相対論的な宇宙に住むのは大変です。最も近い星でさえ遠く、光の速度は絶対的です。それでは、SFフランチャイズがFTL（Faster-than-Light）をプロットデバイスとして日常的に使用しているのは不思議ではありません。ボタンを押し、ペダルを押すと、その機能は誰にも説明できないその豪華な駆動システムが時空の別の場所に私たちを送ります。
ただし、近年、科学コミュニティは、特定の概念（Alcubierre Warp Drive）が実際に実現可能である可能性があるという主張について、当然のことながら興奮し、懐疑的になっています。これは、8月19日から22日にインディアナポリスで開催された、今年の米国航空宇宙工学推進エネルギーフォーラムで行われたプレゼンテーションの主題でした。
このプレゼンテーションは、アラバマ大学ハンツビルの推進研究センター（PRC）の学部エンジニアおよび研究助手であるジョセフアグニューによって行われました。 「核の未来と画期的な推進力」というタイトルのセッションの一環として、Agnewは「ワープ理論と技術の調査による最新の技術と実現可能性の決定」というタイトルの研究結果を発表しました。
Agnewが満員の家に説明したように、ワープ推進システムの背後にある理論は比較的単純です。もともと1994年にメキシコの物理学者ミゲルアルカビエールによって提案されたFTLシステムのこの概念は、宇宙空間、時間、エネルギーがどのように相互作用するかを説明するアインシュタインフィールド方程式の非常に理論的な（しかしおそらくは有効な）解として人間によって見られています。
素人の言葉で言えば、Alcubierre Driveは波の中で時空間の構造を伸ばすことによってFTLの移動を実現し、その前のスペースを収縮させ、その後ろのスペースを拡大させます。理論的には、この波の内側にある宇宙船は、この「ワープバブル」に乗って、光速を超える速度を達成できます。これは、「Alcubierreメトリック」として知られているものです。
一般相対性理論の文脈で解釈すると、このワープバブルの内部は、その内部にあるものの慣性参照フレームを構成します。同様に、そのような泡は、以前は時空の平坦な領域に現れ、光速を超える可能性があります。船は時空を移動していないため（しかし時空自体を移動しているため）、従来の相対論的効果（時間拡張など）は適用されません。
つまり、Alcubierreメトリックは、従来の意味での相対性の法則に違反することなく、FTLの移動を可能にします。 AgnewがメールでSpace Magazineに語ったように、彼は早くからこのコンセプトに触発されて以来、それを追求してきました。
「私は数学と科学をさらに掘り下げ、その結果、サイエンスフィクションとより理論的なスケールの高度な理論に興味を持ち始めました。私はスタートレック、オリジナルシリーズ、そして次の世代の視聴を開始し、携帯電話、タブレット、およびその他の設備の発明をどのように予測または刺激したかに気づきました。私は、光子魚雷、フェイザー、ワープドライブなど、他のいくつかのテクノロジーについて考え、「スタートレックサイエンス」と「実世界科学の同等物」の両方がそれについて何を言わなければならないかを研究しようとしました。その後、Miguel Alcubierreによるオリジナルの論文を偶然見つけました。しばらくの間それを消化した後、他のキーワードや論文を追求し、理論をさらに深く学び始めました。」
概念は完全に理論的で非常に投機的であるために一般的に却下されましたが、それは近年それに新しい命が吹き込まれました。この功績は、NASAジョンソン宇宙センターの先端推進物理学研究所（別名「Eagleworks実験室」）の先端推進チームリーダーであるHarold“ Sonny” White博士に大いに貢献しています。
ホワイト博士は、2011年の100年宇宙船シンポジウムで、「ワープフィールドメカニクス101」というタイトルのプレゼンテーション（および同じ名前の研究）の題材であった、Alcubierreメトリックのいくつかの更新された計算を共有しました。ホワイト博士によると、アルカビエールの理論は確かでしたが、いくつかの真剣なテストと開発が必要でした。それ以来、彼と彼の同僚はEagleworks Labを通じてこれらのことをやっています。
同様に、Agnewは経歴の多くを経糸学の背後にある理論と力学の研究に費やしてきました。機械工学および航空宇宙工学の准教授であり、UAHの推進研究センターの教員であるジェイソンカッシブリー博士の指導の下、Agnewの研究は、反り力学研究によって提示された主要なハードルと機会に対処する研究で頂点に達しました。
Agnewが関連しているように、最大のものの1つは、「ワープドライブ」の概念が科学界でまだ真剣に受け止められていないという事実です。
“私の経験では、ワープドライブについての言及は、それが非常に理論的であり、SFから外れているため、会話に笑いをもたらす傾向があります。実際、しばしばそれは否定的な発言に出会い、完全に風変わりなものの例として使用されますが、それは理解できます。私自身のケースでは、私は最初にそれを精神的に典型的な超光速概念と同じカテゴリーにグループ化しました。明らかに、それらはすべて「光速は究極の速度」の仮定に違反しているからです。私が理論をより注意深く掘り下げるまでは、これらの問題がないことに気づきました。個人がなされてきた進歩を掘り下げたとき、私はもっと多くの興味があると思います。定量的な結果ではなく方程式を見る場合、実質的な進歩を確認するのがはるかに困難であるため、アイデアの歴史的に理論的な性質もそれ自体が抑止力になる可能性があります。“
この分野はまだ始まったばかりですが、最近、多くの進展がありました。たとえば、2016年のLIGO科学者による自然発生の重力波（GWS）の発見は、1世紀前にアインシュタインによって行われた予測を確認し、ワープドライブの基礎が自然に存在することを証明しています。 Agnewが示したように、これはおそらく最も重要な開発ですが、それだけではありません。
“過去5〜10年ほどの間に、ドライブの予想される影響を予測し、それを実現する方法を決定し、基本的な仮定と概念を強化し、そして私の個人的なお気に入りに沿って、多くの優れた進歩がありました。 、実験室で理論をテストする方法。
「私の意見では、数年前のLIGOの発見は科学において大きな飛躍でした。実験的に、時空が巨大な重力場の存在下で「ゆがみ」そして曲がることが証明されたため、これは世界中に広がっています私たちが測定できる方法で宇宙。以前は、これはアインシュタインのおかげでそうである可能性が高いという理解がありましたが、今のところ確かです。」
システムは時空の拡張と圧縮に依存しているため、この発見はこれらの影響の一部が自然に発生することを実証しました。 「効果が本物であることがわかったので、次の質問は、私の考えでは、「それをどのように研究し、研究室で自分で生成できるか」と彼は付け加えました。 「明らかに、そのようなことは時間とリソースの莫大な投資ですが、非常に有益です。」
もちろん、実験的研究が可能になる前に、ワープドライブのコンセプトは追加のサポートと多くの進歩を必要とします。これらには、理論的フレームワークの面での進歩と技術の進歩が含まれます。これらが1つの大きな課題ではなく「一口サイズ」の問題として扱われる場合、Agnew氏は次のように説明します。
「本質的に、ワープドライブに必要なのは、小さなオブジェクトや船の周りなどのローカルな方法で、時空を自由に拡大および縮小する方法です。たとえば、電磁界や質量の形の非常に高いエネルギー密度は、時空に曲率を引き起こす可能性があることは確かです。しかし、現在の問題分析では、そのためには膨大な時間がかかります。」
逆に言えば、技術分野では、機器とプロセスを可能な限り改良して、これらの高エネルギー密度をより妥当なものにする必要があります。実験室規模で効果を再現できれば、重力がどのように機能するかをより深く理解できる可能性があり、まだ発見されていない理論や抜け穴への扉を開く可能性があると思います。要約すると、最大のハードルはエネルギーであり、それに伴い技術的なハードルが発生し、より大きな電磁場、より敏感な機器などが必要になります。“
ワープバブルを作成するために必要な正と負のエネルギーの膨大な量は、Alcubierreのコンセプトに関連する最大の課題のままです。現在、科学者たちは、気泡を生成するために必要な負のエネルギー密度を維持する唯一の方法は、外来物質を介することであると信じています。科学者たちはまた、総エネルギー必要量は木星の質量に等しいと推定しています。
ただし、これは、宇宙全体と同等のエネルギー質量が必要であると主張していた以前のエネルギー推定からの大幅な低下を表しています。それにもかかわらず、木星の量の外来物質の量は依然として法外に大きい。この点で、エネルギー要件をより現実的なものに縮小するためには、依然として大きな進歩が必要です。
これを行うための予測可能な唯一の方法は、量子物理学、量子力学、メタマテリアルのさらなる進歩によるものであると、Agnewは言います。技術的な側面については、超伝導体、干渉計、および磁気発生器の作成をさらに進める必要があります。そしてもちろん、資金調達の問題もあります。これは、「そこにある」と考えられる概念に関しては常に課題です。
しかし、Agnewが述べているように、それは乗り越えられない挑戦ではありません。これまでの進展を考えると、
“理論はこれまでに追求する価値が十分あることを証明しており、正当であるという証拠を提供することは今までよりも簡単です。資源配分の正当化の観点から言えば、私たちの太陽系を超えて、さらには銀河を超えて探索する能力が人類にとって大きな飛躍となることを理解するのは難しくありません。そして、研究の限界を押し広げることによるテクノロジーの成長は確かに有益です。」
アビオニクス、核研究、宇宙探査、電気自動車、再利用可能なロケットブースターと同様に、Alcubierre Warp Driveは、上り坂で戦わなければならないこれらの概念の1つになる運命にあるようです。しかし、これらの他の歴史的なケースが何らかの兆候である場合、最終的にはノーリターンのポイントを通過し、突然完全に可能に見えるかもしれません！
そして、太陽系外惑星（天文学の別の爆発する分野）への関心が高まっていることを考えると、近くにある星にミッションを送り、居住可能な惑星を探すことを望んでいる人々が不足することはありません。そして、前述の例が確かに示すように、ボールを転がすために必要なことはすべて、良いプッシュである...
上の画像–「IXSスターシップ」。クレジットと ©：Mark Rademaker（2016）
