Een nieuwe studie over warp-drives stelt een innovatief segmentontwerp voor dat veel van de problemen van het originele decennia-oude concept kan omzeilen, waardoor de mogelijkheid van hyper-snelle ruimtevaart een stap dichterbij komt om werkelijkheid te worden.
De theoretische basis van warp-drives is sinds de jaren ’90 snel geëvolueerd, toen de Mexicaanse fysicus Miguel Alcubierre een concept ontwikkelde dat werd beschreven in een baanbrekend artikel. Dit artikel bood een wetenschappelijke basis voor hyper-snelle reizen binnen de algemene relativiteitstheorie.
Hoewel het concept van warp-drives aanvankelijk werd gepopulariseerd in de futuristische ruimtevaartwereld van Star Trek, nam Alcubierre het idee daadwerkelijk op papier en vormde de fictieve gedachte in een conceptuele werkelijkheid—een die, ooit, mogelijk ook gerealiseerd kan worden door geavanceerde technologie.
“De resulterende vervorming,” schreef Alcubierre destijds, “herinnert aan de ‘warp drive’ uit de sciencefiction,” voegde hij eraan toe, “maar zoals het ook het geval is bij wormgaten, zal exotische materie nodig zijn om een vervorming van de ruimtetijd te genereren zoals hier besproken.”
Sinds die tijd heeft luchtvaartingenieur en toegepaste fysicus Harold “Sonny” White zich beziggehouden met het probleem dat Alcubierre voorstelde. White staat bekend als de eerste en enige wetenschapper die warp-drives voor NASA onderzocht. Hij heeft ook Alcubierre’s werk verfijnd door de energiebesparingen te verlagen voor het theoretische maar blijkbaar meer haalbare Alcubierre-White Warp Metric.
Nu hebben White en zijn collega’s bij Casimir een gedurfde herinterpretatie van de geometrie van snellere-dan-licht (FTL) warp-drives voorgesteld, waarbij de klassieke soepele “warp-ring” wordt vervangen door een reeks discrete cilindrische structuren, die warp-nacelles worden genoemd.
Bouwend op de basis van Alcubierre’s idee van een “warp bubble” in de ruimtetijd, introduceert White een nieuw kader dat exotische energie pinpoint in instelbare, motorachtige structuren, terwijl het interieur van de bubble stabiel en bewoonbaar blijft voor een potentiële piloot.
“De resultaten van deze studie suggereren een nieuwe klasse van warp-bubble geometrieën die zowel interieur-vlak als structureel verdeeld zijn in cilindrische ‘nacelles,’” vertelde White in een e-mail.
White’s nieuwste benadering van het warp-drive-concept vertoont meer dan alleen een oppervlakkige gelijkenis met zijn fictieve voorganger. “De gelijkenis met de twin nacelles van de USS Enterprise is niet louter esthetisch,” zei White. “Het weerspiegelt een mogelijke convergentie tussen fysieke vereisten en technisch ontwerp, waarbij architecturen uit de sciencefiction wijzen op praktische wegen voor realistische warp-capabele configuraties.”
“Van mijn eerdere werk met de Alcubierre-metric wist ik dat het mogelijk zou moeten zijn om warp-bubbles te construeren op basis van een nacelle-achtige topologie,” zei White. “Het historische ontwerp van de IXS Enterprise was een vroege stap in die richting. We voorzagen dat twee warp-ringen in nauw contact een capsule-vormige warp bubble konden genereren in plaats van de standaardbol.”
Met de basisvorm van de warp bubble nu voorlopig gedefinieerd, zou, eenmaal afgerond, het centrum plat blijven terwijl de benodigde energie wordt verdeeld in verschillende aparte motorachtige pods die eromheen liggen. “Geen getijdenkrachten, nul-g, klokken aan boord van het ruimteschip zijn gesynchroniseerd met de klokken van de missiecontrole,” legde White uit.
White benadrukt dat zijn benadering consistent blijft met de relativiteit, zonder te steunen op speculatieve nieuwe fysica. De verschuiving ligt, zegt hij, in de geometrie – en hoe een warp bubble misschien ooit “gebouwd” zou kunnen worden als exotische materie haalbaar wordt. Zijn werk suggereert ook dat soepelere gradaties en gesegmenteerde structuren enkele van de veiligheidszorgen die samenhangen met het originele Alcubierre-concept zouden kunnen verlichten.
Terwijl de praktische toepassing nog ver weg lijkt, biedt de studie van White en zijn collega’s warp-drive-theoretici een nieuwe richting en een duidelijker pad naar mogelijk realiseerbare geometrieën. Door het aantal, de breedte en de lengte van deze nacelles aan te passen, kunnen toekomstige onderzoekers warp-configuraties verkennen die betrouwbaarder, modulairder en fysiek haalbaarder zijn dan in eerdere modellen voorgesteld.
