Az első és a legnagyobb akadály a hatalmas távolságok leküzdése. Elsőre nem tűnne nagy problémának (egy kellően gyors hajóra van "csak" szükség), ha nem volna fizikai korlátja az univerzumunkban elérhető legnagyobb sebességnek. De miért is van ez így?

Jelenlegi ismereteink szerint az univerzum határtalan, téridőnk négydimenziós (a tér x,y,z koordinátája és az idő, mivel egy test helyzetét ez a négy adat határozza meg). A teret anyag tölti ki, amely részecskékből áll. Ezek között négy kölcsönhatást ismerünk: erős (az atommag részecskéi között fennálló vonzás), gyenge kölcsönhatás, az elektromágnesesség és a gravitáció. Az egyesítési elméletek szerint ugyan csak három, mert az elektromágnesesség és a gyenge kölcsönhatás egyazon hatás két megjelenési formája, így e kettő összevonva az elektrogyenge kölcsönhatást adja.

Számos törvény, szabály létezik amely leírja a részecskék viselkedését. Közülük számunkra talán a legjelentősebb az Albert Einstein nevéhez fűződő relativitáselmélet. A speciális relativitáselmélet többek között kimondja, hogy nyugalmi tömeggel rendelkező test a fénysebességet nem érheti el, mert gyorsításához szükséges energia a tömeggel arányosan, a tömeg pedig a sebességgel arányosan növekszik. (E=m*c^2, ugye ismerős?)

Paff... Ezzel máris eljutottunk a korlátokhoz! Vagyis ha adott egy űrhajó (amely áltálaban nyugalmi tömeggel rendelkezik, tehát nem gyorsítható fénysebességre), valamit ki kell találnunk arra, hogyan tehetünk meg vele nagyobb távolságokat. Az eredmény sajnos a közeljövőben nem kivitelezhető, ám ez ne zavarjon bennünket a próbálkozásban!

A Star Trek sorozat készítői felhasználták tudományunk jelenlegi eredményeit, hogy megalkossák azt a technikát, amelynek felhasználásával a filmsorozat hajóit el lehet juttatni nagyobb távolságokra anélkül, hogy az a fizika alaptételet megsértse.

A probléma többféle úton megoldható (hangsúlyozom a jövőben): féreglyukak, a hipertér vagy esetleg más, itt nem említett módszer felhasználásával.

Mielőtt folytatnánk, nem árt, ha némi fogalmunk van arról, mi is a gravitáció (szükségünk lesz rá). Tömeggel rendelkező testek a tömegükkel egyenes arányban hajlítják meg maguk körül a teret. Ezt kísérleti bizonyítékok támasztják alá. A gravitáció a térgörbület hatása, amit a legszemléletesebben a következőképp mutathatunk be: Feszítsünk ki egy gumilepedőt képzeletben. A lepedő közepére helyezzünk egy golyót. Látható, hogy a lepedő benyomódik -- vagyis a test meggörbíti maga körül a teret. Helyezzünk most egy másik testet a már letett közelébe. Észre fogjuk venni, hogy ha a benyomódott részre kerül a test, akkor a mindkettő a másik felé irányuló mozgást végez -- tehát "vonzó" hatást gyakorolnak egymásra. Vagyis a gravitációs vonzás nem a testek tulajdonsága, hanem az általuk létrehozott térgörbület hatása. Persze a modell életszerűségéhez el kell képzelni (ami eléggé nehéz), hogy a lepedő felszíne három dimenziós.

Itt és most jön, amit eddig halasztottunk; a hipertér illetve a féreglyuk jelentése.

Mit takarnak ezek a fogalmak? Lássuk csak: a féreglyuk egy olyan jelenség a téridőben, ahol a fizikánk számára még nem teljesen megmagyarázható körülmények miatt (pl. extrém nagy térgörbület, melynek oka fekete lyuk vagy más ismeretlen jelenség) megsérül a téridő szerkezete. Ez szinte folyosót nyit az univerzum adott és egy távoli pontja között. Egyes kutatók véleménye szerint a jövőben esetleg megoldható lesz, a féreglyukak előállítása laboratóriumi körülmények között. E kijelentést azzal a jelenleg még nem általánosan elfogadott elmélettel támasztják alá, mely szerint a téridő kvantumszinten folyamatosan fluktuál, féreglyukak keletkeznek és tűnnek el. Az elmélet elég tág teret enged a feltételezéseknek, így már az előbbi kijelentésnek is, mely szerint a kvantumszintű változásokat felnagyítva makroszkopikus méretű féreglyukak is létrehozhatók.

Mi a helyzet a hipertérrel? Jelenlegi elméletek szerint "olyan univerzum, melyben a téridő szerkezete más, mint a miénkben". Vagy mégsem? Az előző definíciót sci-fi írók fantáziája szülte. Ha fizika alapokon szeretnénk maradni, akkor így fogalmaznék: Egyes elméletek szerint a téridő szerkezete csak az általunk ismert formában stabil. Ez azt jelenti, hogy bármely a miénktől eltérő téridő-szerkezet csak addig létezik, amíg külső hatás(ok) fenntartják. Erre építették a Trek-ben használt warp hajtómű működésének elvét. De lépjünk tovább...

A hipertér lehetővé teheti, hogy nagyobb távolságokat tegyünk meg rövidebb idő alatt. Legegyszerűbben úgy képzelhető el, hogy kezünkbe veszünk egy papírlapot (Attól az apróságtól, hogy a tér három dimenziós, az egyszerűség kedvéért tekintsünk el.) A sík papírlap jelképezi a homogén, Euklidési teret. Jelöljünk ki a papír két egymással szemközti szélén egy-egy pontot. Most hajlítsuk meg a lapot a pontokat összekötő képzeletbeli szakasszal párhuzamosan. Ha síkban szemléljük a lapot, a pontok még mindig ugyanakkora távolságban vannak egymástól, mint a hajlítást megelőzően. (A hajlított lap itt modellje a görbült térnek.) Viszont, ha térben, egy képzeletbeli vonallal összekötjük a két pontot, a kapott távolság kisebb lesz, mint a síkban mért. Ha ezt a módszert gondolatban kiterjesztjük három dimenzióra (bár elképzelni elég nehéz), a két térbeli pont közötti rövidebb út a hipertéren keresztül vezet, ami - mint látható - nem valószínű, hogy szintén három térdimenzióval rendelkezne, sokkal inkább négy vagy több térdimenziójú lehet. A papírlaphoz hasonlóan a háromdimenziós tér valamilyen formában meghajlik a negyedik térdimenzióban (a példa megalapozottsága vitatható).

Eddigi fejtegetéseinkben az egyszerűség kedvéért egy nagyon jelentős tényezőről megfeledkeztünk. Ez az idő. Mivel a tér és az idő nem választható külön egymástól, ezért bármely jelenség, amely a tér szerkezetére hatást gyakorol, egyszersmind az időtényező változásával is jár. Nézzük csak, milyen következményekkel járhat ez. Elképzelhető, hogy a téridő szerkezete annyira torzul egy extrém nagy tömegű test közelében, hogy az idő általunk normálisnak tűnő folyása módosul; felgyorsul vagy épp ellenkezőleg, lelassul (ha kicsit fantáziánkra bízzuk magunkat, elképzelhetjük, hogy visszafordul vagy teljesen megáll...) Ezen jelenségek tudományos alapja persze ma még erősen vitatható, nem is részletezném tovább, mindenesetre a sorozatok egyes részeiben találkozhatunk ennek alkalmazásával.

Mennyi valóságalapja van ennek az egésznek? Miért mondják olyan sokan, hogy nem lehetséges? A tudomány fejlődése során rengeteg elmélet született, melyek a "dolgok" működésére vonatkozóan tételeztek fel valamit. Ezek közül persze számtalanról bebizonyosodott, hogy részben vagy egészen téves. Közülük több azonban a tudomány mai állása szerint használható. A "használható" elméletek száma persze nagymértékben függ attól, hogy kitől kérdezzük... A tudomány (sőt az emberiség) történelmében mindig is voltak és lesznek olyan személyiségek, akik az elfogadható (sőt, hasznos) konzervativizmusnál keményebben bírálták a haladóbb szellemű elméletek kidolgozóit. Ez a tény jelentősen meghatározza tudományunk fejlődését.

Végül zárszó helyett: Ne feledjük: a fentiek tetszetős elméletek (csakis gondolatban, egy részüket semmiféle tudományos kutatás nem támasztja alá), de az univerzum szerkezetéről vajmi keveset tudunk... illetve amit tudunk, valószínűleg eléggé hiányos ahhoz, hogy képet alkothassunk róla. De persze nem fizikakönyvet írunk, így az alkotó fantázia megengedett, ahogy a Trek vilagában is.