Om man ska klara av att resa till avlägsna stjärnor inom en individs livstid behövs det betydligt snabbare färdmedel än de som idag står till mänsklighetens förfogande.
Hittills skulle även ny forskning om extra luminala (snabbare än ljuset) transporter baserad på Einsteins allmänna relativitetsteori kräva stora mängder hypotetiska antaganden och materietillstånd som har "exotiska" fysiska egenskaper såsom negativ energitäthet.
Denna typ av materia kan antingen inte hittas eller kan ännu inte tillverkas i funktionsdugliga mängder. Däremot pågår för närvarande ny forskning som genomförts vid universitetet i Göttingen kring detta problem. Genom att konstruera en ny klass av hyper-snabba så kallade ”solitoner” med hjälp av källor som endast avger positiva energier som kan möjliggöra resor i vilken hastighet som helst.
I matematik och fysik är en soliton en självförstärkande ensam vågrörelse (ett vågpaket eller en puls) som behåller sin form medan den rör sig med konstant fart. Solitoner orsakas av den inbördes kancelleringen av icke-linjära och dispersiva effekter i mediet.
Debatten här rör sig alltså om möjligheten att resa snabbare än ljuset baserat på konventionell fysik. Forskningen publicerades i tidskriften Classical and Quantum Gravity.
Författaren till artikeln, Dr Erik Lentz, analyserade befintlig forskning och upptäckte luckor i tidigare "warp drive" -studier. Lentz upptäckte konfigurationer av rymd-tid-form organiserade i ”solitons” som har potential att lösa pusslet samtidigt som de är fysiskt livskraftiga.
En soliton, är i detta sammanhang är en kompakt våg som bibehåller sin form och rör sig med konstant hastighet. Lentz härledde Einstein-ekvationerna för outforskade solitonkonfigurationer (där rymd-tid-formens skiftvektorkomponenter är underordnade i ett hyperboliskt förhållande). Lentz fann att de förändrade rum-tid-geometrierna kunde bildas på ett sätt som fungerade även med konventionella energikällor.
I grund och botten använder den nya metoden själva strukturen för rum och tid i en soliton för att kunna utveckla en lösning för resor snabbare än ljuset, som till skillnad från annan forskning, bara skulle behöva källor med positiva energitätheter. Därmed behövs inga "exotiska" negativa energitätheter.
Om tillräckligt energi kunde genereras skulle ekvationerna som används i denna forskning möjliggöra rymdresor till exempel till Proxima Centauri, vår närmaste stjärna, och tillbaka till jorden inom ett år istället för årtionden eller årtusenden.
Det betyder att en individ kan resa fram och tillbaka inom sin livstid. Som jämförelse skulle en enkelresa med nuvarande raketteknologi ta mer än 50 000 år. Dessutom konfigurerades solitonerna för att innehålla ett område med minimala tidvattenkrafter så att tidens gång inom solitonen matchar tiden utanför: vilket är en idealisk miljö för en rymdfarkost.
Detta innebär att det inte skulle uppstå några komplikationer på grund av den så kallade "tvillingparadoxen", varigenom en tvilling som färdas nära ljusets hastighet skulle åldras mycket långsammare än den andra tvillingen som stannade på jorden: i själva verket, enligt de senaste ekvationerna, skulle båda tvillingarna vara i samma ålder när de återförenades.
- Detta arbete har flyttat problemet med att resa snabbare än ljuset ett steg bort från teoretisk forskning inom grundläggande fysik och ett steg närmare teknik. Nästa steget är att ta reda på hur man tar ner den astronomiska mängden energi som behövs. När det till exempel gäller dagens teknik kan det vara ett stort modernt kärnkraftverk av fissionstyp. Först efter det kan vi prata om att bygga de första prototyperna, säger Lentz.
- Det behövs en mängd energi för denna farkost som kör med ljusets hastighet och denna rymdfarkost bör ha ett omfång med 100 meters radie. Energibehovet skulle vara enormt. Förmodligen skulle man behöva lagra en energimängd som motsvarar prestandan hos 30 kärnreaktorer.
- Lyckligtvis har flera förslag om mekanismer för energiförsörjning tagits fram av tidigare forskning. Det anses vara möjligt att potentiellt minska det energibehovet som krävs med nästan 60 gånger, säger Lentz.
Forskaren skriver att han har nått ett skede i forskningen då det gäller att avgöra om dessa metoder kan modifieras, eller huruvida det behövs nya mekanismer för att kunna generera den nödvändiga energin.
