Helaas: we zullen nooit sneller dan het licht reizen

De Millennium Falcon van 'Star Wars'-held Han Solo reist door de hyperspace, maar de mensheid zal het hem nooit nadoen
rv De Millennium Falcon van 'Star Wars'-held Han Solo reist door de hyperspace, maar de mensheid zal het hem nooit nadoen
Teleportatie, wormgaten of warp-technologieën: in sciencefictionverhalen zijn de manieren om sneller dan het licht te reizen legio. Maar hoe groot is de kans dat het ons ooit echt lukt?

In de jaren vijftig al vertelde Isaac Asimov in zijn 'Foundation'-trilogie het epische verhaal van de ondergang van het Galactische Imperium. Zijn rijk bestond uit 25 miljoen planeten, die met elkaar in verbinding stonden via ruimteschepen die door het sterrenstelsel flitsten.

Hoe ze dat deden? Door via de hyperruimte naar een andere locatie te springen. "Door de gewone ruimte reizen, kon niet sneller dan aan lichtsnelheid", schreef Asimov. "En dat zou betekenen dat zelfs een reis tussen de dichtstbijzijnde bewoonde systemen jarenlang zou duren. Door de hyperruimte, die ruimte noch tijd was, materie noch energie, iets noch niets, kon men het hele sterrenstelsel in een fractie van een seconde oversteken."

Voor zover we weten, is het onmogelijk sneller dan het licht te reizen. Niet erg handig voor sciencefictionschrijvers, want dat maakt galactische imperiums en beschavingen verspreid over verschillende sterrenstelsels onmogelijk. Om de kosmische snelheidsbeperking te omzeilen, werden daarom en masse warp-technologieën, hyperruimte, subruimte en andere trucs die inmiddels zo ingeburgerd zijn dat sommige fans er niet meer aan twijfelen dat ze echt bestaan.

Om de kosmische snelheidsbeperking te omzeilen, werden en masse trucs als warp-technologieën, hyperruimte en subruimte verzonnen

Waarom kunnen we de snelheid van het licht niet écht overschrijden?

Wetenschappers bedachten in de negentiende eeuw een theorie over de lichtsnelheid, die een bijzonder raadsel omvatte. Hun berekeningen toonden aan dat elke waarnemer, ongeacht zijn eigen beweging, dezelfde snelheid van licht zou moeten meten: ongeveer 300.000 kilometer per seconde.

Wanneer je dus een lichtstraal probeert na te jagen zal je die altijd van je zien wegvliegen met een snelheid van 300.000 kilometer per seconde, of je nu zelf snel of traag beweegt. Of, nog eigenaardiger: als je zelf met 99 procent van de snelheid van het licht vooruitgaat terwijl een vriend stilstaat, zullen jullie beiden het licht nog steeds even snel zien bewegen.

Beroemdste mislukte experiment ooit

Veel wetenschappers hechtten in die tijd weinig geloof aan deze vreemde stelling. De Amerikaanse fysici Albert Michelson en Edward Morley probeerden de invloed van de beweging van de aarde op de lichtsnelheid te meten. Hun beroemde Michelson-Morley-experiment werd het beroemdste mislukte experiment ooit. De twee heren moesten namelijk dezelfde conclusie trekken: de snelheid van het licht bleek altijd dezelfde, of ze die nu maten in de richting waarin de aarde beweegt of in eender welke andere richting.

Albert Einstein gooide het over een andere boeg: in de plaats van deze absurditeit te proberen ontkrachten, ontwikkelde hij er een hele theorie rond. Om deze eigenschap van het licht in zijn speciale relativiteitstheorie te doen passen, stelde Einstein dat ruimte en tijd vervormen bij zeer hoge snelheden. Daaruit ontstond de kosmische snelheidsbeperking: niets kan ooit de lichtsnelheid overtreffen.

Een kleine randbemerking: Einsteins snelheidslimiet is die van de lichtsnelheid in een vacuum. Wanneer licht door water of glas gaat, vertraagt het. In dat geval is het dus mogelijk de verminderde lichtsnelheid te overschrijden.

Van alle pogingen om Einsteins theorie te doen wankelen, is de 'warp drive' van theoretisch fysicus Miguel Alcubierre wellicht de meest plausibele. Hij ontkent de kosmische snelheidsbeperking niet, maar omzeilt ze.

Zijn theorie stelt dat de ruimte achter een ruimteschip wordt uitgetrokken en voor het schip in elkaar gedrukt. Zo ontstaat een soort bubbel rond het schip, die zo snel kan bewegen als je maar wilt. Omdat de ruimte voor het schip zich samentrekt, beweegt het schip niet écht sneller dan de lichtsnelheid. En de mensen die erin zitten, zouden zelfs geen versnelling voelen.

Een probleem daarbij is dat Alcubierres 'space warp' alleen kan ontstaan door de zwakke kernkracht - een van de vier fundamentele natuurkrachten - geweld aan te doen. Wetenschappers zijn er nog niet in geslaagd aan te tonen dat de zwakke kernkracht altijd van toepassing is, maar een schending ervan zou vreemde gevolgen hebben. Zoals wormgaten bijvoorbeeld, iets wat nog nooit is gezien. De 'warp' bevindt zich met andere woorden in een schemerzone: honderd procent uitgesloten is de theorie niet, maar tegelijk is hij ook niet erg waarschijnlijk.

Om deze eigenschap van het licht in zijn speciale relativiteitstheorie te doen passen, stelde Einstein dat ruimte en tijd vervormen bij zeer hoge snelheden




Reacties

Je naam en voornaam verschijnen bij je reactie
Door het plaatsten van een reactie, ga je akkoord met de gedragsregels