Over lyshastigheten?

For litt over hundre år siden klarte Albert Einstein å slå fast at lyshastigheten i vakuum er den ultimate fartsgrensa i universet. Etter utallige forsøk og målinger står denne universets fartsgrense fortsatt. Og den berømte ligningen E=mc² er fortsatt kjerneligningen. E er energien, m er massen og c er lyshastigheten i vakuum. Men på nettet mangler det ikke på fantasifulle forslag til hvordan man kan bryte denne universets fartsgrense.

Først tar vi tankeeksperimentet om et tog som reiser med lysets hastighet (egentlig umulig, men la oss anta at det går) og dette toget slår på en lyskaster som lyser forover. Vil ikke lyset fra lyskasteren da få dobbel lyshastighet? Svaret er nei, og her kommer relativitetsteorien inn, og det er minst to svar alt etter hvor man måler fra. Bruker man toget som referansesystem, altså måler fra dette, så vil lyset ganske riktig forlate lyskasteren med hastigheten c, men målt fra toget står jo toget i ro, det er skinnene og landskapet som beveger seg bakover med lysets hastighet. For en som står ved siden av sporet så vil både lyset og toget reise like fort, altså med lysets hastighet. Selv målt fra et tog som kjører i motsatt retning i sporet ved siden av, og dette også beveger seg i lyshastigheten, så vil verken lyset fra lyskasteren eller det motkjørende toget bevege seg fortere enn lyshastigheten. Dette høres nok veldig ulogisk ut, men det er faktisk gjort forsøk i høye hastigheter som bekrefter dette. Uansett hvor man måler fra vil ingenting kunne bevege seg fortere enn lyset, selv ikke lyset. Lys beveger seg alltid like fort, uansett om lyskilden kommer fort mot deg eller forsvinner raskt fra deg.

Et annet forslag for å overstige lyshastigheten er en lang stav av verdens hardeste og stiveste materiale. La oss si at staven er et lysår lang. Hvis man dytter på den ene enden, vil ikke den andre enden bevege seg like mye i samme øyeblikk? Og svaret er nei. Det vil bevege seg en bevegelsesbølge gjennom staven, og denne bevegelsesbølgen vil aldri kunne bevege seg fortere enn lyset, så det tar minst ett år før den andre enden beveger seg.

Et tredje og litt mer realistisk forslag er å reise gjennom såkalte ormehull. Disse ble foreslått av Albert Einstein og Nathan Rosen i 1935 (ormehull kalles derfor også Einstein-Rosen-bruer), og man tror det oppstår og forvinner mikroskpiske ormehull i universet hele tiden. Ormehullene kan forbinde områder i universet som ligger mange lysår fra hverandre, og hvis man kunne fange et sånt ormehull og utvide det, så kunne man reise til den andre enden på svært kort tid (som om universet utenfor ormehullet var foldet som et papirark, se illustrasjonen). Så tilsynelatende har man da reist fortere enn lyset. Men selv på reisen gjennom ormehullet er lyshastigheten maksfart, det er bare avstanden i universet som har blitt kortere, ormehullet er bare en snarvei.

Et fjerde forslag minner litt om ormehullreising, men her er det selve romskipet som lager en romtidsbølge som romskipet nærmest sørfer inne i. Teknikken kalles warpspeed og er inspirert av scifi-serien Star Trek. Måten man tenker seg dette skal skje på er å komprimere rommet foran romskipet og strekke rommet bak romskipet. I denne romtidsbølgen kan romskipet tilsynelatende reise fortere enn lyshastigheten i forhold til rommet rundt, men inne i romtidsbølgen er lyshastigheten fortsatt fartsgrensa. Og selv om dette høres helt vilt ut, så er det faktisk ei gruppe forskere i NASA som jobber med dette. Det finnes nemlig teorier der det er mulig å lage en sånn romtidsbølge, men selv om teori og praksis er det samme i teorien, så er det ikke alltid det i praksis. Målet med prosjektet er foreløpig kun å forsøke å komprimere og strekke rommet litt, bare for å se om teknikken er mulig i praksis.

Og apropos det første eksemplet, det med toget: Det sies at Albert Einstein en gang tok toget og spurte konduktøren: «Unnskyld, men vet De om Leipzig stopper ved dette toget?»