Das Universum ist bekanntlich groß. Verdammt groß. Und dank Einsteins Relativitätstheorie ist die absolute Geschwindigkeitsobergrenze die Lichtgeschwindigkeit. Und die ist, wenn man mal ehrlich ist, ziemlich lahm – über vier Jahre bis zum nächsten Stern. Wie soll man denn da Außerirdischen begegnen? Die Galaxis erobern? Mal eben schnell nach M87 düsen?
Science-Fiction-Autoren stehen meist vor dem Problem, dass sie überlichtschnelle Raumschiffe brauchen. Sie könnten natürlich einfach ein paar kryptisch klingende Vokabeln erfinden (“der Freistätter-Carone-Drive beruht auf dem quantenrelativistischen Rings-Arbia-Effekt”) und sich ansonsten auf die Handlung konzentrieren1, aber viele SF-Autoren mögen es lieber, wenn die Überlichtantriebe zumindest halbwegs plausibel aussehen – immerhin heißt es ja science fiction.
1Alan Dean Foster fällt wohl in diese Kategorie, sein KK-Drive projiziert ein Schwarzes Loch vor das Schiff, das das Schiff anzieht, aber weil es ja immer vor dem Schiff ist… Nun ja, erinnert an das Perpetumobil von Jim Knopf, gibt aber physikalisch wenig her – Newton rotiert im Grab. Alan Dean Foster liest man halt aus anderen Gründen (davon gibt’s genug).
Wer – wie ich – gern science fiction liest oder guckt, der kennt einen ganzen Haufen unterschiedlicher Antriebe: Warpantrieb, Hyperdrive, Linearantrieb, Metagrav, Slipstream und und und. Heute mache ich mir mal den Spaß, ein bisschen System in die Sache zu bringen – welche Konzepte gibt es überhaupt? Wie unterscheiden sie sich? Wie kann man sie klassifizieren?
Welche Möglichkeiten bietet denn die Physik überhaupt für Überlichtantriebe?
Innerhalb der speziellen Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit ja die absolute Obergrenze, mehr geht nicht. Die allgemeine Relativitätstheorie lässt allerdings ein paar Auswege. Beispielsweise wurde in den Neunziger Jahren der Alcubierre-Drive “erfunden” (soll heißen, das theoretische Konzept wurde entwickelt). Damit könnte man ein Raumschiff mit einer extrem verzerrten Raumzeitblase umschließen, die etwa so aussieht:
By AllenMcC. – Own work, CC BY-SA 3.0, Link
Im inneren Bereich ist unser Raumschiff, die extreme Verzerrung katapultiert es mit Überlichtgeschwindigkeit durchs All. Lokal wird dabei die Lichtgeschwindigkeit nie überschritten, aber durch die extreme Verzerrung ist man effektiv schneller als das Licht. Wer die Mathematik sehen will, kann den Wikipedia-Link oben anklicken.
Nett ist, dass dieses Konzept erst in den Neunzigern theoretisch entdeckt wurde, während es in der Science Fiction schon lange (beispielsweise beim Warpantrieb) verwendet wurde. Falls jetzt jemand überlegt, warum die NASA nicht schon längst so einen Alcubierre-Drive baut: Nun, dafür braucht man exotische Materie, die die Raumzeit anders verzerrt als normale Materie das tut. Die gibt es im Moment auch nur in der Theorie.
Die erste Möglichkeit sind also Warpantriebe, die die Raumzeit um das Schiff verzerren. Bei Star Trek spielt allerdings gleichzeitig der Subraum, eine Art Hyperraum, eine wichtige Rolle für den Überlichtantrieb. Ich diskutiere das weiter unten nochmal im Detail.
Einen etwas anderen Trick, der auch mit einer Verzerrung der Raumzeit zu tun hat, verwendet die Superintelligenz ES, um mit unserem Mann im All, Perry Rhodan, die Barkoniden zu besuchen: Als Superintelligenz hat ES na klar auch ne Zeitmaschine in der Garage stehen. Also katapultiert ES Perry kurzerhand 200000Jahre in die Vergangenheit und fliegt dann mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach Barkon – hier greift dann die Relativitätstheorie wieder und dank Zeitdilatation vergehen für Perry nur ein paar Stunden (oder waren es Tage – lange her, dass ich das gelesen habe?).
Die Raumzeit verzerren kann man auch auf ganz andere Weise, nämlich indem man die Topologie der Raumzeit ändert. Das sind die sogenannten Wurmlöcher. Die sehen etwa so aus:
Von Panzi – English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, Link
Das Blaue ist unsere normale Raumzeit. Um von oben nach untenzu kommen, müsste man eigentlich den roten Weg fliegen, der ziemlich weit ist; stattdessen nimmt man eine “Abkürzung” durch das eingezeichnete Wurmloch. Im Bild wichtig zu beachten ist, dass man der Anschaulichkeit halber die Raumzeit zwar in einen höherdimensionalen Raum einbettet, der hat aber keine physikalische Bedeutung. Gekrümmte Räume müssen nicht eingebettet sein; ein wunderbar anschauliches Beispiel findet man in den Feynman Lectures, Band I.
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