Star Trek vertelt ons dat de warpaandrijving in 2063 is uitgevonden. Hoever staan we anno 2016? Komt die warpaandrijving er binnenkort? Of kan reizen met warpsnelheid geen werkelijkheid worden?

Kun je ook wegdromen bij de verre reizen die ze in Star Trek-films en -series maken? Moeiteloos vliegen ze van de ene nevel naar de andere en bezoeken ze het ene na het andere sterrenstelsel. En dat allemaal dankzij Zefram Cochrane die diep in de 21e eeuw de warp drive uitvindt, zo wil Star Trek ons doen geloven. Die warpaandrijving stelt ruimteschepen in staat om sneller te reizen dan het licht.

Waarom?
Waarom willen we zo graag sneller reizen dan het licht? Omdat het de enige manier is waarop we het heelal werkelijk kunnen verkennen. Laten we als voorbeeld even de ruimtesonde Voyager 1 nemen. De sonde werd in 1977 gelanceerd en heeft ons zonnestelsel nog altijd niet verlaten! De afstanden in het heelal zijn enorm. De dichtstbijzijnde ster bevindt zich bijvoorbeeld op 4,22 lichtjaar afstand. Dat betekent dat we als we met de snelheid van het licht reizen, er al 4,22 jaar over doen om deze ster te bereiken. Als we met de snelheid van Voyager 1 naar deze ster reizen, doen we er 77.000 jaar over! Stel je voor dat ze met die snelheid in Star Trek het heelal verkennen; het zou een bar saaie bedoening worden. Het moet dus sneller als we sterren en planeten op grotere afstand van de aarde van dichterbij willen gaan bekijken.

Waar blijft die warpaandrijving?
Inmiddels bevinden we ons alweer een tijdje in de 21e eeuw en hoewel al verscheidene technologieën uit Star Trek werkelijkheid zijn geworden, moeten we het nog altijd zonder warpaandrijving doen. Waarom is het er nog niet? En kun je eigenlijk wel sneller reizen dan het licht?

De natuurwetten
Een warpaandrijving laat je – als we sciencefiction-series moeten geloven – sneller reizen dan het licht. Dat lijkt in strijd met de natuurwetten. Maar dat is niet het geval. Een ruimtevaartuig dat reist met warpsnelheid beweegt in zijn lokale ruimte niet sneller dan het licht. Het ruimtevaartuig op warp speed reist alleen ten opzichte van andere objecten in de ruimte – bijvoorbeeld de aarde – sneller dan het licht. Hoe kan dat? Als je reist met warpsnelheid, dan vervorm je in feite de ruimtetijd rond je ruimtevaartuig. De ruimtetijd die voor je ligt, trek je samen, en de ruimtetijd achter je rek je uit. Heel concreet: stel je reist van Rotterdam naar Enschede. De weg achter je wordt uitgerekt en de weg voor je wordt samengedrukt. Het resultaat: de af te leggen afstand wordt kleiner, terwijl je met gelijke snelheid kan reizen.

Alcubierre
Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn. En dat is het tot op heden ook. De warpaandrijving is namelijk nog altijd sciencefiction. Maar wetenschappers staan te springen om die warpaandrijving werkelijkheid te laten worden. De afgelopen jaren hebben onderzoekers zich herhaaldelijk gebogen over de vraag hoe we met warpsnelheid kunnen reizen en het resulteert in een aantal (nu nog theoretische) plannen. Veruit de bekendste is de Alcubierre Warp Drive. Een idee van de Mexicaan Miguel Alcubierre. De Alcubierre Warpdrive maakt een golf van de ruimtetijd, waardoor de ruimtetijd achter het ruimtevaartuig uitrekt en voor het ruimtevaartuig wordt samengedrukt. Het ruimtevaartuig deint in een bubbel – de warpbubbel – op deze golf mee. Een eventuele lichtstraal in de warpbubbel zou nog altijd sneller reizen dan het ruimtevaartuig in de bubbel. Maar doordat de ruimte voor de warpbubbel wordt samengedrukt, reist het ruimtevaartuig in de bubbel wel sneller dan licht buiten de bubbel.
Het klinkt heel aannemelijk, maar deze vorm van warpaandrijving heeft in de praktijk waarschijnlijk zijn beperkingen. Zo is voor het creëren van de warpbubbel volgens Alcubierre negatieve energie – energie gecreëerd in een vacuüm – nodig. Men gaat er dan vanuit dat in een vacuüm elektromagnetische golven te vinden zijn. Als je die verstoort, ontstaat negatieve energie die weer de ruimtetijd verstoort en een warpbubbel creëert. Maar dan moeten we die energie eerst zien te verzamelen en controleren en zover zijn we nog lang niet. Diverse onderzoekers hebben de afgelopen jaren aan het idee van Alcubierre geschaafd en het hier en daar – in theorie – verbeterd (bijvoorbeeld door de benodigde hoeveelheid negatieve energie terug te dringen), maar in de praktijk zien we er nog weinig van.

De Alcubierre warpaandrijving in beeld. Afbeelding: Anderson Institute.

De Alcubierre warpaandrijving in beeld. Afbeelding: Anderson Institute.

Tenminste…
In 2012 veerden fans van sciencefiction-films en -series ongetwijfeld even op. Onderzoeker Harold White vertelde toen dat hij een manier had gevonden om de energiebehoefte van de Alcubierre warpaandrijving terug te dringen. Onder meer de vorm van de warpbubbel moest daartoe worden aangepast. Het zou de warpaandrijving een stuk praktischer maken. En het bleef niet bij een idee: White en zijn collega’s ontwikkelden de White-Juday Warp Field Inferometer, bedoeld om een warpbubbel te creëren en detecteren. Vooralsnog is er vanuit die hoek echter geen brekend nieuws vernomen. Maar het laat wel zien dat de warpaandrijving ook in wetenschappelijke kringen nog altijd serieus wordt genomen.

Ik zie..ik zie..wat jij niet ziet
Stel dat we straks kunnen reizen met de snelheid van het licht. Wat zie je dan als je uit het raampje kijkt? Onderzoekers hebben het een tijdje geleden uitgezocht!

Gevaarlijk
Tegelijk zijn er ook veel onderzoekers die hun twijfels hebben. En die twijfels betreffen lang niet alleen de haalbaarheid van warpsnelheid. Sommige onderzoekers maken zich ook grote zorgen over de veiligheid ervan. Zo zouden mensen in een ruimtevaartuig dat bijna net zo snel reist als het licht gebombardeerd worden door gevaarlijke straling en vrijwel zeker het loodje leggen. Andere onderzoekers maken zich niet zozeer zorgen over de bemanning, maar over de eindbestemming. Die eindbestemming zou wanneer mensen in de Alcubierre warpbubbel arriveren in één klap vernietigd worden.

Er zijn dus nog wel wat hobbels te nemen alvorens we de warpaandrijving doorgronden en veilig toe kunnen passen. Maar: het kan relatief snel gaan. En als het snel gaat, dan hebben we dat maar aan één man te danken: Albert Einstein. Zijn algemene relativiteitstheorie biedt volgens astrofysicus Geraint Lewis de handvaten om de warpaandrijving mogelijk te maken. Lewis wijst erop dat we de theorie van Einstein – hoewel deze al honderd jaar oud is – nu pas beginnen te doorgronden. We krijgen gaandeweg een steeds beter beeld van wat de theorie voorspelt. “Eén van de dingen die uit de berekeningen komt, is een mogelijk mechanisme dat ons in staat stelt om sneller dan het licht door de ruimte te reizen. In de komende 100 of 200 jaar reikt de theorie ons wellicht de oplossingen aan die nodig zijn om efficiënt en met hoge snelheid door de ruimte te reizen.”