Relativiteitstheorie, vraagstuk 52

Beschrijf in detail een hypothetische relativistische ruimtereis naar het sterrenstelsel Andromeda.
De mensheid heeft een ruimtereis voorbereid die alle voorgaande ruimtereizen ruimschoots gaat overtreffen. Er is een groep van vijftien mensen geselecteerd die op reis gaat naar het sterrenstelsel Andromeda, een afstand van 2.5 miljoen lichtjaren, oftewel 23.650.000.000.000.000.000 km.

Het sterrenstelsel Andromeda, of kortweg M31
Er is een ruimteschip gebouwd met twee fantastische eigenschappen:

Het ruimteschip A1 met een totale lengte van 847 meter
Wanneer je op weg gaat in een ruimteschip dat een versnelling ontwikkelt van 1 g = 9.8 m/s2, dan voelt het op reis zijn net alsof je je op het aardoppervlak bevindt. Ga je op een weegschaal staan dan geeft die keurig hetzelfde aan als voor je vertrek, toen je nog vaste grond onder je voeten had, en wanneer je naar bed gaat dan lig je net zo lekker als thuis in je eigen bed. Afgezien van het feit dat je leefruimte nu veel beperkter is merk je verder helemaal niets en gaat het leven in principe gewoon verder.

Ik ga de bemanning aan je voorstellen en laat hen daarna verslag doen van de reis.

Zanaar
Kapitein

Oeljoer
Eerste officier

Imir
Arts

Ilse
Technicus leefsystemen

Tim
Technicus aandrijfsystemen

Enka
Kok

Nadar
Psycholoog

Coral
Bioloog

Harve
Navigatie

Zeng-Xi
Astrofysicus

Nag’Dar
Shamaan

Kamoen
Wiskundige

Xa-Wong
Communicatie

Megna
Hygiëne

Igur
Computers

Vertrek

Datum: 1e jaar, dag 1
Afgelegde afstand
0 km
Snelheid
0 m/s
0% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1

Zanaar

“We zijn vandaag, op Nieuwjaarsdag, vertrokken. Precies om 00:00 hebben we de motoren gestart voor een enkele reis naar het onbekende, verder weg dan er ooit mensen geweest zijn. Het vuurwerk op Aarde was extra uitbundig ter ere van ons vertrek. De eerste weken zullen we nog kunnen communiceren met de achterblijvers op Aarde, maar dat zal snel veranderen. We hebben besloten om een kunstmatige dag in te voeren die bijna één minuut langer duurt dan een regulier etmaal op Aarde. Aan boord van het schip tikken er per dag 86459.17808 seconden weg terwijl een aards etmaal 86400 seconden kent. Op deze manier smeren we de vierjaarlijkse schrikkeldag gelijkmatig uit over alle dagen en blijft onze kalender, puur gevoelsmatig natuurlijk, synchroon lopen met die op Aarde. Voor wat betreft de datum hanteren we telkens het schip als referentiesysteem. De afstand daarentegen rekenen we om naar het referentiesysteem Aarde, omdat dat immers het referentiesysteem is waarin onze reis is begonnen en ook zal eindigen. De afstand die we in ons eigen referentiesysteem, die van het schip, afleggen heeft geen enkele praktische waarde of betekenis. En onze snelheid is uiteraard de snelheid die we hebben ten opzichte van de Aarde.”


De Maan

Datum: 1e jaar, dag 1
Afgelegde afstand
385000 km
Snelheid
86867 m/s
0.029% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.0000000420

Megna

“Na bijna 2.5 uur vliegen passeren we de Maan. Het is wonderlijk om te bedenken dat de allereerste maanvluchten meer dan drie dagen nodig hadden om deze afstand te overbruggen. Ik heb nog even gezwaaid naar mijn ouders die in een maanbasis wonen.
Ofschoon we nog maar net uit de startblokken zijn is het hogere doel van deze reis duidelijk voelbaar aan boord. Wij gaan de mensheid naar een ander sterrenstelsel brengen, een nieuwe mijlpaal in onze evolutie. Het bizarre is dat de achterblijvers nooit zullen weten hoe het ons vergaat en of wij succesvol zullen zijn met het stichten van de eerste exogalactische kolonie. Het succes van onze missie hangt af van vele factoren waarvan het functioneren van ons ruimteschip verreweg de meest bepalende is. Indien de technologie waarmee wij omgeven worden ook maar een fractie van een seconde hapert dan eindigt abrupt onze expeditie in dat ene moment. Het is dan ook niet verwonderlijk dat ieder systeem meerdere backupsystemen heeft, deze reis kent de meest optimale voorbereiding ooit.
Net zoals de anderen sta ik daar verder helemaal niet bij stil en zie ik mijzelf al wonen met mijn gezin in Andromeda. Ik zie nu al heel erg uit naar mijn nieuwe woonomgeving, ergens hier triljoenen kilometers vandaan. Uitzien naar iets totaal onbekends en onvoorstelbaars, ja, dat kan heel goed.”


Kolonisatie Mars

Datum: 1e jaar, dag 2
Afgelegde afstand
80.000.000 km
Snelheid
1.252.188 m/s
0.418% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.0000087231

Coral

(Credits: NASA voor de foto van Mars)

“We zijn nog maar anderhalve dag onderweg en we passeren Mars. Een paar honderd jaar geleden behoorden mijn voorouders tot de eerste kolonisten die zich op deze planeet hebben gevestigd. Toen was dat nog een gevaarlijke onderneming waarbij de reizigers maandenlang in gewichtsloze toestand moesten doorbrengen, dat klinkt nu absurd primitief. Ik kan me gewoon niet voorstellen dat er toen mensen waren die zichzelf zo lang vrijwillig blootstelden aan gewichtsloosheid. Botontkalking, spierverslapping, ruimteziekte, men nam het allemaal voor lief. Bescherming tegen de gevaren van het ruimtereizen bestond toen nog zo goed als niet. Er waren schuilcabines voor het geval er onderweg zonnevlammen zouden opsteken waarbij dodelijke straling vrijkomt, maar dat was eigenlijk het enige, want een botsing met wat interplanetair gruis was al fataal. Wonderwel is er in al die jaren maar een incidentele marsmissie verloren gegaan.
De kolonisatie van Mars kwam pas heel laat op gang. Nadat rond 1970 de eerste mensen op de Maan liepen lag het voor de hand dat in de jaren daarna de sprong naar Mars gewaagd zou worden, maar dat liep heel anders. De bestuurlijke systemen destijds waren nog geheel gebaseerd op angst, geld en macht, en aan het begin van de 21e eeuw gleed men langzaam de Tweede Middeleeuwen in. Doordat er toen al relatief veel mensen waren met een hoger bewustzijnsniveau duurde die gelukkig maar kort, maar het duurde daarna lang om de globale ontwrichting als gevolg van het klimaatprobleem ongedaan te maken. Het is voor historici tot op de dag van vandaag een raadsel waarom men het destijds zover heeft laten komen. Vaak wordt het vergeleken met iemand die onbekommerd een boek zit te lezen terwijl hij weet dat zijn huis in brand staat.
Na de herstelperiode, The Great Turn, begon de Tweede Renaissance en kwam de kolonisatie van het zonnestelsel op gang. Eerst kwam er een basis op de Maan, al vrij spoedig gevolgd door bases op Mars, en zoals gezegd behoorden mijn voorouders aan het einde van de 23e eeuw tot die vroege kolonisten.”


Passage Pluto

Datum: 1e jaar, dag 13
Afgelegde afstand
6.000.000.000 km
Snelheid
10.839.032 m/s
3.616% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.0006542378

Imir

(Credits: NASA voor de foto van Pluto)

“In een ver verleden had de eerste ruimtesonde er tien jaar voor nodig om Pluto te breiken, maar wij doen dat nu binnen twee weken. Ook wij voeren slechts een fly-by uit, net als toen in 2015, maar om hele andere redenen. Toen beschikte die ruimtesonde simpelweg niet over de benodigde energie om in een baan om Pluto te komen, en wij gaan niet in een baan om Pluto omdat wij een heel ander doel voor ogen hebben: Andromeda.
De komende maanden doorkruisen we de buitenste regionen van het zonnestelsel: de Kuiper-gordel en de Oort-wolk. Langzaam maar zeker neemt het gevoel van totale verlatenheid bezit van me, en dat terwijl we nog maar een minieme fractie van onze reis hebben afgelegd. Onze snelheid bedraagt inmiddels 3.6% van de lichtsnelheid.”


Eén enkele blauwe pixel

Datum: 1e jaar, dag 14
Afgelegde afstand
6.500.000.000 km
Snelheid
11.264.694 m/s
3.757% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.0007066878

Oeljoer

(Credits: NASA)

“Vandaag, een dag na de passage van Pluto, richten we voor de laatste keer onze camera op de Aarde. Eén enkele lichtblauwe pixel is er nog te zien, op de foto hiernaast zichtbaar in het midden van de blauwe cirkel, en weldra zal ze voor altijd uit ons beeld verdwijnen. Heel misschien zal één van onze nakomelingen haar ooit nog weerzien, maar die kans is zo goed als nul. Mocht ooit een nakomeling van deze bemanning vanaf Andromeda de reis terug naar de Aarde ondernemen, dan arriveert hij of zij hier weer over meer dan vijf miljoen jaar na nu! Zijn hier dan nog überhaupt mensen? Dat is niet te voorspellen en dus een grote gok, want iedere intergalactische reis is per definitie een enkele reis, zo zijn de wetten van de natuurkunde.
En wat een mooie symboliek trouwens, op de foto staat de Aarde precies in een zonlichtverstrooiing in de lens.”


Voyager 1

Datum: 1e jaar, dag 75
Afgelegde afstand
203.500.000.000 km
Snelheid
62.126.178 m/s
20.723% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.0221895703

Nadar

“Vandaag passeren we een heel oude bekende. In 1977 is het ruimtescheepje Voyager 1 gelanceerd en deze vliegt sindsdien onvermoeibaar voort naar nergens. Nu, na meerdere eeuwen, is de sonde nog maar nauwelijks uit de startblokken, naar moderne maatstaven gerekend, en is er totaal geen uitzicht op dat ze ooit ook maar ergens aan zal komen. Dat wist men destijds ook wel, maar voor alle zekerheid heeft Voyager 1 toch een boodschap aan boord voor het geval ze ergens in een verre toekomst door aliens wordt onderschept. Vandaag flitsen wij met meer dan 20% van de lichtsnelheid aan dit historische relikwie voorbij.”


De halve lichtsnelheid

Datum: 1e jaar, dag 195
Afgelegde afstand
1.419.000.000.000 km
Snelheid
149.896.229 m/s
50.000% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.1547005357

Igur

“Vandaag, na ruim een half jaar vliegen, overschrijdt onze snelheid de helft van de lichtsnelheid. Heel langzaam maar zeker worden relativistische gevolgen van deze ruimtetijdlijn die wij volgen zichtbaar. In eerste instantie valt het allemaal niet zo op, maar wanneer je wat beter oplet en gaat vergelijken wat je ziet wanneer je naar achteren en naar voren kijkt dan gaan er dingen opvallen. Als je naar voren kijkt dan is alles helderder dan wanneer je naar achteren kijkt. De kleurstelling is ook een beetje anders, want kijk je naar achteren dan zijn alle kleuren naar de rode kant van de regenboog verschoven en kijk je naar voren dan is de kleurverschuiving richting het violet.
Onze Lorentz-factor ligt inmiddels significant boven de één en zal de komende jaren tot ruim boven de miljoen stijgen. Op dat moment verstrijken er op Aarde telkens twee weken voor iedere seconde die door de klok hier aan boord weggetikt wordt. Dat weten we slechts, maar daar merken we niets van. Het is puur omdat we nu de omgeving anders gaan waarnemen dat het besef doordringt dat we in een bijzondere ruimtetijdcapsule zitten die zich heeft afgesloten van de rest van het universum. Pas over 28 jaar, wanneer we tot stilstand zijn gekomen in Andromeda, voegt onze ruimtetijdlijn zich weer bij die van het gewone heelal. Ook al bevindt dat gewone heelal zich overal om ons heen, toch zijn we er van afgesloten, we kunnen er met geen mogelijkheid contact mee maken.”


Eén lichtjaar afgelegd

Datum: 2e jaar, dag 108
Afgelegde afstand
9.461.000.000.000 km = 1 lj
Snelheid
260.959.888 m/s
87.047% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 2.0315947715

Enka

“Het is feest vandaag, want we hebben ons eerste lichtjaar afgelegd. Dit is uiteraard een welkome afwisseling van de onvermijdelijke monotonie aan boord. Ik leef mij dan ook helemaal uit met de meest heerlijke (en ongezonde) delicatessen. Iedereen gaat helemaal los en we zijn (stiekum) blij dat het schip op de automatische piloot staat ingesteld, want van Harve hoeven we vandaag niets meer te verwachten...
Onze snelheid is opgelopen tot 87% van de lichtsnelheid en de Lorentz-factor ligt nu net boven de twee. Voor iedere seconde aan boord verstrijken er nu twee seconden ‘daarbuiten’.”


Interstellair

Datum: 2e jaar, dag 282
Afgelegde afstand
20.060.000.000.000 km = 2.12 lj
Snelheid
284.652.001 m/s
94.950% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 3.1869818306

Harve

“Als je ergens een bordje ‘Einde Zonnestelsel’ zou willen plaatsen, dan zou dit wel een goede plek zijn. We zijn nu namelijk halverwege de eerstvolgende ster, Proxima Centauri, en we kunnen tevens stellen dat we nu echt de interstellaire ruimte binnenvliegen.
Op Aarde zien we de Zon als een reusachtige gele ster, maar daar is helemaal niets meer van over. Dat komt niet alleen door de afstand die toeneemt, maar door onze snelheid, nu 95% van de lichtsnelheid, wordt het Doppler-effect sterk zichtbaar omdat de frequentie van het zonlicht verschuift richting het rood en daarna naar het onzichtbare infrarood. Tevens neemt de amplitude af, en daarom is de Zon allang niet meer waarneembaar voor ons. Voor Proxima Centauri werken alle effecten precies andersom, omdat wij daar de bron, de ster, naderen. Terwijl Proxima Centauri normaliter een relatief koele rode ster is, zien wij nu door onze voorruit een extreem heldere blauwe ster die zich ook nog eens concentreert in het centrum van ons beeldveld.”


Proxima Centauri

Datum: 3e jaar, dag 108
Afgelegde afstand
40.110.000.000.000 km = 4.24 lj
Snelheid
294.556.323 m/s
98.253% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 5.3739619821

Ilse

“Vandaag passeren we Proxima Centauri, de ster die, na de Zon, het dichtst bij de Aarde staat. Of beter gezegd, we passeren drie sterren want Proxima Centauri is een systeem van drie sterren. De eerste exostellaire basis is hier gevestigd op een van de planeten in dit systeem. Aanvankelijk had men het plan om de basis geleidelijk uit te bouwen tot een heuse kolonie, maar dat plan heeft men moeten laten varen omdat de omgevingsomstandigheden dermate ongeschikt en mensvijandig zijn dat het handhaven van een kolonie niet opweegt tegen de middelen die daarvoor nodig zijn.
Er zijn alleen twee wetenschappelijke onderzoekstations, waarvan er eentje normaliter onbemand is. Op het andere station leven en werken ongeveer tachtig mensen die een soort mini-kolonie vormen. Ook al kan de mensheid nu interstellair reizen, simpel is het allerminst en dat zal het ook nooit worden. Voor de mensen in deze kolonie betekent dat concreet dat ze volledig op zichzelf zijn aangewezen en volledig in hun eigen onderhoud moeten voorzien. Ze mogen zich uiteraard voortplanten, maar ze dragen daar zelf de volledige verantwoordelijkheid voor. De meeste mensen moeten er niet aan denken om hun dagen te slijten in dit godverlaten oord, maar het slag mensen dat hier woont smult ervan en zou niet anders willen. Een overzichtelijke hoeveelheid mensen heeft hier een kleinschalige samenleving ingericht met hoogstaande ethiek en een bewonderenswaardig doorzettingsvermogen. Tweemaal per eeuw arriveert er een schip vanaf de Aarde met nieuwe bewoners en eventueel wat apparatuur en grondstoffen. Retourvluchten zijn er niet. In de volksmond heeft men het vaak neerbuigend over ‘de kluizenaars’, maar ik zie veeleer een soort verheven tempelorde.
Heel graag zou ik dan ook kennis willen maken met deze mensen en hen in de ogen willen kijken, maar dat is onmogelijk. Met meer dan 98% van de lichtsnelheid racen wij aan hen voorbij.”


Achterblijversdag

Datum: 4e jaar, dag 301
Afgelegde afstand
227.500.000.000.000 km = 24.05 lj
Snelheid
299.567.344 m/s
99.925% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 25.80926

Nag’Dar

“Vandaag is het Achterblijversdag. Indien we nu zouden beginnen met afremmen, en wanneer we tot stilstand zijn gekomen direct aan de terugreis richting de Aarde beginnen, dan is er op Aarde precies honderd jaar verstreken wanneer we daar aankomen. Alle mensen die we liefhebben, alle mensen die we ooit gekend hebben, ze zijn dan allemaal dood. Op Achterblijversdag gedenken we symbolisch dat we al die mensen, van wie we nog geen vier jaar geleden afscheid hebben genomen, nooit meer in de ogen kunnen kijken. De natuurkundewetten van het universum staan onherroepelijk tussen hen en ons in.
Dat wisten we natuurlijk al bij vertrek, maar toch is het nodig om op een dag als vandaag daar nadrukkelijk bij stil te staan en je tot in je tenen te realiseren dat ‘de mensheid’ voor ieder van ons enkel en alleen nog maar bestaat uit deze groep mensen hier op dit schip in dit surrealistische referentiesysteem. De komende decennia zullen wij nog vertoeven in deze vreemde ruimtetijdbubbel, maar op een dag zullen wij ons weer verbinden met het referentiesysteem van de Aarde. Dat gebeurt echter triljoenen kilometers van de Aarde verwijderd in een hele verre toekomst.
Zonder dat ze het van elkaar wisten hadden Megna en Igur allebei deze dag uitgekozen om de bemanning mede te delen dat ze zwanger zijn. Ze hadden het niet beter kunnen timen, want dit nieuws is natuurlijk een enorme morele opsteker. Tegen de tijd dat we in Andromeda arriveren is voor alle vrouwen aan boord de biologische klok te ver doorgetikt en daarom is het noodzakelijk dat de voortplanting al tijdens de reis begint. We hebben ingevroren sperma aan boord van duizend verschillende mannen, en beide vrouwen hebben zich laten bevruchten met zaad uit deze spermabank.”


De eerste geboorte

Datum: 5e jaar, dag 148
Afgelegde afstand
422.100.000.000.000 km = 44.62 lj
Snelheid
299.724.679 m/s
99.977% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 47.02954

Coral

“Vannacht is Megna bevallen van een gezonde baby: Astroïne, kind van de sterren. Moeder en dochter maken het gelukkig goed. Dat is uiteraard reden tot vreugde, niet alleen om het op zich al heuglijke feit dat er nieuw leven is gearriveerd, maar ook om de meer egoïstische reden dat ons voortbestaan afhankelijk is van de vrouwen aan boord van dit schip. De bemanning van dit schip is geselecteerd en samengesteld op basis van een ingewikkelde mix van prioriteiten en noodzaken. Eén van die noodzaken is dat de vrouwen bereid zijn om zwanger te worden en kinderen te baren. Sterker nog, dat ze dat ook graag willen! Want de zeven vrouwelijke bemanningsleden Ilse, Enka, Nadar, Zeng-Xi, Nag’Dar, Megna en Igur worden de oermoeders van de mensen in het Andromeda-stelsel. Die taak hebben ze heel bewust op zich genomen.
Reeds in het jaar 1977 lukte de eerste zogenaamde reageerbuisbevruchting, en in het begin van de 22e eeuw slaagde men er in om de eerste volledig buitenmenselijke zwangerschap tot stand te brengen. De gevolgen waren rampzalig. Fysiek verkreeg men weliswaar uitstekende en gezonde mensen, maar hun belevingswereld, hun gevoelswereld, hun empathie en hun geweten waren volledig inhumaan. Het allerergste was: ze waren onbekend met het concept liefde en handelden dienovereenkomstig. In 2148 werden wereldwijd De Ethische Wetten van kracht. Deze regelden niet alleen, eindelijk, de rechten van dieren, maar verboden vanaf dat moment ook buitenmenselijke bevruchtingen en zwangerschappen. Het was een grote stap voorwaarts in de ontwikkeling van Homo Sapiens. Weliswaar hebben we wel een spermabank aan boord, maar gelukkig geen mensenbroedmachines.”


De kosmische achtergrondstraling

Datum: 8e jaar, dag 9
Afgelegde afstand
6.411.000.000.000.000 km = 677.59 lj
Snelheid
299.792.152 m/s
99.99990% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 700.00001

Zeng-Xi

“Bijna veertien miljard jaar geleden vond de oerknal plaats en is het universum ontstaan. Een indirect gevolg daarvan is dat het hele universum tot op de dag van vandaag doordrenkt is met een laagenergetische straling: de kosmische achtergrondstraling, een overblijfsel van de oerknal.
Normaliter merkt niemand daar iets van en is die straling zelfs moeilijk te meten, maar door het Doppler-effect, én het feit dat onze Lorentz-factor inmiddels rond de 700 ligt, manifesteert die straling zich langzaam maar zeker als zichtbaar licht. Indien het universum verder leeg zou zijn, dus zonder sterren, dan zou nu een rood vlekje zichtbaar worden aan de voorkant van het schip dat vervolgens vanuit het midden alle kleuren van de regenboog gaat doorlopen. Zomaar een bijzondere overpeinzing tijdens deze bijzondere reis.”


De lichtsnelheid − 1

Datum: 10e jaar, dag 291
Afgelegde afstand
112.300.000.000.000.000 km = 11867 lj
Snelheid
299.792.457 m/s
99.9999996664% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 12243.21118

Kamoen

“Na vandaag ligt onze snelheid nog maar minder dan één meter per seconde onder die van de lichtsnelheid. Betekent dat dat ik nu even een sprintje kan trekken en een lichtstraal in kan halen? Nee, ook voor ons blijft de lichtsnelheid diezelfde onbereikbare waarde houden van 299.792.458 meter per seconde. We hebben een apparaat aan boord dat de lichtsnelheid meet en deze bevestigt iedere dag weer dit wonderlijke fenomeen: de lichtsnelheid, in vacuüm, heeft altijd en overal voor iedereen exact dezelfde waarde.
Het werd de hoeksteen van de relativiteitstheorie waarmee Einstein in 1905 de deur opende naar een totaal nieuw besef van ruimte en tijd. Ruimte en tijd zijn geen starre waarnemers aan de zijlijn van ons bestaan, maar actieve variabelen in een dynamisch universum. Hoewel er inmiddels al eeuwen zijn verstreken sinds Einstein worstelen de huidige wetenschappers nog steeds met dezelfde essentiële vragen die Einstein ook had, de meest prominente daarvan is: wat is licht nou precies?
Het schip gaat nog bijna vijf jaar door met versnellen, maar toch gaan we die ene meter per seconde niet overbruggen.”


Intergalactisch

Datum: 11e jaar, dag 189
Afgelegde afstand
236.500.000.000.000.000 km = 25000 lj
Snelheid
299792457.774 m/s
99.9999999246% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 25756.06073

Zeng-Xi

“We verlaten de Melkweg. Dat zie ik niet door naar buiten te kijken, maar het beeldscherm in mijn leefvertrek geeft dat aan. En uiteraard gebeurt dat niet precies vandaag, want er is geen nauwkeurig afgebakende grens van de Melkweg, maar zo rond deze tijd gaan wij de intergalactische ruimte in. Het heelal is sowieso onvoorstelbaar leeg, maar in de intergalactische ruimte moet je zeker goed zoeken om überhaupt nog een molecuul te vinden, laat staan iets groters. Hier in mijn leefruimte, en ook in de jouwe, bevinden zich ongeveer 30.000.000.000.000.000.000.000.000 moleculen per m3, maar buiten het schip is dat er nog maar eentje per m3.
Het kan niet anders of wij zijn onderweg enkele kolonies gepasseerd. Echter, niemand weet waar. De kolonisten die daar wonen hebben dezelfde soort reis gemaakt als die wij nu maken, namelijk eentje zonder retourvlucht. En mochten ze beschikken over een ongelooflijk krachtige zender waarmee ze een signaal naar de Aarde hebben gezonden om te laten weten waar ze zijn dan is dat signaal nog steeds onderweg. Waar ze zich ook bevinden, ze zijn hoe dan ook duizenden lichtjaren van de Aarde verwijderd en ieder teken van leven heeft daarom duizenden jaren nodig om de Aarde te bereiken.
Straks, in Andromeda, zijn wij miljoenen lichtjaren van de Aarde verwijderd en stel dat wij een bericht naar de Aarde sturen dan doet dat bericht er miljoenen jaren over om te arriveren. Niemand zal ooit weten hoe het ons vergaat en of er daadwerkelijk mensen wonen in het sterrenstelsel Andromeda. Wij zijn de enigen die weet hebben van ons bestaan en dat zal altijd zo blijven.”


Omkering van het schip

Datum: 15e jaar, dag 114
Afgelegde afstand
11.830.000.000.000.000.000 km = 1.250.000 lj
Snelheid
299792457.99991 m/s
99.9999999999699% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1.289.672

Tim

“Vandaag is de spannendste dag van de hele reis, want vandaag gaan we het schip keren. Na de omkering wordt de voorkant achterkant en vice versa. Op die manier veranderen we de aandrijving van het schip in een remsysteem, doordat de motoren vanaf dat moment in tegenovergestelde richting werken en onze snelheid langzaam terugbrengen naar nul. We hebben de langste remweg uit de geschiedenis van de mensheid voor ons, want we gaan meer dan tien triljoen kilometer remmen!
Deze operatie klinkt heel simpel, maar is dat allerminst. De schilden waarmee dit schip is uitgerust garanderen ons overleven, en tijdens het omkeren dient de schildconfiguratie dan ook perfect mee te bewegen. Onze Lorentz-factor ligt nu ruim boven de miljoen, we vliegen nu op onze topsnelheid, en indien er ook maar een klein aantal intergalactische moleculen kans ziet door onze schilden heen te dringen dan eindigt onze reis vandaag en zijn we allemaal dood voordat we er erg in hebben wat er gebeurt.
Tijdens de manoeuvre zijn alle bemanningsleden superalert en op hun post, terwijl dat eigenlijk helemaal niet nodig is. De hele operatie wordt door de computer gestuurd en wij kunnen slechts toekijken. En zoals ik al zei, gaat er iets mis dan zijn we dood voordat we doorhebben dat er iets mis gaat. Eigenlijk kunnen we net zo goed naar bed gaan. De hele operatie neemt ruim tien uur in beslag. Het schip is bijna 850 meter lang en met enkele centimeters per seconde maakt de neus van het schip de draai naar achteren terwijl de achtersteven de omgekeerde beweging maakt. Alle computers en backupsystemen zijn hierbij betrokken, niets wordt aan het toeval overgelaten. Aan het begin van de avond is de omkering voltooid en is iedereen zichtbaar opgelucht.
De komende dagen hebben we onze handen nog vol aan inspecties, positiebepalingen en koerscorrecties. Andromeda, we komen eraan!”


Zwartheid en de witte stip

Datum: 16e jaar, dag 115
Afgelegde afstand
19.440.000.000.000.000.000 km = 2.055.261 lj
Snelheid
299792457.99929 m/s
99.9999999997625% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 458783.39899

Nadar

“Al jaren ligt onze snelheid slechts fractioneel onder de lichtsnelheid. Daar merken we op zich niets van totdat je naar buiten kijkt. Recht vooruit is continu een enkele heldere witte stip zichtbaar, eigenlijk wat wit-blauwachtig, en verder is alles zwart. En met zwart bedoel ik ook echt volledig perfect zwart. Er zijn geen sterren te zien of andere hemelverschijnselen, er is alleen maar een deprimerende zwartheid.
Alles wat zich om ons heen bevindt is visueel samengeperst in de witte stip. Niet alleen datgene dat zich voor ons bevindt, of naast ons bevindt, maar ook alles wat zich achter ons bevindt zien we voor ons in de richting waarin we vliegen, daar in die witte stip.
Meerdere hogeresolutiecamera’s zijn continu op de witte stip gericht en de computer rekent vervolgens de details van die witte stip om naar een normaal beeld en projecteert dat in de panoramahal. Dát is wat we zouden zien indien onze snelheid nul is, maar onze snelheid is niet nul. Vandaag zit onze snelheid minder dan een millimeter per seconde onder de lichtsnelheid. Of anders gezegd: onze actuele snelheid bedraagt 99.9999999998% van de lichtsnelheid, terwijl we al een jaar aan het remmen zijn!
De computers aan boord vertellen mij waar we zijn, wat onze voortgang is, hoe het er buiten uitziet en nog veel meer. Daar ben ik heel blij om, want dat is mijn enige houvast in deze ruimtetijdquarantaine. Een ander houvast is er niet, want wanneer ik uit het raam kijk zie ik alleen maar de meest intense zwartheid. En één enkele witte stip.”


Binnenkomst Andromeda

Datum: 17e jaar, dag 199
Afgelegde afstand
22.470.000.000.000.000.000 km = 2.375.000 lj
Snelheid
299792457.991 m/s
99.9999999970% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 128950.61063

Xa-Wong

“We suizen Andromeda binnen. Indien we zouden ‘stilhangen’ in de ruimte dan zouden we Andromeda nu zien zoals op het plaatje hiernaast, maar dit is slechts zoals de computer het ons vertoont. Wanneer wij naar buiten kijken is alles zwart en recht voor ons is alleen een heldere witte stip zichtbaar, dat is al jaren zo.
Over het intergalactische deel van onze reis hebben we dus maar zes jaar gedaan, dat is ongeveer 20% van de reistijd, terwijl dat 94% van de afstand is. Sinds de omkering van het ruimteschip zijn we al ruim twee jaar aan het remmen en dat heeft onze snelheid met minder dan één centimeter per seconde gereduceerd! Toch staan we over twaalf jaar stil en de gedachte zou nu kunnen opkomen dat we ons doel ver voorbij gaan schieten, maar niets is minder waar. Over twaalf jaar staan we stil, middenin Andromeda.”


Ziekte

Datum: 18e jaar, dag 79
Afgelegde afstand
23.060.000.000.000.000.000 km = 2.437.441 lj
Snelheid
299792457.964 m/s
99.9999999880% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 64536.99612

Imir

“Ik maak me ernstig zorgen over Oeljoer. Al maanden is hij ziek en de ontstekingen verspreiden zich langzaam maar zeker in zijn lichaam. Mijn opties raken uitgeput en ik kan alleen nog maar hopen. Al onze meest fantastische technologie, de aandrijving van dit schip, de schilden die ons beschermen en nog vele andere technische hoogstandjes blijken uiteindelijk nutteloos wanneer hogere machten andere plannen lijken te hebben met iemands leven. Of beter gezegd: andere plannen dan die mijn ego mij voorhoudt.
Oeljoer staat in verbinding met die hogere machten, dat blijkt uit alles, en deelt totaal niet de zorgen die ik heb. Ofschoon hij de patient is en ik de arts, en ik hém zou moeten geruststellen, leer ik deze dagen van hem wat overgave aan, en vertrouwen in, de Kosmos betekenen. Niet dat hij daarover preekt, of zelfs maar praat, ik zie het aan hem, ik voel het als ik hem aanraak.
Hoe het ook zij, ik blijf mijn best doen, en misschien wel tegen beter weten in, om het tij te keren.”


Oeljoer overlijdt

Datum: 18e jaar, dag 136
Afgelegde afstand
23.150.000.000.000.000.000 km = 2.446.874 lj
Snelheid
299792457.950 m/s
99.9999999834% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 54805.59166

Nag’Dar

“Vanochtend vroeg is Oeljoer overleden. Ondanks zijn ‘ongeschikte’ leeftijd bij vertrek was er bij niemand enige twijfel over dat hij mee zou gaan als lid van deze bemanning. Het gaat er niet alleen om dat er hoogbegaafde jonge mensen aan een reis als deze beginnen, maar ook mensen die zich laten leiden door hun Ziel en leven vanuit universele kosmische wetten. Zonder twijfel was Oeljoer zo’n mens.
Het is ook een vreemd idee om te bedenken dat we pas 60% van onze reistijd erop hebben zitten, maar al 98% van de reisafstand. We arriveren pas over ruim tien jaar op onze bestemming, maar we vliegen al in het Andromeda-stelsel, ergens voelt het alsof Oeljoer gestorven is in het zicht van de haven.
Vandaag hebben we een ceremonie ter nagedachtenis aan Oeljoer. Het wordt een blije bijeenkomst, want zo heeft hij het zich altijd gewenst. Zijn lichaam blijft de rest van deze reis aan boord, omdat het onmogelijk en oneerbiedig is om bij deze snelheid een soort zeemansgraf te laten plaatsvinden waarbij het lichaam simpelweg overboord wordt gezet. Eenmaal op onze bestemming zullen we een passende laatste rustplaats zoeken.
Ik ben blij voor Oeljoer dat hij zijn reis nu aan de andere zijde vervolgt en ik weet zeker dat hij op een bepaalde manier toch bij ons blijft.”


Aankomst

Datum: 29e jaar, dag 228
Afgelegde afstand
23.650.000.000.000.000.000 km = 2.500.000 lj
Snelheid
0 m/s
0% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1

Zanaar

“We zijn gearriveerd in Andromeda en onze snelheid is teruggebracht naar nul meter per seconde. Ons referentiesysteem is nu weer hetzelfde als dat van de Aarde, maar met dit grote verschil dat wij ons het ontzagwekkende aantal van 2.499.972 jaren verder op hun tijdlijn bevinden. Met andere woorden: we bevinden ons bijna twee en een half miljoen jaar in hun toekomst!
Indien wij de technische mogelijkheid zouden hebben om een boodschap naar de Aarde te sturen om onze aankomst te melden, dan verstrijken er nogmaals twee en een half miljoen jaar voordat die boodschap zijn bestemming bereikt. Wie luistert er nog vijf miljoen jaar na ons vertrek?
Stel dat er jaren na ons nog een expeditie de Aarde verlaat die ons achterna reist, dan is de kans zo goed als nul dat zij op precies dezelfde positie in Andromeda tot stilstand komen en ons kunnen ontmoeten. We zijn volledig op onszelf aangewezen en zullen nooit meer contact met andere mensen hebben.
Dat zijn de feiten die we natuurlijk vooraf al wisten. Ons schip is gearriveerd en nu moeten we zelf de veilige haven gaan bouwen. De laatste jaren van onze reis hebben we intensief gebruikt om de meest geschikte aankomstplek te vinden. Weliswaar hadden we geen invloed op onze reisafstand, maar door koerscorrecties uit te voeren konden we wel bepalen waar het schip tot stilstand zou komen. De grote uitdaging was om de plek waar we nu zijn zo dicht mogelijk bij een planeet te laten uitkomen die voor kolonisatie geschikt is, in de buurt van een stabiele gele ster, en uit de buurt van andere levensvormen. Dit laatste punt is belangrijk, omdat we uiteraard geen gedoe willen. We willen niet onbedoeld vreemd territorium schenden, we mogen geen natuurlijke ontwikkelingen beïnvloeden, en de komende eeuwen hebben we de handen wel vol aan onszelf. Kennis maken met de buren komt later wel een keer, veel later.
We hebben het schip in rotatiemodus gezet, dat wil zeggen dat we nu permanent om onze lengteas draaien om op die manier kunstmatige zwaartekracht op te wekken. De woonvertrekken bevinden zich op ongeveer vijfhonderd meter van het zwaartepunt van het schip en iedere 45 seconden roteert het schip nu eenmaal om zijn lengteas om die populaire 1 g te bewerkstelligen. De kinderen vinden het geweldig, want de vloeren en plafonds in de woonvertrekken zijn van rol gewisseld. Vooral de ouderen vinden het allemaal wat minder, want wanneer je naar buiten kijkt raak je al snel helemaal gedesoriënteerd.
De zeven oermoeders hebben tijdens de reis 22 gezonde kinderen gebaard en zowel Zeng-Xi als Igur zijn inmiddels al oma. Oeljoer is helaas niet meer onder ons en we zijn nu met 39 personen. Alle kinderen hebben verschillende biologische vaders en er zijn maar liefst veertien meisjes geboren onderweg, dus onze populatie staat stevig in de steigers.
De laatste twee jaar hebben we in totaal 167 sondes gelanceerd om onze bestemming te verkennen en alle data die sindsdien binnenstroomt wordt met veel belangstelling doorgelezen en geïnterpreteerd. Over een week hebben we een plenaire vergadering waar we het belangrijke besluit nemen op welke planeet we ons gaan richten, wat onze nieuwe wereld gaat worden. Mocht dat uiteindelijk toch geen geschikte woonplek zijn, dan is er natuurlijk altijd nog een plan B uit te werken, en een plan C, enzovoort, maar daar heeft niemand zin in. Na bijna drie decennia aan boord wil iedereen dolgraag naar buiten en vaste grond onder de voeten voelen, dat heb ik zelf ook.”


Een nieuwe wereld

Datum: 29e jaar, dag 235
Afgelegde afstand
23.650.000.000.000.000.000 km = 2.500.000 lj
Snelheid
0 m/s
0% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1

Kamoen

“De ster die nu het meest nabij is gaat onze nieuwe Zon worden en we hebben deze ster ‘Solaris’ gedoopt. Het is een heldere gele ster die nog vele miljoenen jaren stabiel zal blijven, dus daar hoeven we ons geen zorgen om te maken. Er cirkelen vijf planeten om deze ster en de planeet waarbij we nu vlak in de buurt zijn, en waarvan we aanvankelijk dachten dat het onze nieuwe thuiswereld zou worden, blijkt toch niet de beste papieren te hebben. De planeet kent veel vulkanisme, en wat veel erger is, bij nader onderzoek blijken er grote hoeveelheden radioactieve elementen voor te komen.
Gelukkig blijkt een van de vier andere planeten wel geschikt te zijn. We kunnen er niet gelijk zonder jas buiten lopen, dat zou wel extreem toevallig zijn, maar de zwaartekracht is okee, de temperatuur is okee, geostabiliteit is okee, radioactiviteit is okee, atmosferische druk is okee, lichtinval is okee, seizoensvariatie is okee, baanvorm en -stabiliteit zijn okee, en de atmosfeer kent hele goede perspectieven. Er zijn geen zwarte gaten ‘in de buurt’ en binnen een afstand van honderd lichtjaren kunnen we ook geen buitenaards leven ontdekken.
Enerzijds gaan we proberen de atmosfeer ‘aards’ te maken, anderzijds gaan we vooral gebruik maken van bio-adaptatie. Leven is buitengewoon adaptief en langzaamaan zullen we de lucht die we nu inademen, volgens aards recept, gaan mengen met de atmosfeer van deze planeet. Naar verwachting gaan onze lichamen zich in de loop van eeuwen aanpassen en kunnen we binnen duizend jaar probleemloos buiten lopen. De planeet hebben we ook al een naam gegeven: Nova, het Latijnse woord voor nieuw. Coral heeft onze groep mensen, deze 39 personen, al gerangschikt als nieuwe evolutionaire soort: Homo Atmosfericum Nova. Hij wil graag van de duiding ‘Sapiens’ af, omdat dat ‘wijs’ betekent en daar hebben de mensen in de millennia die achter ons liggen nog maar bitter weinig van laten zien. Feitelijk is Homo Sapiens een contradictio in terminis, en dat kan ik alleen maar beamen. Wellicht zullen in een verre toekomst onze nazaten zich oprecht Homo Sapiens mogen noemen.
Vandaag starten we onze motoren weer om de ruim honderd miljoen kilometer naar Nova te overbruggen.”


Van boord

Datum: 29e jaar, dag 239
Afgelegde afstand
23.650.000.000.000.000.000 km = 2.500.000 lj
Snelheid
0 m/s
0% van de lichtsnelheid
Lorentz-factor 1

Ilse

“We bevinden ons in een omloopbaan om Nova. Ik heb het voorrecht om als eerste voet op deze planeet te mogen zetten, daarna volgen symbolisch mijn drie kinderen waarvan de oudste in verwachting is van mijn eerste kleinkind.
Bij een magische solarisopkomst stappen we uit de shuttle die ons vanaf ons moederschip naar de oppervlakte heeft gebracht. Er vinden geen rare rituelen plaats zoals vlaggen planten en dat soort dingen, maar we keren naar binnen en laten de stilte het woord doen. De Kosmos bracht ons naar hier, en laten we nu tonen dat we het waard zijn om hier te mogen zijn.”


Lees ook: Voor de wiskundige onderbouwing van dit verhaal: