Warpantrieb

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Unter Warpantrieb (englisch Warp „Verzerrung“) versteht man einen fiktiven, wegverkürzenden Raumschiffantrieb. Es handelt sich um ein literarisches Stilmittel, das vom US-amerikanischen Science-Fiction-Autor Gene Roddenberry für seine Fernsehserie Star Trek benutzt wurde, um damit in Erzählungen die Bewältigung großer Entfernungen zu anderen Sternensystemen plausibel beschreiben zu können, ohne in Konflikte mit den Gesetzen der Relativitätsphysik zu kommen. Der Begriff ist heute in der Science-Fiction allgemein bekannt, wird aber je nach Autor unterschiedlich beschrieben. Anders als im Allgemeinen angenommen, ist der Warpantrieb aber keinesfalls eine Erfindung von Gene Roddenberry; Chester S. Geier beschreibt bereits 1948 in seinem Roman The Flight of the Starlight den Warpantrieb.

Inhaltsverzeichnis 1 Notwendigkeit des Warpantriebes in der Science-Fiction 2 Wissenschaftliche Sichtweisen 3 Der Warpantrieb in Star Trek 4 Siehe auch 5 Quellen 6 Literatur 7 Weblinks

[Bearbeiten] Notwendigkeit des Warpantriebes in der Science-Fiction

Erzählungen, die auf Mischungen wissenschaftlicher und fantastischer Ideen basieren, sind darauf angewiesen, grobe Unstimmigkeiten mit wissenschaftlichen Erkenntnissen zu vermeiden. Dies ist bei Handlungen, die im Weltraum spielen, nur schwer möglich, da einerseits viele kosmologische Erscheinungen als Handlungsorte genutzt werden sollen, andererseits aber erdähnliche Verhältnisse herrschen müssen, um Handlungen und Sozialbeziehungen darstellen zu können, die der Leser aus dem Alltagsleben kennt. Die benötigten Handlungsorte in verschiedenen Planetensystemen, Nebeln, Galaxien usw. sind viele Lichtjahre von einander entfernt. Die Erzählungen wären ohne die Einführung einer Antriebsart, die Reisen über (astronomisch) große Entfernungen in kurzer Zeit ermöglicht, nicht konsistent aufzubauen.

Solche Reisen werden aber von der Relativitätstheorie ausgeschlossen, da sie voraus sagt, dass Massebewegungen nahe der Lichtgeschwindigkeit technisch nicht praktikabel sind. Reisen mit Lichtgeschwindigkeit sind völlig unmöglich. Hinzu kommt, dass bei einer Reise nahe der Lichtgeschwindigkeit eine Zeitdilatation eintritt. Ein Reisender altert langsamer als jemand, der sich nicht bewegt. (siehe auch Zwillingsparadoxon) Dies würde in fiktiven Erzählungen dazu führen, dass keine den Erdverhältnissen nachempfundenen Handlungen möglich wären. Hieraus resultiert die Einführung des Warp-Antriebes als häufiges Stilmittel in der modernen Fiktion.

[Bearbeiten] Wissenschaftliche Sichtweisen

Die Vorstellung eines Warp-Antriebs wurde von zahlreichen Wissenschaftlern für Gedankenexperimente aufgegriffen. Ein funktionsfähiger Warpantrieb kann die Entfernung nicht durch Beschleunigung überwinden, ohne der Relativitätstheorie zu widersprechen. Stattdessen soll die vom Raumschiff aus sichtbare Entfernung durch eine gezielte Krümmung der Raumzeit verringert werden.

Die älteste und bekannteste Variante, die Alcubierremetrik^[1], beschreibt das Fahrzeug quasi in einem eigenen Mini-Universum eingesperrt. In dieser Blase befände es sich in Ruhelage, so dass die Passagiere keinerlei Beschleunigungseffekte verspüren würden, oder, einer anderen Annahme zufolge, mit weiteren technischen Geräten vor der Beschleunigungswirkung geschützt werden müssten.

Außer vielen praktischen Fragen, die eine Anwendung in vorhersehbarer Zeit unwahrscheinlich erscheinen lassen, gibt es eine Reihe theoretischer Fragen, die das eigentliche Interesse der Physik darstellen:

• Aufgrund der Kausalstruktur der Raumzeit ist es zumindest bei Alcubierres Modell unmöglich, dass das Raumschiff selbst die nötige Verzerrung, durch welche Maßnahmen auch immer, erzeugt. Gibt es andere Modelle, die dieses Problem nicht zeigen oder ist es der Aufgabenstellung inhärent?
• In Alcubierres Modell wird eine große negative Energiedichte benötigt, weitere Verfeinerungen konnten den Einsatz negativer Energiedichten vermindern. Ist es möglich, ohne negative Energie auszukommen?
• Entstehen durch diese Art Antrieb „geschlossene, zeitartige Kurven“?

[Bearbeiten] Der Warpantrieb in Star Trek

Für den Warpantrieb gibt es in Star Trek eine eigene Geschwindigkeitsskala. Mit Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert entschied man sich für eine ungefähr logarithmisch ansteigende Skala von 0 bis 10, wobei 10 unendliche Geschwindigkeit bedeutete (Zusammenfluss von Raum und Zeit gemäß der Einsteinschen Relativitätstheorie). Für die Berechnung der Geschwindigkeit wurden von Physikern und Star Trek-Mitarbeitern in der Trivialliteratur diverse komplizierte Formeln ausgearbeitet. In einigen Folgen ist sogar von Geschwindigkeiten über Warp 10 die Rede...jedoch bedeutet dies bei Raumschiff Voyager wie gesagt unendliche Geschwindigkeit, bei TNG jedoch spricht man dann vom sog. Transwarp.

Um die Nutzung des Warp-Antriebs plausibel machen zu können, wurden eine spezielle Energiequelle und zusätzliche Aggregate eingeführt, deren Konstruktion erneut diverse physikalische Probleme aufwirft. Die Autoren von Star Trek entwickelten nachfolgende Ideen:

Die Unmengen an notwendiger Energie für einen Warpantrieb werden durch einen fiktiven Antimaterie-Reaktor erzeugt. Hierbei reagieren (annihilieren) die Materie-Antimaterieteilchen miteinander und es entsteht Energie die im Warpkern zu Warppartikeln umgewandelt wird. Sie werden über die Warpgondeln (oder über den Deflektor)abgegeben und es wird ein Warpfeld erzeugt (Raum-Zeit-Blase), das das Schiff teilweise in den sogenannten Subraum übergehen lässt. Solange das Warpfeld aktiv ist, bewegt sich das Schiff nun mit Warpgeschwindigkeit. Da es sich auf der Grenze zwischen dem normalen Raum und dem kompakten Subraum innerhalb seines Warpfelds in seinem eigenen lokalen „Universum“ befindet, werden die Gesetze der Physik nach dieser Theorie nicht verletzt; innerhalb seines eigenen „Universums“ bewegt sich das Schiff nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit. Da der Übergang von Unter- zu Überlichtgeschwindigkeit in weniger als der Planckzeit erfolgt, dieser Moment also physikalisch nicht messbar ist, wird in der Theorie auch die Lichtgeschwindigkeit selbst nie angenommen.

[Bearbeiten] Siehe auch

• Science-Fiction-Technologie
• Überlichtgeschwindigkeit

[Bearbeiten] Quellen

1. ↑ The warp drive: hyper-fast travel within general relativity (engl.) – Artikel von Miguel Alcubierre, 1994

[Bearbeiten] Literatur

• Stefan Thiesen: Trek Science – mit Warpgeschwindigkeit in die Zukunft?. MindQuest, Selm 2001, ISBN 3-93419-506-7
• Lawrence M. Krauss Die Physik von Star Trek. Heyne 1996, ISBN 3-45310-981-3
• Rüdiger Vaas: Tunnel durch Raum und Zeit, Franckh-Kosmos, Stuttgart 2006 (2. Aufl.), ISBN 3440093603

[Bearbeiten] Weblinks

• Warpantrieb im Star Trek-Wiki Memory Alpha  (Achtung: Inkompatible CC-Lizenz!)
• Berechnung der Warp-Geschwindigkeit (u. a. Formeln, interaktiver „Warp-Rechner“; HTML)
• Breakthrough Propulsion Physics NASA