Sorry lieve vrienden. Gebaseerd op alles wat we nu weten, kun je nooit op een knop drukken en "hyperspace" of warp doorboren. Sneller reizen dan de lichtsnelheid is vrijwel zeker onmogelijk. Volgens wetenschappers is de enige manier om andere sterren te bezoeken, door diep en lang te slapen. Het idee van cryogene slaap, cryoslaap, is altijd een van de kenmerken geweest van 'harde' sciencefiction. In plaats van Einstein voor de gek te houden, laten films als Alien en auteurs als Alastair Reynolds zien dat mensen naar bed gaan en maanden, jaren of zelfs eeuwen later wakker worden in een ander deel van het universum.
Over het algemeen is het idee om maanden of jaren bevroren te zijn altijd met grote scepsis begroet. Net als andere manieren om metabolische functies te vertragen, zodat een persoon na duizend jaar wakker wordt en net zo fris is als toen hij naar bed ging. Dit is een zeer ernstige afwijking van wat we weten over de winterslaap van zoogdieren op aarde. Maar nadat io9-redacteur Charlie Jane Anders met een stel wetenschappers en sciencefictionschrijvers had gesproken, waaronder Reynolds zelf, was hij ervan overtuigd dat cryoslaap de enige hoop is die we hebben voor interstellaire reizen in één leven.
De droom om sneller te reizen dan het licht
Cryoson is beladen met gigantische problemen, waarvan we geen idee hebben hoe ze op te lossen, maar we weten al dat sneller reizen dan het licht volkomen onmogelijk is.
“Gebaseerd op wat we nu weten, is sneller reizen dan licht onmogelijk of vereist energie die we niet eens zullen bespreken. Het is gewoon heel erg moeilijk om de hersenen gedurende een lange periode te onderhouden”, zegt Terry Johnson, hoogleraar biologie aan de University of California, Berkeley.
"We kunnen niet eens een fysiek consistente theorie bedenken over hoe sneller-dan-licht reizen zou moeten werken, laat staan een technische implementatie ervan", zegt Carl Schroeder, auteur van Lockstep, een roman over een futuristische beschaving die cryoslaap gebruikt om te reizen. “Sneller reizen dan het licht in ons universum zoals we dat momenteel kennen is absoluut fantastisch, en helemaal geen“nog niet ontwikkelde technologie”.
Promotie video:
Zelfs een merkwaardig idee als de Alcubierre-motor, het concept van een FTL-motor dat NASA al jaren ontwikkelt, "heeft een onmogelijke substantie met negatieve massa nodig om te werken", zegt Schroeder.
Wacht … hoe zit het met wormgaten? Dit zijn tenslotte tunnels van het ene deel van de ruimte-tijd naar het andere, waardoor we ondenkbare afstanden kunnen overbruggen.
Maar wormgaten zijn misschien ook niet mogelijk, volgens Dave Goldberg, een natuurkundige aan de Drexel University. De wetten van het universum staan misschien helemaal geen wormgaten toe, althans niet in de vorm waarin we ze zouden kunnen gebruiken.
"Om bijvoorbeeld een wormgat stabiel te houden, heeft het exotische materie nodig om het open te houden", zegt Goldberg. "Maar exotische materie vereist een negatieve energiedichtheid." Wetenschappers hebben nog nooit zo 'exotische energie' in de echte wereld gezien, zegt Goldberg, 'en toch weten ze geen enkele natuurlijke manier om het te produceren.'
En zelfs als we het wormgat na ontdekking open zouden kunnen houden, is er om te beginnen geen theorie over hoe we er een kunnen maken. De essentie van wormgaten is om een gat in de ruimtetijd te creëren. Er zijn bepaalde theorieën dat de ruimte op de kleinste schaal - 1020 kleiner dan een atoomkern - natuurlijke structuren creëert, zoals wormgaten, maar we kunnen het nog niet zeker weten. Om daar achter te komen, hebben we een werkende theorie van kwantumzwaartekracht nodig, die ook niet bestaat. En zelfs als we een microscopisch wormgat openen, hebben we geen idee hoe we het moeten opblazen om in een ruimtevaartuig te passen.
Je kunt natuurlijk niet het tegendeel bewijzen - dus we kunnen niet zeker weten dat reizen door wormgaten onmogelijk is. Wetenschappers geven toe dat de wormgaten zelf misschien fysiek mogelijk zijn, maar op dit moment zijn ze praktisch onmogelijk, omdat ze enorme hoeveelheden energie en technisch vernuft vereisen. Bovendien, zelfs als je het op de een of andere manier opent, moet je een lange weg afleggen naar de ster op de bestemming om daar het tweede uiteinde op te zetten.
Dus tenzij we een magische manier bedenken om sneller dan het licht te reizen of een gigantisch wormgat bouwen, zal het heel, heel lang duren om bij andere sterrenstelsels te komen. Het zal 81.000 jaar duren om onze dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, te bereiken met behulp van de methoden die we kennen, tot op zijn best 1000 jaar. Er zijn verschillende potentieel snellere methoden, maar ze vertegenwoordigen een logistieke nachtmerrie.
De behoeften van de tardigrades
"Zelfs als reizen sneller dan het licht mogelijk is, zal er vrijwel zeker de enige manier zijn om het te doen, en die manier is misschien niet onderworpen aan menselijke technologie", zegt Schroeder. Maar in de tussentijd kunnen we een heleboel verschillende technische oplossingen voor koude slaap schetsen.
Schroeder is optimistisch dat we zullen uitzoeken hoe we moeten slapen gedurende de lange perioden die nodig zijn voor ruimtereizen, maar hij weet niet precies hoe het eruit zal zien. “Er zijn veel wegen naar een langdurige winterslaap. We weten al dat levende wezens na zeer lange tijd veilig en wel kunnen herstellen. Microscopisch kleine tardigrades kunnen bijvoorbeeld tot 30 jaar slapen en daarna zonder enige schade wakker worden.
"We hebben al verschillende modellen van winterslaap bij dieren, dus we weten dat het op zijn minst ongeveer mogelijk is", zegt Reynolds, een andere romanschrijver die hard werkt aan het concept van cryoslaap. Tegelijkertijd is hij ervan overtuigd dat “het moeilijk zal zijn om ze op mensen toe te passen. Maar in die richting wordt gewerkt”.
Reynolds merkt op dat NASA veel tijd besteedt aan het onderzoeken van de mogelijkheid om winterslaap of torpor te gebruiken. Maar op dit moment is al het onderzoek meer gericht op gedwongen slaap dan op cryoslaap in Ripley-stijl. Voor visloosheid en kanker - vissen, dus al het onderzoek op dit gebied gaat naar de spaarpot in cryoslaap.
"Ik denk dat een winterslaap mogelijk is, maar de vraag blijft of het mogelijk zou zijn onder hypotherme omstandigheden of niet", zegt Marina Blanco, een wetenschapper van de Duke University die winterslaap bij maki's bestudeert. 'Sommige maki's overwinteren zelfs bij warm weer.'
Ruimteverkenners kunnen zijn als gepensioneerde voetballers
"We werken momenteel aan het afkoelen van mensen gedurende één tot drie dagen", zegt Kelly Drew, een professor aan het Institute of Arctic Biology aan de Universiteit van Alaska in Fairbanks, die de mechanismen bestudeert die ervoor zorgen dat Arctische grondeekhoorns kunnen overwinteren. “Als we erachter komen hoe we dit moeten doen, is de volgende stap om mensen een paar dagen, misschien een maand, af te koelen. Maar honderden of duizenden jaren - we moeten hier nog aan werken."
Wat is volgens Drew de moeilijkheid? Zoek uit hoe je een menselijk lichaam kunt bevriezen en ontdooien zonder enorme schade aan te richten. "Zelfs een grondeekhoorn die afkoelt tot bijna het vriespunt blijft dat niet langer dan drie weken", zegt ze. "Zoogdierweefsel kan niet bevriezen zonder celbreuk." Kortom, wanneer zoogdiercellen bevriezen, vormen zich ijskristallen in de cellen die schade aan celmembranen veroorzaken."
En zelfs als het je lukt om de effecten van bevriezen en ontdooien te overwinnen zonder cellulaire schade - en dit is een heel grote "als" - zijn er nog andere problemen.
"Als je iemand 100.000 jaar lang laat bevriezen, zal hij ernstige schade oplopen", zegt Johnson. “Chemische processen zijn traag bij lage temperaturen, maar stoppen niet helemaal, en zullen na verloop van tijd grote schade aanrichten. Entropie op mars. " Deze mars vindt langzaam, stap voor stap, plaats bij lage temperaturen. Maar over 100.000 jaar zal deze mars ver gaan.
Een van de meest waarschijnlijke resultaten van cryogene bevriezing op de lange termijn is hersenschade, zei Johnson. "Hoogstwaarschijnlijk moeten we een uitgebreide operatie plannen om de beschadigde hersenen van de kolonisten te herstellen." Anders zullen de ruimtekolonisten problemen hebben die vergelijkbaar zijn met die van gepensioneerde voetballers, en zou de hele planeet vol kunnen zijn met mensen met een soort van "cryonische encefalopathie".
Een andere optie is om het menselijke bewustzijn sterker te maken, met kunstmatig bewustzijn, of cybernetisch, of om een andere manier te zoeken om "neurale netwerken te creëren die de onze overleven", zegt Johnson.
Schroeder biedt verschillende manieren om met cel- en hersenschade om te gaan. We zouden ruimtereizigers genetisch kunnen veranderen - bijvoorbeeld door mensen celwanden te geven zoals die in planten voorkomen. Het zou ook mogelijk zijn om suiker in de cellen te brengen als een "antivries", antivries. Of we kunnen cellen helemaal vervangen met behulp van nanotechnologie of kunstmatige organen. Of je kunt het bewustzijn van mensen downloaden en het in digitale vorm opslaan, en het bij aankomst in nieuwe lichamen uitladen.
Al met al zal het eeuwenlang in slaap krijgen van mensen veel problemen vergen, en hoe weten we nog niet. Maar dit is in ieder geval mogelijk vanuit natuurkundig oogpunt.
