点線の用語は、カーソルを合わせるかタップすると意味が読めます。
宇宙船の窓の外で、星がすっと線になる。次の瞬間、別の星に到着。
SFのワープって、気持ちいいですよね。あれが使えたら、宇宙旅行の「移動時間」が一気に短くなりそうです。
では、ものすごく強力なエンジンを作ればよいのでしょうか。
実は、ここで紹介するワープの提案は、もう少し変わっています。
船の速さだけでなく、まわりの空間を変えることを考えるんです。 1
宇宙船を速くする？ それとも、道を変える？
二人が宇宙船の模型を前に、遠い星へ行く方法を考えています。
オレンジの人「強力なエンジンで、一気に行けないかな！」
遠い星へ行くなら、まず船を速くしたくなりますよね。ワープの提案は、船を取り巻く空間にも目を向けます。
青い人「船のまわりの空間を変える、という考え方もあるんだ。」
紙を縮めるように想像してみます。Alcubierreの提案では、船の前を縮め、後ろを広げる時空を数式で考えました。
オレンジの人「でも、その形を何で作るの？」
数式に書けることと、材料を用意できることは別の問いです。この提案には、ふつうの物質では満たせない条件があります。
青い人「材料のほかに、動かす仕組みも要るんだね。」
2021年の研究でも、推進力は別途必要だと説明されています。ここで紹介するのは、エンジンの完成報告ではありません。
紙と模型は発想のたとえで、空間の実際の形やワープ装置を表してはいません。ここで扱うのは1994年・2021年の理論研究です。 [1] [2]
空間を変えるって、どういうこと？
2コマ目では紙を動かしました。では、研究が考える「空間を変える」は、どんな発想なのでしょう。
1994年、物理学者のAlcubierreは、船の前の空間を縮め、後ろを広げる時空を提案しました。
遠くから見た船の移動と、船がすぐ近くの空間に対して動く速さを、分けて考えるのがポイントです。1
たとえば地図を見るとき、私たちは道の長さが変わらないと思っていますよね。この提案は、その「動かない舞台」だと思っていた空間そのものに目を向けます。
もちろん、地図を縮めれば現実の目的地に近づく、という意味ではありません。空間の変形を数式で考える、という話です。
えっ、それを数式で書けるの？
書ける時空の形が提案されています。使うのは、重力を時間と空間の曲がり方で説明する「一般相対性理論」です。1
ただ、ここで一つ、次の問いが出てきます。
その形を作るには、何が必要なの？
橋の形を絵に描けても、支えられる材料がなければ建てられませんよね。ワープにも、似たところがあります。
Alcubierreの提案では、ふつうの物質では満たせない性質を持つ物質が必要になります。数式で示した形と、実際に作れる装置のあいだに、材料の問題があるわけです。1
じゃあ、ふつうのエネルギーでできる案はない？
その条件を考え直す研究もあります。
2021年のBobrickとMartireの研究では、正のエネルギーで表せる、光より遅いワープの形などが検討されました。2
「おっ、では光より速い旅も？」と思いますが、ここは速度の条件に注目です。光より遅い場合に成り立つ話を、そのまま光より速い場合へ持っていくことはできません。
形が作れたら、勝手に進むの？
これも気になるところです。論文は、ワープドライブにも推進力が必要だと説明しています。2
つまり、研究の問いは一つではありません。
- どんな時空の形なら、数式で成り立つ？
- それを作る材料やエネルギーは用意できる？
- できたものを、どうやって動かす？
「ワープの形を考えた」という一歩を、「エンジンが完成した」と受け取ると、この先の仕事がごっそり抜けてしまいます。
今度ニュースを見たら、どこに注目する？
「ワープに必要なエネルギーが減った」という見出しを見たら、まずはどの速度で、何と比べたのかを見てみてください。
それから、数式で調べたのか、装置を作って測ったのか。
ここで紹介した資料は、時空の形や条件を考える理論研究です。宇宙船をワープさせた飛行実験ではありません。
観測所の「ほぇ〜ポイント」
もう一つの近道のアイデアは、ワームホール。二つを並べると、SFの旅にもいろいろな考え方があると分かります。
