Quantum tegenslag voor warp-drives

Slecht nieuws ben ik bang - het lijkt erop dat sneller dan het licht reizen toch niet mogelijk is. Dat is de conclusie van een nieuwe studie naar hoe warp-drives zich zouden gedragen als rekening wordt gehouden met de kwantummechanica. Warp-drives zouden snel onstabiel worden zodra de superluminale snelheden worden bereikt, zeggen Stefano Finazzi van de International School for Advanced Studies in Triëst, Italië, en een paar vrienden.

Warp-drives zijn al tientallen jaren de focus van sciencefictionschrijvers. Maar wetenschappers hielden ze op afstand tot 1994, toen het idee een stevige (ish) theoretische basis kreeg door de Mexicaanse natuurkundige, Michael Alcubierre. Zijn denken is dat, hoewel relativiteit sneller dan het licht reizen ten opzichte van het weefsel van de ruimtetijd verhindert, het geen beperking oplegt aan de snelheid waarmee regio's van ruimtetijd ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.

Alcubierre stelde zich een klein volume platte ruimtetijd voor waarin een ruimtevaartuig zou kunnen zitten, omringd door een sterk vervormde bel van ruimtetijd die krimpt in de rijrichting, je bestemming dichterbij brengt en zich achter je uitstrekt. Hij toonde aan dat dit krimpen en uitrekken de bel - en het ruimteschip dat het bevatte - in staat kon stellen met superluminale snelheden te bewegen.

De conclusie is het resultaat van klassiek denken met behulp van de ideeën van de algemene relativiteitstheorie, maar natuurkundigen hebben zich lang afgevraagd wat er zou gebeuren als je kwantummechanica in de mix zou gooien? Nu hebben Finazzi en vrienden het voor elkaar gekregen. Om te beginnen zeggen ze dat de binnenkant van de bubbel gevuld zou zijn met Hawking-straling, wat het leven van elk ruimtevaartuig erin nogal ongemakkelijk zou maken.

Ze hebben ook een eigenschap bestudeerd van een kwantumveld dat de gerenormaliseerde stress-energie-tensor wordt genoemd en dat zich onder normale omstandigheden goed zou moeten gedragen. Maar in de voorwand van Alcubierre's bubbel die met superluminale snelheden reist, groeit de gerenormaliseerde stress-energietensor exponentieel.

Dat impliceert sterk dat zo'n bubbel onstabiel zou zijn. Het lijkt dus steeds waarschijnlijker dat, na een paar jaar van opwinding, de warpdrive van Alcubierre onmogelijk is.

Echt jammer.

Referentie: arxiv.org/abs/0904.0141 : Semiklassieke instabiliteit van dynamische warp-drives

zich verstoppen