Warpphysik
Allgemeines
Um in der Galaxie von einem zum anderen Planeten zu reisen müsste man wenn man nicht allzu viel Zeit verlieren will, schneller als das Licht fliegen. Alpha Centauri, der uns nächste Stern, befindet sich etwa 4,35 Lichtjahre (40.139.712.000.000 Kilometer) von uns entfernt. Selbst wenn man mit Impulsantrieb, einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit fliegen könnte, die Reise würde rund 149.000 Stunden dauern. Die Voyager zum Beispiel würde mit Impuls für ihre Reise aus dem Delta-Quadranten zur Erde mehr als 273.095 Jahre benötigen. Wenn man also vorhat, die Sterne nicht nur aus der Ferne zu beobachten, muss ein Antriebssystem her, welches das Fliegen mit Überlichtgeschwindigkeit ermöglicht.
Natürlich denkt man zuerst an Schubkraft. Man müsste einfach nur so viel Schub erzeugen, dass das Schiff schneller als das Licht fliegt. Doch wie uns Einstein mit seiner Relativitätstheorie erklärt hat, ist dies nicht möglich. Nichts kann sich schneller als Licht bewegen, dies ist eine natürliche physikalische Barriere. Aus folgenden Gründen: Bei traditionellen Antrieben wird ein Objekt beschleunigt, in dem es kleinere Objekte nach hinten ausstößt. Je mehr sich jedoch die Geschwindigkeit eines Objekt sich der des Lichts annähert, desto größer wird seine dynamische Masse.
Nehmen wir nun an, wir haben ein Objekt, dass sich bereits mit 0,5c bewegt und eine bestimmte dynamische Masse und Energie besitzt. Um das Objekt zu beschleunigen brauchen wir Energie (z.B. durch einen Rückstoss). Da sich aber bei zunehmender Geschwindigkeit aber auch seine dynamische Masse erhöht, brauchen wir immer mehr Energie, um das Objekt noch weiter zu beschleunigen. Die oben genannte Formel der dynamischen Masse sagt aber auch, dass im Falle von V->C (d.h. die Geschwindigkeit beträgt nahezu C) die dynamische Masse gegen unendlich strebt. Die benötigte Energie zur weiteren Beschleunigung wäre somit auch unendlich und C nie erreichbar.
Bei Star Trek wird deshalb meist nur ein Viertel Impuls geflogen, mehr Impuls würde zu viel Energie kosten.
Ein weiteres Problem ist die Zeitdilation (Relativistische Zeitdehnung), die besagt, dass je schneller sich ein Körper bewegt, desto langsamer wird vergeht für ihn die Zeit. Fliegen wir zum Beispiel mit einem Viertel Impuls nach Alpha Centauri, so benötigen wir für die Hin- und Zurückreise 33 Jahre. Laut irdischer Zeit waren wir aber 34 Jahre weg. Wenn wir noch schneller geflogen wären, wäre der Zeitunterschied noch größer gewesen.
Die einzige Lösung für das Umgehen der Zeitdilatation ist der Bau eines Warpantriebes. Albert Einsteins Theorie liefert nun selbst Ansätze, welche die Möglichkeit nicht ausschließen, sich schneller als das Licht zu bewegen. Die Antwort liegt im 4 dimensionalem Raum oder auch Raumzeit genannt.
Star Trek Universum
Die Lösung für dieses Problem lautet bei Star Trek Raumzeitverzerrung. (Warp heißt auf deutsch verkrümmen, verzerren.) Der wesentliche Punkt hier ist folgende Definition von Bewegung: Die Geschwindigkeit eines Objektes ergibt sich aus der Zeit, die es benötigt um von Punkt A zu Punkt B zu kommen. Die Allgemeine Relativitätstheorie erlaubt es, dass sich die Raumzeit ausdehnen kann. Sehen wir dazu unser Universum an. Es dehnt sich seit dem Urknall aus ... in alle Richtungen. Objekte auf den gegenüberliegenden Seiten des Universums bewegen sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit fort. In Bezug auf ihre lokale Umgebung scheinen sie sich jedoch kaum zu bewegen. Man könnte es sich wie ein elastisches Tuch, auf dem sich in regelmäßigen Abständen Objekte befinden, vorstellen. Das Tuch wird an den Seiten mit nahezu Lichtgeschwindigkeit (oder sogar Überlichtgeschwindigkeit) ausgedehnt. Die Objekte selber entfernen sich untereinander jedoch nur viel langsamer voneinander. Die Gesetze der Allgemeinen Relativitätstheorie werden hierbei nicht verletzt. Jedes Objekt (ob Lichtteilchen oder Materie), dass sich bewegt, bewegt sich in Bezug auf die gezerrte Raumzeit, nicht auf das gesamte System.
Es wurden verschiedene Theorien entwickelt, welche die Möglichkeit bieten sich mit Überlicht Geschwindigkeit zu bewegen. Eine Theorie besagt, man die Raumzeit vor einem Raumschiff zur Kontraktion und hinter dem Schiff wieder zur Dehnung zu bringen. Die Auswirkungen der Beschleunigung auf die Besatzung eines Raumschiffes gleich null. Eine große Frage war jedoch noch nicht geklärt: Woher nimmt man die Energie für die Krümmung der Raumzeit? Die benötigte Energie wäre so groß wie die des gesamten Universums und größer.
Doch laut Star Trek gibt es eine Möglichkeit, welche die Energiemenge zum Krümmen des Raumes drastisch reduziert. Man müsste um ein Raumschiff eine "Blase" erzeugen, welche zwar groß genug sei um das Raumschiff einzuschließen, aber nur über einer sehr geringe Oberfläche verfüge. Um eine solche "Blase" zu erzeugen wäre dieser Theorie zufolge nur ein Gramm raumkrümmendes Material erforderlich. Dieses Material muss jedoch negative Energie besitzen. In Star Trek gelang es Zephrame Cochraine im Jahre 2061 ein gleichförmiges Verzerrungsfeld aufzubauen, welches für Warp 1 genügte. Dies war der erste Warpflug der Menschen.
© copyright by Asira Janeway & Isis Aruna
Links
Verwandte Links: Klassische Physik · Relativitätstheorie · Quantenphysik · Elektromagnetische Wellen · Warpphysik
Übergeordnete Links: Politische Datenbank · Taktische Datenbank · Technische Datenbank · Medizinische Datenbank · Naturwissenschaftliche Datenbank · Astronomische Datenbank · Schiffsklassenregister · Schiffsregister · Speziesdatenbank
