Il viaggio verso l'universo più remoto è uno dei sogni dell'umanità contemporanea. Quasi contemporaneamente alla scoperta dell'enorme vastità dell'Universo, avvenne però anche la scoperta dell'apparentemente inevitabile limitatezza della nostra possibilità di esplorarlo. Come molti sanno infatti, la teoria della relatività sancisce che nessun corpo (e nessuna informazione!) può viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce. Anche il teletrasporto dunque sarebbe vincolato a questo limite: non sarebbe possibile teletrasportare alcunché più velocemente della luce.

La nostra distanza dagli altri oggetti dell'universo viene spesso misurata in anni luce: un anno luce è la distanza che percorre la luce in un anno; è una distanza ragguardevole, circa diecimila miliardi di kilometri, difficile anche solo da immaginare. Supponiamo di voler raggiungere una stella o un pianeta che si trovi a 10 anni luce e che fosse possibile far viaggiare una astronave a 9/10 della velocità della luce (un'impresa alquanto ardua, ma i limiti per quanto importanti, sono solo di tipo pratico e tecnologico), questa impiegherebbe circa 11 anni a raggiungere il pianeta e altrettanti a tornare indietro. In realtà di oggetti così vicini ce ne sono ben pochi, gli oggetti più interessanti possono trovarsi anche a centinaia, migliaia o milioni di anni luce.

Tuttavia, in linea teorica, è possibile in qualche modo bypassare questo limite. La teoria della relatività descrive come la materia e l'energia siano in grado di modificare la struttura dello spazio e del tempo, si dice che esse "incurvano lo spaziotempo"; grosso modo, più materia ed energia ci sono, più è grande la "curvatura dello spaziotempo" (e la forza di gravità). È proprio la possibilità di incurvare lo spaziotempo che può permettere di trasformare distanze apparentemente insuperabili in distanze percorribili in tempi ragionevoli, senza violare le leggi che non permettono di viaggiare più velocemente della luce.

Uno dei principi fondamentali su cui si basa la teoria della relatività è il principio di equivalenza. Un sistema si dice in "volo libero" se il suo moto è determinato solamente dalla forza di gravità. Il principio di equivalenza sancisce che in questa situazione, se il sistema non è troppo esteso, all'interno di esso si può trascurare di fatto la curvatura dello spaziotempo e quindi la gravità stessa! A prima vista potrebbe sembrare un paradosso, ma è una situazione che ormai siamo abituati a riconoscere. Quando osserviamo gli astronauti fluttuare all'interno delle loro navette in orbita intorno alla Terra siamo soliti affermare che essi si trovano "in assenza di gravità". In realtaà essi si trovano in volo libero: la forza di gravità agisce su di loro, è la forza che fa sì che essi ruotino intorno alla terra e non sfuggano nello spazio aperto, tuttavia, non opponendo essi alcuna resistenza alla forza di gravità e lasciando determinare il loro moto soltanto da essa, hanno la sensazione di non sentirne gli effetti. In una analoga situazione si trovano i paracadutisti nei primi secondi dopo il loro lancio, prima di aprire il paracadute, quando ancora la resistenza dovuta all'attrito con l'aria è trascurabile, e qualcosa di simile può provare chiunque per alcuni istanti all'inizio di una rapida discesa da un otto volante o tuffandosi da un trampolino. Nella nostra condizione usuale, ad esempio seduti davanti al monitor, il nostro moto non è determinato solo dalla forza di gravità, (altrimenti cadremmo!). La sedia frena il nostro moto, noi non ci troviamo in volo libero e sentiamo perciò l'effetto del nostro stesso peso.

Proprio a causa del fatto che la struttura stessa dello spaziotempo è modificata dalla materia, il concetto di velocità non è ben definibile, poiché, quando si considerano distanze, spaziali e temporali, molto grandi, la presenza di una curvatura nello spaziotempo fa sì che si debba fare particolare attenzione a come si misurano queste distanze. Queste possibili ambiguità non sono presenti all'interno dei sistemi in volo libero, oppure all'interno di sistemi in cui la struttura dello spaziotempo sia modificata molto poco rispetto a uno spazio vuoto (si dice che lo spaziotempo è quasi piatto) e quando questa modificazione sia calcolabile e calcolata con sufficiente precisione, come, ad esempio, sulla superficie della terra, o all'interno del sistema solare.

È proprio all'interno di questi sistemi che si può formulare con precisione il principio secondo cui non si può superare la velocità della luce. L'esempio dell'astronave che viaggia verso un pianeta distante 10 anni luce e impiegherebbe 11 anni assume implicitamente che fra la Terra e il suddetto pianeta lo spaziotempo non sia particolarmente incurvato, anzi che si possa assumere come sostanzialmente piatto. Questa ipotesi è senza dubbio ragionevole. Tuttavia il principio a cui si ispirerebbe una eventuale "propulsione a curvatura" (in inglese "warp drive") è proprio quello di modificare appunto la curvatura dello spazio tempo in una regione intorno all'astronave in modo da permetterle di raggiungere il pianeta viaggiando apparentemente "più veloce della luce". L'idea sarebbe quella di creare una specie di tubo, i cui bordi siano regioni di curvatura molto grande e l'interno sia invece quasi piatto. Un'astronave che si trovasse all'interno del tubo non si accorgerebbe di nulla, sarebbe appunto in volo libero, non viaggerebbe affatto "più veloce della luce" e si ritroverebbe in qualche modo catapultata a destinazione.

Ci sono naturalmente diversi ostacoli alla realizzazione di questo tipo di astronavi, sia teorici sia pratici. Innanzitutto sembra che per costruire un tale tubo sarebbe necessario, grosso modo, un tempo pari a quello che si risparmierebbe sul tempo di un viaggio con mezzi, diciamo così, convenzionali. Quindi questo tipo di propulsione non sarebbe adatta ad un uso di tipo "esplorativo" ma caso mai, una volta aperto un "canale", operazione che si dovrebbe portare a termine in tempi molto molto lunghi, sarebbe poi possibile utilizzarlo per trasporti assai rapidi. In secondo luogo, l'energia necessaria per tenere aperto questo canale, cioé l'energia necessaria per incurvare lo spaziotempo come desiderato è davvero spropositatamente grande, pari a molti ma molti miliardi di miliardi di volte l'energia contenuta in tutto il nostro sistema solare. In terzo luogo, sarebbe necessaria una forma di energia profondamente diversa da tutte le forme di energia che oggi conosciamo e anzi una tale forma di energia sembra essere proprio bandita dall'Universo, secondo le nostre attuali conoscenze, se non in piccolissime ed esotiche quantità rappresentate da minuscole fluttuazioni quantistiche.

Questo tipo di ricerche sono attivamente e seriamente condotte da alcuni ricercatori, non tanto perché questi siano protesi verso la realizzazione di un'astronave a curvatura, ma piuttosto come interessante laboratorio teorico per l'indagine della struttura stessa della teoria della relatività e delle sue estensioni, e delle possibili forme di energia presenti nel nostro universo.