Utforska Vintergatan – Är snabbare än ljus (FTL) en ouppnåelig dröm?

Ljusets hastighet i vakuum är ungefär 299 792 km/s. Cirka 11 km/s avser bemannade färder som Apollo 10 i förhållande till jorden, inte alla människotillverkade rymdsonder. Obemannade sonder har rört sig mycket snabbare i förhållande till solen. Någon fungerande teknik för resor eller kommunikation snabbare än ljuset, FTL, har ändå inte påvisats.

Universums stora avstånd och planerna på bemannade Marsfärder inspirerar till forskning om snabbare rymdfärder. Ett teoretiskt förhandsmanuskript från november 2023 diskuterar en möjlig modell för FTL-kommunikation. Det är ett matematiskt förslag, ingen experimentell demonstration eller garanti för att tekniken går att utveckla.

Ett teoretiskt förslag om kommunikation snabbare än ljuset

I ”Hyperwave: Hyper-Fast Communication within General Relativity” föreslår Lorenzo Pieri mycket små warpbubblor för informationsöverföring. Förberedda rörformiga fördelningar av negativ energi, så kallade hypertuber, skulle i modellen styra bubblornas acceleration och inbromsning längs en förutbestämd bana.

Förslaget bygger på warpbubblan som Miguel Alcubierre beskrev 1994. I den matematiska modellen dras rymden samman framför bubblan och utvidgas bakom den. Det ger en effektiv förflyttning snabbare än ljuset utan att något lokalt passerar ljushastigheten. En sådan lösning visar dock inte att en apparat kan byggas. Modellen kräver särskilda fördelningar av negativ energitäthet. Casimireffekten rör mätbara krafter från kvantfält, men är i sig ingen färdig energikälla för en warpdrift.

Pieri undersöker bubblor med ytterst liten radie för kommunikation i stället för att transportera ett rymdskepp. Den mindre radien minskar modellens totala behov av negativ energi. Författaren skriver:

”…det totala behovet av negativ energi blir mindre än energin i en blixt, mer än 70 storleksordningar lägre än för den ursprungliga Alcubierre-drivningen.”

I den hypotetiska modellen skulle bubblans inbromsning avge högenergetiska partiklar vars detektion kunde användas för informationsöverföring. Verklig överföring av data snabbare än ljuset har inte demonstrerats.

Förslaget är starkt teoretiskt. Förutom tekniska hinder finns olösta frågor om fysikalisk genomförbarhet, kvantgravitation och orsakssamband. Centrala utmaningar är:

• Att skapa och stabilisera warpbubblor med ytterst liten radie
• Generera de nödvändiga negativa energitätheterna
• Precist kontrollera warp‑bubblans dynamik

Studien utforskar hypotetiska rumtidsgeometrier. Om FTL-kommunikation någon gång visar sig fysikaliskt möjlig skulle den kunna förändra informationsöverföring och rymdforskning. Det finns ännu ingen bevisad praktisk tillämpning eller tillförlitlig tidsplan.

Uppdrag till Mars

Följande är tänkbara fördelar med mycket kortare kommunikationsfördröjning mellan jorden och Mars. De är inga prognoser om att FTL kommer att bli möjligt under kommande årtionden eller årtusenden:

1. Kortare kommunikationsfördröjning: Signaler mellan jorden och Mars behöver ungefär 3–22 minuter per riktning, beroende på planeternas lägen. Hypotetisk FTL-kommunikation skulle kunna förkorta fördröjningen, men snabbare än ljuset betyder inte automatiskt omedelbart. Mycket kort fördröjning skulle underlätta samarbete och säkerhet för bemannade och robotiska uppdrag.
2. Förbättrad uppdragskontroll: Kommunikation i realtid skulle möjliggöra mer direkt och effektiv styrning av rovers och annan utrustning. Detta kan leda till mer komplex och nyanserad utforskning, då instruktioner och justeringar kan göras i farten snarare än förprogrammerade eller fördröjda.
3. Snabb respons vid nödsituationer: Vid nödsituationer eller oförutsedda händelser skulle omedelbar kommunikation möjliggöra en snabbare respons, vilket potentiellt kan rädda liv och kritisk utrustning för uppdraget.
4. Vetenskaplig dataöverföring: Kortare fördröjning skulle kunna snabba på mottagning, analys och publicering av resultat. Signalens hastighet och mängden data per sekund är dock olika saker; snabbare utbredning garanterar inte större bandbredd.
5. Interplanetärt internet: Ett tillförlitligt nätverk kan förbättra datadelning och samarbete mellan planeter. Det kräver inte FTL, utan kan bygga på vanliga förbindelser och protokoll som klarar långa fördröjningar.

Fördelarna med hypotetisk FTL-kommunikation är spekulativa tills den bakomliggande fysiken och tekniken har visats fungera. Under överskådlig tid bygger Marsuppdrag vidare på kommunikation som följer ljushastighetens begränsningar.

Framdrivning för höga hastigheter och hypotetiska FTL-modeller

Det är okänt om FTL-kommunikation någonsin blir möjlig eller skulle föregå hypotetisk FTL-transport. Följande idéer har olika teknisk mognad. Solsegel och antimateriedrift gäller rörelse under ljushastigheten, medan warpbubblor är hypotetiska rumtidsmodeller.

Solsegel: De använder rörelsemängden som fotoner överför till stora, mycket tunna ytor. För denna framdrivning behövs inget medfört bränsle eller reaktionsmassa. Vissa framtidsstudier överväger kilometerstora, extremt lätta membran. Kraften kommer från strålningstryck, inte från solvinden.

Konstnärlig illustration av ett framtida solsegel för rymdfärder.

Solljuset överför rörelsemängd till seglet och accelererar farkosten gradvis. Det kan vara användbart för långvariga rymdfärder eftersom seglets dragkraft inte förbrukar medfört drivmedel. Farkosten behöver fortfarande energi, styrning och andra system.

Solsegel har redan provats i rymden. För framtida interstellära sonder undersöks också kraftiga externa lasrar som driver ljussegel. Dessa metoder kan inte accelerera en farkost med massa förbi ljushastigheten.

Warpbubblor: Dessa är matematiska beskrivningar av krökt rumtid med utgångspunkt i den allmänna relativitetsteorin. I Alcubierre-modellen förblir området runt farkosten lokalt plant medan rymden framför dras samman och rymden bakom utvidgas. Den effektiva FTL-förflyttningen bevisar inte att en fungerande apparat kan byggas eller att kausalitetsproblemen är lösta.

Konstnärlig illustration av en farkost i en hypotetisk warpbubbla.

Att skapa och styra de nödvändiga energifördelningarna är fortfarande ett grundläggande problem. Negativ energitäthet i vissa kvantsystem är inte bara ett okänt ämne. Det har inte visats att den kan ordnas i den mängd och geometri som en fungerande warpbubbla skulle kräva.

Antimateriedrift: Vid annihilation mellan materia och antimateria omvandlas deras massa till energi och partiklar. En hypotetisk motor skulle använda denna höga energitäthet kontrollerat för att ge dragkraft. Det skulle möjligen medge en betydande andel av ljushastigheten, men ingen överljushastighet för en farkost med massa.

Konstnärlig illustration av en hypotetisk antimateriemotor.

Metoden skulle kunna förkorta restider i solsystemet och möjligen underlätta interstellära färder. Produktion, lagring och säker hantering av antimateria i användbara mängder innebär dock mycket stora svårigheter.

Någon praktisk motor som effektivt använder materia–antimateria-annihilation för sådana färder har inte utvecklats. Antimateriedrift är ett långsiktigt forskningskoncept för snabb men subluminal rymdfart.

Företag inom flyg- och rymdindustrin

Rymdteknik utvecklas genom samarbete mellan offentliga aktörer och privata företag. Följande företag är exempel inom sektorn; deras närvaro här visar inte att de utvecklar eller kommer att lyckas med FTL-teknik.

*Tabellernas siffror är historiska ögonblicksbilder från artikeln från 2023, inte aktuella värden eller verifierade prognoser. Ett negativt P/E-tal, som för Boeing, är inget meningsfullt mått på vinstvärdering.*

Börsnoterade företag

1. Boeing Company

BA Prisdiagram

Boeing är ett stort flyg- och rymdföretag och tillverkar kommersiella flygplan samt försvars-, rymd- och säkerhetssystem. Artikeln från 2023 angav ett börsvärde på cirka 158 miljarder amerikanska dollar. Verksamheten omfattar civila och militära flygplan, satelliter, vapen, elektronik och försvarssystem, uppskjutningssystem, informations- och kommunikationssystem samt prestationsbaserad logistik och utbildning.

2. Honeywell International Inc.

HON Prisdiagram

Honeywell är också verksamt inom flyg- och rymdindustrin. Artikeln från 2023 angav ett börsvärde på omkring 135 miljarder amerikanska dollar. Det dåvarande utbudet omfattade flyg- och rymdprodukter och tjänster, styrteknik för byggnader, bostäder och industri samt avancerade material och tekniker.

3. RTX Corporation

Raytheon Technologies bytte namn till RTX Corporation i juli 2023. Artikeln angav ett börsvärde på omkring 116 miljarder amerikanska dollar. Koncernen levererar flyg- och försvarssystem till kommersiella, militära och statliga kunder, bland annat flygplansmotorer, avionik, flygplansstrukturer, cybersäkerhet, robotar, luftförsvar och obemannade system.

Företag som inte var börsnoterade 2023

SpaceX: Space Exploration Technologies Corp., grundat av Elon Musk 2002, var inte börsnoterat när artikeln publicerades 2023. Den aktuella kurswidgeten (SPCX ) hör till den senare noteringen 2026. Företaget vill sänka kostnaderna för rymdtransporter och möjliggöra framtida Marsfärder. Det har utvecklat Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy och Dragon, och Crew Dragon har transporterat astronauter till ISS. Under 2023 utvecklade bolaget också Starship för framtida interplanetära uppdrag och Starlink för satellitbaserat internet.

Blue Origin: Jeff Bezos grundade bolaget 2000 för att göra rymden mer tillgänglig och främja en framtid där miljontals människor bor och arbetar där. År 2023 hade det utvecklat New Shepard för suborbitala turistflygningar och arbetade med omloppsraketen New Glenn. Månlandaren Blue Moon ingick också i utvecklingsplanerna.

Avslutande tankar

Idéer om snabbare kommunikation och rymdfärder speglar människans nyfikenhet och ambition. Warpbubblor, Hyperwave-kommunikation och antimateriedrift väcker olika vetenskapliga frågor och har olika teknisk mognad.

Om FTL någon gång visar sig fysikaliskt möjligt skulle konsekvenserna vara stora. Tills vidare är det hypotetiskt. Praktisk rymdforskning fortsätter att bygga på tekniker som fungerar inom fysikens kända gränser.