スタートレック50光速よりも速く宇宙空間を疾走することは、物語がさまざまな惑星、銀河、宇宙にまたがって展開される場合、SF には欠かせない要素です。
『銀河ヒッチハイク・ガイド』にはハイパースペースが登場し、『ドクター・フー』のターディスは時間の渦を旅し、『スタートレック』ではワープドライブが使用されました。
宇宙船エンタープライズ号が局所空間を曲げて光速を超える速度で前進し、閃光の中に消えていく光景は見慣れたものでした。
ワープドライブがスクリーン上でトレッキーたちに初めて紹介されてから50年が経ちました。スタートレックの技術の一部は現実のものとなりましたが、ワープドライブは依然としてSFの世界の産物です。
しかし、それは科学者たちが努力していないという意味ではない。
数年前、NASAの物理学者ハロルド・ホワイトは、一連の実験を通じて光速の10倍の速度で宇宙を移動できるワープドライブ宇宙船を建造する計画を発表した。
メキシコの物理学者ミゲル・アルクビエレは、宇宙船を周囲の空間を歪める「エキゾチック物質」のリング内に置くと、歪んだ泡の中を移動する宇宙船は光速を超えることができると提唱した。
しかし、ホワイトの実験から具体的な成果は発表されておらず、ワープ推進の夢は理論論文の域を出ていません。NASAによる最新の試みは、電磁推進(EMドライブ)です。
Universe Todayによると、無反動推進システム(推進剤を使わずに推進力を得るシステム)がどのようにして光速を超える速度で宇宙船を動かすのに十分な推力を生み出すことができるかを概説した論文が受理されたばかりだという。
しかし、この論文は批判にさらされている。反対派は、EMドライブは推進剤を必要としないため、ニュートンの第三法則「すべての作用には、等しく反対の反作用がある」に反するため、実現不可能だと主張している。
それで、ワープドライブは実現可能になるのでしょうか?
英国惑星協会のマーク・ヘンプセル会長は宇宙産業で長年働いてきたが、ワープ航行が将来可能になるかどうかは全く分からないと語る。
「ワープドライブのような発明のほとんどは、物語を動かすための装置だ」とヘンプセル氏はザ・レジスター紙に語った。
「それらが現実の科学に応用できるかどうかは分かりませんが、少なくともSFはそれを探求する意識を私たちに植え付けました。時空連続体を変化させる方法があると仮定する概念(ワープドライブなど)は、アインシュタインの一般相対性理論も変化させます。そして、それは可能かもしれません。私たちはまだ宇宙がどのように構成されているのか、本当のところは分かっていないのですから。」
しかし、ヘンプセル氏によると、現在の宇宙旅行の方法では、光速を超える速度に到達することは不可能だという。「宇宙推進システムは1960年代以降、ほとんど進歩していません。」
「宇宙で速度を変えるには、化学エンジン、電気エンジン、重力アシスト、そして太陽帆走の4つの方法があります。これらは理論的には可能です」とヘンプセル氏は言う。
ソーラーセイルは、太陽から放出される光子の圧力を利用して推進力を生み出し、宇宙船を高速まで加速することができる。
ヘンプセル氏はワープドライブ技術について語る際、アーサー・C・クラークの第三法則に言及する。「十分に進歩した技術は魔法と区別がつかない」とクラークは言う。
「そのような技術は魔法だと言えるかもしれません。しかし、それが魔法のままでいるのか、それともいつか技術になるのかは分かりません」とヘンプセル氏は言う。
ワープドライブ魔法
ブレークスルー・スターショット
イーロン・マスク氏が自動運転車で道路の運転方法に革命を起こしたいと考えている一方で、ロシアの億万長者で起業家、物理学者のユーリ・ミルナー氏は、地球をはるかに超えた旅行を変革することに目を向けている。
両テクノロジー起業家は、運輸業界を根底から覆すための資金を武器に立ち上がった。ユーリ・ミルナーは、我々の生きている間に最も近い恒星系に宇宙船を送ることを目指すプロジェクトに、100億ドルという巨額の資金を必要としている。
「ブレイクスルー・スターショット」として知られるこのプロジェクトは、すでにスティーブン・ホーキング、マーク・ザッカーバーグ、フリーマン・ダイソンらの支援を受けている。
ブレークスルー・スターショット諮問委員会委員長でハーバード大学理学教授のアヴィ・ローブ氏は、スターショットは強力なレーザー光線によって重さ1グラムのナノクラフトを光速の5分の1の速度で推進するだろうと語る。
これはスターセーリングに似た概念を使用しますが、光子の圧力は太陽からではなく、巨大なレーザーから来ます。
「低出力のレーザービームを1本の長く強力なコヒーレントビームに統合します。1ギガワット(10億ワット)のエネルギーが数分間ナノクラフトの帆に集中し、帆を光速の5分の1まで加速します」とローブ氏はThe Register紙に語った。
彼はレーザー光子をテニスボールに例えました。テニスボールがラケットに当たると、ラケットにわずかな圧力がかかります。では、この効果をナノクラフトに多数の光子が当たる様子を想像してみてください。
「これは宇宙探査への新たな窓口となるでしょう。私たちの文明は多くの存亡の危機に直面しています。太陽は70億年後には消滅します。移転について考える必要があるのです」とローブ氏はThe Register紙に語った。
最近、4.25光年離れた地球に似た惑星の可能性があるプロキシマbが発見され、スターショットチームに明確な目標が与えられた。
親星プロキシマ・ケンタウリを周回するプロキシマbの想像図(アーティスト撮影)[写真提供:ESO/M. Kornmesser]
ローブ氏は、5年から10年以内にナノクラフトの実現可能性を実証したいと考えている。次のステップは、最終的な主要モデルを宇宙に打ち上げる前に、プロジェクトの規模を拡大することだ。
「第一段階では約1億ドル、最終段階では約100億ドルの費用がかかります。多くの富裕層がこれに興味を持つと思います」とローブ氏は言う。
最大の課題は、レーザービームから放出される高温に耐えられる材料を見つけることです。しかし、ローブ氏によると、物理学の進歩が続けば、希望が持てるというのです。
ワープ ドライブではないかもしれませんが、スターショットはそれに最も近いものかもしれません。®