Toppen! Nu Àr du prenumerant pÄ Warp News
HÀrligt! Genomför ditt köp i kassan för full tillgÄng till Warp News
Varmt vÀlkommen tillbaka! Du Àr nu inloggad.
Tack! Kolla din inkorg för att aktivera ditt konto.
Klart! Din faktureringsinformation Àr nu uppdaterad.
Uppdateringen av faktureringsinformationen misslyckades.
🚀 Framtidens rymdresor: genom maskhĂ„l eller med Warp Drive?

🚀 Framtidens rymdresor: genom maskhĂ„l eller med Warp Drive?

MÀnniskan drömmer om fjÀrran vÀrldar. Men att resa i rymden har visat sig krÀva vass teknik och mycket tid. Skulle warp-drives eller maskhÄl kunna möjliggöra intergalaktiska resor? Vi har frÄgat Ulf Danielsson som Àr professor i teoretisk fysik.

Cornelia Ekvall
Cornelia Ekvall

‌‌Med siktet pĂ„ Mars lĂ€ngtar vi mer och mer efter att besöka fjĂ€rran solsystem och utforska universum till fullo. Men om resor till andra solsystem ska bli möjligt behövs snabbare fĂ€rdmöjligheter. Skulle vi kunna resa genom maskhĂ„l, som i filmen Interstellar, eller i höga hastigheter genom Warp Drive, som i sci-fi-serien Star Trek?

Det som begrÀnsar rymdresor Àr i första hand relativitetsteorin. Enligt relativitetsteorin kan ingenting resa snabbare Àn ljusets hastighet och de farkoster vi idag kan bygga Àr inte nÀrheten av att komma upp i sÄdana hastigheter. VÄr nÀrmaste grannstjÀrna, Proxima Centauri, befinner sig ungefÀr 4,25 ljusÄr bort, vilket motsvarar ungefÀr 40 biljoner kilometer. Det tar alltsÄ 4,25 Är för ljus att resa mellan oss och stjÀrnan.

Den snabbaste farkosten som mÀnniskan hittills har skapat Àr NASAs Parker Solar Probe som just nu Àr pÄ vÀg mot solen. Sonden berÀknas kunna nÄ en hastighet pÄ ungefÀr 72 000 km/h (450 000 mph), vilket i sig Àr otroligt snabbt. Som jÀmförelse skulle det ta ungefÀr 50 sekunder för sonden att resa mellan Lund och Kiruna. Men i astronomiska skalor Àr detta en oerhört lÄg hastighet dÄ det skulle ta cirka 6600 Är för sonden att nÄ Proxima Centauri.

Parker Solar Probe Àr den snabbaste farkosten som mÀnnikan konstruerat. Bild: NASA

Det Àr uppenbart att vi behöver kunna resa snabbare om utforskning av andra solsystem ska bli möjlig. Enligt tvÄ vetenskapliga rapporter som publicerades i vÄras finns det teoretiskt stöd för rymdresor med Warp Drives (som bland annat omnÀmns pÄ astronomy.com). En Warp Drive skulle innebÀra att farkosten komprimerar rumtiden framför sig, samtidigt som den strÀcker ut rumtiden bakom sig. En idé som utmanar fysikens lagar.

Vi har frÄgat experten Ulf Danielsson, professor i teoretisk fysik vid Uppsala universitet, hur framtidens rymdresor kommer att se ut och vilka möjligheter som Àr mest realistiska.

Ulf Danielsson Àr professor i teoretisk fysik vid Uppsala universitet. Foto: Mikael Wallerstedt, Uppsala universitet

Vad innebÀr rumtiden?

LÄt oss ta ta tvÄ rumsriktningar, förklarar Ulf Danielsson, sÄ att vi har en riktning över som vi lÄter vara tiden. Det betyder att vi förestÀller oss varelser som endast kan röra sig i tvÄ dimensioner. Varelserna har dÄ ingen förestÀllning av en tredje riktning, men den existerar och Àr tiden. Detta innebÀr alltsÄ att i rumtiden sveps en vÀrldslinje ut dÀr varje punkt i rumtiden Àr en hÀndelse. NÀr man rör sig i rummet och tiden gÄr förlÀngs vÀrldslinjen. I rumtiden existerar vi inte som lokala varelser, utan vi Àr utstrÀckta i tidsriktningen.

– Om nu tiden har den hĂ€r enkla egenskapen att den Ă€r en parameter som hĂ„ller reda pĂ„ vart vi Ă€r nĂ„gonstans, Ă€r det vĂ€ldigt praktiskt men inte sĂ„ fysikaliskt. Men dĂ„ Ă€r poĂ€ngen att den hĂ€r tidsriktningen och rumsriktningarna inte Ă€r separerade, utan de hör ihop, förklarar Danielsson.

För att visualisera rumtiden kan vi förestÀlla oss varelser som endast lever i tvÄ rumsriktningar, dÀr den tredje riktningen illustrerar tiden som gÄr.

Nu visar det sig att i den hÀr rumtiden, dÀr vi har bestÀmt tidsaxeln och rumsriktningarna, kan man ocksÄ göra rotationer under speciella förhÄllanden. Det vill sÀga, det som för en observatör kan vara x-axeln, Àr för en annan observatör en annan axel. Det finns en rotation man kan göra i rumtiden, som gör att det som Àr tid Àr olika beroende pÄ vem man frÄgar.

DĂ„ stĂ€ller man sig sĂ„klart frĂ„gan ”Hur i all sin dar kan man rotera tidsaxeln?”, fortsĂ€tter Danielsson, och utbrister sedan: ”Man springer jĂ€ttefort!”

Beroende pÄ hur (och hur fort) man rör sig uppfattar man tiden olika, konstaterar han.

Om en person rör sig nÀra ljusets hastighet (O') i förhÄllande till en stillastÄende person (O), kommer de tvÄ personerna att uppleva tiden som passerar olika.

Beroende pÄ hur man rör sig i rumtiden, pekar tidens riktning Ät olika hÄll för olika observatörer. Vilket blir mÀrkbart för oss vid vÀldigt höga hastigheter. Detta, kombinerat med det mÀrkliga faktumet att ljusfarten alltid Àr densamma, förklarar relativistiska effekter sÄsom varför tiden gÄr olika fort för olika observatörer (tidsdilatation) och varför föremÄl upplevs som olika stora (lÀngdkontraktion). Rumtiden kan dessutom krökas pÄ samma sÀtt som en yta kan vara krökt, och det Àr det som ger upphov till exempelvis gravitation.

Gravitation Àr en effekt av att rumtiden kröks, enligt Einsteins relativitetsteori. Bild: Wikimedia commons, Mysid

Är Warp Drives sci-fi eller vetenskap?

En Warp Drive kan vara möjlig om vi kunde skapa en krökning av rumtiden, svarar Danielsson. Krökningen utav rumtiden kan Ă„stadkomma gravitation om den Ă€r krökt pĂ„ ett alldeles speciellt sĂ€tt. För oss Ă€r rumtiden krökt sĂ„ att tiden vid vĂ„ra fötter gĂ„r lite lĂ„ngsammare i jĂ€mförelse med tiden vid vĂ„rt huvud, vilket vi upplever som en dragning in mot jorden. Även om tidsskillnaden Ă€r nĂ„got i stil med en biljondels sekund lĂ„ngsammare i timmen.

DÄ kan vi tÀnka oss, menar Danielsson, att man kan kröka rumtiden pÄ andra sÀtt ocksÄ. Dock finns det ett problem, i den allmÀnna relativitetsteorin och i Einsteins ekvationer relateras krökningen till materiafördelningen. Detta betyder att materias fördelning talar om hur rumtiden Àr krökt och för att kröka rumtiden behövs alltsÄ materia med speciella egenskaper, nÄgot som mörk energi har föreslagits kunna lösa. Det Àr dock knepigt att veta exakt vilka regler som Àr rimliga.

– Den mest rimliga regeln Ă€r att det inte ska gĂ„ att skapa en lösning till Einsteins ekvation som Ă€r sĂ„n att man kan Ă„stadkomma en tidsresa bakĂ„t i tiden, berĂ€ttar Danielsson.

Tanken med Warp Drives har varit att kunna resa snabbare Àn ljuset, och om detta skulle vara möjligt sÄ skulle man kunna Äka bakÄt i tiden och trÀffa sig sjÀlv och orsaka tidsreseparadoxer. DÀrav Àr det rimligt att anta att resor snabbare Àn ljuset Àr omöjliga att Ästadkomma. Vilket Àr ett effektivt sÀtt att resonera pÄ för att urskilja vilka resor som skulle kunna vara möjliga och inte, menar Danielsson.

En Warp Drive skulle innebÀra att en farkost komprimerar rumtiden framför sig (nedÄt böjd kruva), och expandera rumtiden bakom sig (uppÄtvÀnd kurva), samtidigt som den befinner sig i en oförÀndrad "bubbla". Bild: AllenMcC/Wikimedia Commons

Ett nÀtverk av maskhÄl

Med maskhÄl kan vi argumentera pÄ liknande sÀtt som ovan, förklarar Danielsson. Om det finns maskhÄl skulle det gÄ att kombinera dem pÄ ett sÄdant sÀtt att resenÀren skulle kunna göra en tidsresa bakÄt i tiden. Men hÀr finns det ett litet kryphÄl, fortsÀtter han.

– Det skulle kunna vara sĂ„ att det redan finns ett antal maskhĂ„l som uppkom under universums begynnelse som gör att vi skulle kunna ta oss till en fjĂ€rran galax, förklarar Danielsson.

Man skulle kunna förestÀlla sig att det finns nÀtverk utav maskhÄl utan att bryta mot den allmÀnna principen om att inte skapa slutna loopar. Det betyder att det skulle kunna gÄ att resa genom maskhÄl, om Àn destinationen avgörs av maskhÄlets position.

Ett maskhÄl Àr ett hypotetiskt objekt som skulle kunna möjligöra intergalaktiska resor. Bild: Wikimedia commons

I filmen Interstellar reser karaktĂ€rerna genom ett maskhĂ„l för att ta sig till andra delar av universum. DĂ€r introduceras inga tidsreseparadoxer (förutom nĂ€r de reser in i det svarta hĂ„let), och man tĂ€nka sig att det Ă€r möjligt med ett sĂ„dant nĂ€tverk av maskhĂ„l. Forskaren Kip Thorne som var rĂ„dgivare till Interstellar har bland annat slĂ€ppt en bok pĂ„ Ă€mnet med titeln Black Holes and Time Warps.  Han hade idĂ©er om att det finns fysik som automatiskt skyddar mot uppkomsten av “loopar”, och dĂ€rigenom förhindra tidsresor och komplexa paradoxer.

Det skulle alltsÄ vara möjligt med resor genom maskhÄl, sÄ lÀnge det finns mekanismer som förhindrar tidsrese-loopar.

– Det mest optimistiska scenariot om man vill förestĂ€lla sig rymdvarelser som far runt, kors och tvĂ€rs, i universum, Ă€r att de har tillgĂ„ng till ett nĂ€tverk utav maskhĂ„l, sammanfattar Danielsson.

Hur tror du att vi reser i rymden i framtiden?

Det beror pÄ vad vi Àr ute efter, svarar Danielsson. Om det rÀcker att resa med hastigheter betydligt lÀgre Àn ljusets kan vi jobba vidare med teknik vi kan förstÀlla oss idag. Sedan Àr ocksÄ frÄgan om hur brÄttom vi har, och om vi sjÀlva mÄste Äka ivÀg, viktig, fortsÀtter Danielsson. Man skulle kunna tÀnka sig civilisationer som inte har sÄ brÄttom och har en mer kollektiv syn pÄ det hela. Att det kan ta generationer innan resorna Àr genomförda. Och resorna skulle kunna göras med exempelvis sonder.

Ett av de mest realistiska projekten för rymdresor Ă€r Starshot, ett initiativ som med lĂ€tta segel och en stark laser ska kunna accelerera upp till 20% utav ljusfarten pĂ„ bara nĂ„gra timmar. En sĂ„dan farkost skulle kunna resa till Alpha Centauri pĂ„ bara 20 Ă„r! MĂ„nga mĂ„ste skickas ut, och dem mĂ„ste vara otroligt lĂ€tta. Men de Ă€r inte omöjliga att konstruera om Ă€n nuvarande teknik behöver förfinas och förbĂ€ttras. ‌‌

– Om vi ska ut och resa bland stjĂ€rnorna Ă€r det nog inte sĂ„ sĂ€kert att vi vill göra det som biologiska varelser, avslutar Danielsson.

Ett av de mest realistiska farkosterna för intergalaktiska resor Àr Starshot, en segelförsedd sond som accelereras med hjÀlp utav en laser. Bild: Starshot Breakthrough

Omslagsbild: Les Bossinas/NASA/Wikimedia Commons‌‌‌‌

📝 FĂ„ en dos faktabaserad optimism varje vecka.

Bli en del av över 15 000 optimistiska, framtidsinriktade prenumeranter som vill att framtiden kommer snabbare.