdas så snabbt? Förutsatt att den här teknologin fanns tillgänglig, hur mycket energi skulle det då krävas?
Den här typen av frågor är forskare angelägna om att få grepp om. Men tänk om det inte skulle krävas någon rörelse alls för att nå dessa enormt avlägsna världar.
Den nuvarande teoretiska modellen för hastigheter snabbare än ljusets innebär att en skapa en bubbla av rymd runt farkosten. Farkosten skulle vara inkapslad i sin egen, oberoende rumtid, som skulle vara manipulerad eller förvrängd, ”warped” på engelska (som ”warpdriften” i Star Trek) och föra bubblan mot sin destination. De här koncepten togs fram 1994 av fysikern Miguel Alcubierre.
Alcubierres warpdrift var teoretiskt möjlig, skriver Discovery News, men det skulle krävas all energi i hela universum för att det skulle fungera.
Fysikern Miguel Alcubierre. (J. Pablo Romero/Wikimedia Commons)
Ny modell för ”warpdrift”
Detta var för mer än två decennier sedan, och sedan dess har teoretiska fysiker gjort framsteg inom det här området som drastiskt har reducerat energibehovet för warpdriften. Nu uppskattar man att den energi som krävs bara motsvarar USA:s totala årliga energikonsumtion.
Harold Sonny White. (Robert Markowitz/Nasa)
Nasa-forskaren Harold ”Sonny” White på Johnson Space Center, som gjorde beräkningarna, hade ett annat sätt att närma sig frågan om böjning av rumtiden, och föreslog en farkost i formen av en munk, eller en badring, som skulle oscillera förvrängningsintensiteten, istället för en plan ring. Oscilleringen skulle teoretiskt minska energibehovet.
Whites design och kalkyler, som släpptes 2011, var ett dramatiskt steg mot energikrav vi skulle kunna hantera. USA:s hela årliga energikonsumtion är fortfarande en enorm mängd energi bara för att börja en resa runt galaxen, men det är flera ljusår närmare för oss att greppa än ”all energi i universum”.
Eric W. Davis, erfaren fysiker och forskare på Institute of Advanced Studies i Austin, Texas, använde en analogi för att beskriva förvrängningen av rumtiden i en intervju med Discovery News. Om användning av konventionell raketteknologi för att färdas genom rymden är som att simma, vore warpdrift som att åka på en rymdvåg på en surfbräda.
Men skulle inte passagerarna och resenärerna omedelbart krossas av accelerationskrafterna? Kom ihåg att passagerarna i den här bubblan egentligen inte skulle röra på sig, endast rymden runt dem – deras bubblor – skulle förflytta sig. Deras fordon och alla objekt inuti, inklusive deras kroppar, skulle vara helt stationära.
Om man färdades inuti den här bubblan och blundade skulle man inte ens känna att man förflyttade sig! Dessutom skulle man inte bryta mot Einsteins speciella relativitetsteori, enligt vilken materia inte kan röra sig snabbare än ljusets hastighet. Materian i ens kropp skulle inte färdas i den hastigheten.
Mörk materia eller gravitation?
Ett annat intressant ”brott” mot Einsteins teori är Big Bang. Den nuvarande förståelsen är att rymden kort efter Big Bang expanderade snabbare än ljusets hastighet. För närvarande är inte rymdens högsta expansionshastighet känd.
Den berömde fysikern Michio Kaku förklarade principen bakom detta i en intervju på Big Think: ”Big Bang självt expanderade mycket snabbare än ljusets hastighet. Men detta betyder bara att ‘ingenting kan färdas snabbare än ljuset’. Eftersom ’ingenting’ bara är tomrum eller vakuum kan det expandera snabbare än ljushastigheten eftersom inget materiellt objekt bryter ljusbarriären. Därför kan tomrum expandera snabbare än ljuset.”
Exakt hur föreslår då forskarna att den här rumtidsbubblan ska skapas och manipuleras?
En idé är att lära sig manipulera sig mörk energi, en kraft vi inte har så mycket förståelse kring, men som får universum att expandera. En annan är att manipulera gravitationen, som vi heller inte förstår fullt ut ännu. Gravitationen är en krökning av rumtiden. Fysikern Ron Mallett har teoretiskt visat att lasrar skulle kunna påverka gravitationen på ett sådant sätt att ett meddelande sänds bakåt i tiden. Han föreslår att man använder ljuset för att manipulera rumtiden.
