Kategorie

A B C D E
F G H I J
K L M N O
P Q R S T
U V W X Y
Z 0      

warpantrieb

wa wb wc wd we wf wg wh wi wj wk wl wm
wn wo wp wq wr ws wt wu wv ww wx wy wz

Warpantrieb

Der Warpantrieb (Warp = englisch für "Verzerrung"), ein hypothetischer überlichtschneller Raumschiffantrieb, wurde vom amerikanischen Science Fiction-Autor Gene Roddenberry für seine Fernsehserie Star Trek "erfunden", um im Interesse der Spannungssteigerung seiner Geschichten der Geschwindigkeitsbeschränkung der klassischen Relativitätsphysik zu entgehen.

Wie Stephen Hawking und andere ausgeführt haben, verzichtet ein dem Warpantrieb zugrunde liegender Quanteneffekt darauf, das Raumfahrzeug durch Beschleunigung zu bewegen, was gemäß der Relativitätstheorie infolge schließlich unendlicher Massenzunahme spätestens an der Lichtgeschwindigkeit scheitern muss, sondern verzerrt das Raum-Zeit-Gefüge derart, dass das Fahrzeug quasi in einem eigenen Mini-Universum eingesperrt mitsamt diesem sein Ziel erreicht. Die Theorie der "inflationären Ausdehnung" des Universums nach dem kosmologischen Standardmodell des Urknalls erklärt das ein vielfaches der Lichtgeschwindigkeit überschreitende, spontane Aufblähen des frühen Kosmos auf ähnliche Weise.

Allerdings postuliert Hawking für die Funktionsfähigkeit des Effekts die Notwendigkeit größerer Mengen so genannter "dunkler Energie", die nach seiner Theorie auch für die zunehmende Ausdehnung des Kosmos verantwortlich ist, zur Stabilisierung einer durch den Warpantrieb zu erzeugenden Raumzeit-Blase.

Es handelt sich in sofern also nur um ein Gedankenexperiment, denn die Existenz dieser hypothetischen Energieform konnte bislang nicht nachgewiesen werden, geschweige denn gibt es Verfahren, wie die für einen Raumschiffantrieb benötigten Energiemengen großtechnisch erzeugt werden könnten.

Der Warp-Antrieb in Star Trek

Für den Warpantrieb gibt es in Star Trek eine eigene Geschwindigkeitsskala, die aber nicht durch alle Star Trek-Folgen durchgängig ist. Bei Raumschiff Enterprise (Star Trek: The original series) wird in einigen Folgen die Bezeichnung SOL verwendet. Angeblich soll die Abkürzung für "speed over light" (Überlichtgeschwindigkeit) stehen, was aber in Anbetracht der Tatsache, dass die englischen Folgen mit dem Begriff "Warp" arbeiten bezweifelt wird. Seit wird auch in der deutschen Synchronisation der Begriff Warp verwendet. Die Geschwindigkeit, mit der sich ein Warp-getriebenes Schiff in den Star Trek-Episoden bewegt, wird üblicherweise nur mit einem Warp-Faktor angegeben. Dabei entspricht Warp 1 der einfachen Lichtgeschwindigkeit c, und bei höheren Faktoren erhöht sich die Geschwindigkeit exponentiell. Einige Episoden brachten die Enterprise (mit einer buchmäßigen Reisegeschwindigkeit von Warp 6 und maximal Warp 8) insofern in Schwierigkeiten, als das Schiff absurd hohe Warpfaktoren (z. B. Warp 13,4) erreichen musste, weil die Drehbuchschreiber die Reisezeiten partout zu niedrig ansetzten.

Um für mehr Konsistenz zu sorgen, entschied man für , dass Warp 10 das Maximum sein sollte. Warp 10 entsprach damit unendlich hoher Geschwindigkeit und war unerreichbar. Der entsprechende Graph hatte also eine Asymptote bei 10. Die neue Enterprise (NCC 1701-D) war in der Lage bis zu Warp 9,2 zu fliegen, was etwa Warp 11,8 der alten Skala und ca. der 1649fachen Lichtgeschwindigkeit entspricht. Die Reisegeschwindigkeit der Enterprise D betrug Warp 6 (ca. Warp 7,3 auf der alten Skala bzw. 392fache Lichtgeschwindigkeit). Die Höchstgeschwindigkeit aller gegenwärtig modernen Föderationsschiffe ist eine Neun mit tendenziell immer mehr Neunen hinter dem Komma. Eine -Episode führte dies ein wenig ad absurdum, indem dort ein Testpilot angeblich schneller als Warp 10 flog, und anschließend zu einem anthropomorphen Lurch mutierte.

Der Begriff Transwarp fiel einige Male in verschiedenen Star Trek-Folgen, und zwar sowohl im Zusammenhang mit der Antriebstechnik der Borg als auch mit einem Entwicklungsprojekt der Sternenflotte in . So wie die Erzeugung eines Warpfeldes um das Schiff notwendig ist, um schneller als Licht zu fliegen (was in unserem Universum theoretisch unmöglich sein sollte), ist demnach ein Transwarp-Feld notwendig, um die Warpgrenze zu durchbrechen. Die Borg haben Transwarp-Hubs entwickelt (stationäre Gebilde, die Transwarp-Reisen ermöglichen). Mindestens fünf dieser Transwarp-Hubs existieren in unserer Galaxie (der sechste wurde in der Episode Endspiel durch die Voyager zerstört).

Warp-Geschwindigkeiten

In der ursprünglichen Serie wurden Warp-Faktoren wahrscheinlich mit der Formel in Vielfache der Lichtgeschwindigkeit umgewandelt. Diese Formel hatte allerdings den Nachteil, dass die Enterprise dabei zu langsam war, was zu den oben beschriebenen sehr hohen Warp-Faktoren führen musste.

Für die späteren Serien entwickelte Mike Okuda eine neue Formel. Für Warp 1-9 ist die Formel nun , wobei w der Warp-Faktor ist, s die Geschwindigkeit in Kilometern pro Sekunde und c die Lichtgeschwindigkeit. Jenseits von Warp 9 geht der Exponent gegen Unendlich.

Hier eine Tabelle mit den neuen Warp-Faktoren und deren ungefährer Werte in Kilometern pro Sekunde und als Vielfache von c:

Warp 1 1c 299792.458 km/s
Warp 2 10.079c 302160818 km/s
Warp 3 38.941c 116742181 km/s
Warp 4 101.59c 304559158 km/s
Warp 5 213.75c 640806379 km/s
Warp 6 392.50c 1176685398 km/s
Warp 7 656.13c 1967028255 km/s
Warp 8 1024c 3069874770 km/s
Warp 9 1516.4c 4546052833 km/s
Warp 9.2 1649c 494700000 km/s
Warp 9.6 1909c 572700000 km/s
Warp 9.9 3053c 915900000 km/s
Warp 9.99 7912c 2373600000 km/s
Warp 9.9999 199516c 59854800000 km/s

WarpDurch unser SonnensystemNach Alpha CentauriDurch den SektorQuer durchs FöderationsgebietQuer durch die GalaxyZur Andromeda Galaxy
Warp 111 Stunden5 Jahre20 Jahre1000 Jahre100,000 Jahre2,000,000 Jahre
Warp 21 Stunde6 Monate1 Jahr100 Jahre10,000 Jahre200,000 Jahre
Warp 317 Minuten6 Wochen6 Monate25 Jahre2564 Jahre51,000 Jahre
Warp 46.5 Minuten18 Tage2 Monate10 Jahre990 Jahre19,800 Jahre
Warp 53 Minuten8.4 Tage34 Tage4.6 Jahre467 Jahre9,345 Jahre
Warp 61.7 Minuten4.6 Tage18.6 Tage2.5 Jahre255 Jahre5,102 Jahre
Warp 71 Minute2.8 Tage11.3 Tage1.52 Jahre152 Jahre3,048 Jahre
Warp 838 Sekunden1.7 Tage7.1 Tage1 Jahr100 Jahre1,953 Jahre
Warp 926 Sekunden1.2 Tage4.8 Tage8 Monate66 Jahre1,319 Jahre
Warp 9.224 Sekunden1.1 Tage4.4 Tage7 Monate61 Jahre1,217 Jahre
Warp 9.620.7 Sekunden23 Stunden3.8 Tage6 Monate53 Jahre1,051 Jahre
Warp 9.913 Sekunden14 Stunden2.4 Tage3.8 Monate33.3 Jahre660 Jahre
Warp 9.97526.6 Sekunden7.1 Stunden1.2 Tage1.9 Monate16.9 Jahre335 Jahre
Warp 9.995 Sekunden5.4 Stunden22 Stunden1.4 Monate12.8 Jahre254 Jahre
Warp 9.99990.2 Sekunden12.8 Minuten52 Minuten1.6 Tage6 Monate10 Jahre

Die späteren Serien hielten sich besser an diese Geschwindigkeiten als das Original, und wenn genaue Geschwindigkeiten angegeben wurden, passten sie meistens auch; Wenn allerdings keine Geschwindigkeiten angegeben wurden, bewegte sich das Schiff häufig viel zu schnell "mit der Geschwindigkeit der Handlung". Ein Beispiel findet sich in der Enterprise-Pilotfolge: Hier wird eine Zeit und Geschwindigkeit zum Planeten Neptun angegeben, die mit der Formel der Original-Serie in Einklang steht, danach wird aber von einer Reise zur klingonischen Heimatwelt gesprochen, die bei Warp 5 angeblich in vier Tagen zu schaffen sei. Kronos wäre demnach nur ein Lichtjahr von der Erde entfernt, also viel näher als das uns nächste Sonnensystem Alpha Centauri.

Funktionsweise des Warpantriebs

Um die gewaltigen Energiemengen zu erzeugen, die notwendig sind, um Warp-Geschwindigkeit zu erreichen, verfügt jedes Star Trek-Raumschiff über einen Materie-Antimaterie-Reaktor, der neben dem Antrieb auch die anderen Schiffssysteme wie Schilde und Waffen mit Energie versorgt ( Bis zur Episode Gefangen in einem temporären Fragment (Timescape) benutzten die Romulaner für ihre Schiffe eine künstliche Quantensingularität (schwarzes Loch). Wohl aufgrund der Ereignisse in dieser Episode, rüsteten sie einige Zeit danach ebenfalls auf den Materie-Antimaterie-Reaktor um ). In den seitlich am Schiff aufgehängten Warpgondeln wird ein Warp-Feld erzeugt, das das Schiff teilweise in den sog. Subraum übergehen lässt (ein Raum, mit dem der normale Raum unterlegt ist, und der durch seine Kompaktheit überlichtschnelles Reisen ermöglicht). So lange das Warp-Feld aktiv ist, bewegt sich das Schiff nun mit Warp-Geschwindigkeit. Da es sich auf der Grenze zwischen dem normalen Raum und dem kompakten Subraum innerhalb seines Warp-Felds 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.

Während des Fluges sorgt die Deflektorschüssel dafür, dass keine Fremdkörper (die sich im normalen Raum befinden) in die Schiffshülle einschlagen. Da innerhalb von Sonnensystemen solche Objekte gehäuft auftreten, kann der Warpantrieb nur für Reisen zwischen zwei Systemen gefahrlos benutzt werden. Innerhalb eines Sonnensystems sollte auf Grund des hohen Verkehrsaufkommens stattdessen möglichst ein Unterlichtantrieb verwendet werden (oder man trägt - was meistens geschieht - das Risiko).

In einer -Episode entdeckte die Crew der Enterprise, dass Reisen bei hohen Warp-Faktoren Löcher im Subraum verursachen, was besonders in stark "befahrenen" Raumgebieten negative Effekte haben kann. Die Sternenflotte setzte daher für normalen "Flugverkehr" als Höchstgeschwindigkeit Warp 5 fest. Man fand heraus, dass man die Entstehung von Subraumlöchern verhindern kann, wenn man das Warpfeld der höheren Geschwindigkeit durch Veränderung der Geometrie anpasst. Schiffe der Intrepid-Klasse (zu denen u.a. die gehört) setzen dies durch schwenkbare Warpgondeln um, die "saubere" Lösung sind jedoch Subraum-schonende Warpgondeln der neuesten Generation, wie sie auf der neuen Enterprise E installiert sind. Die "echte" Begründung der Paramount-Modellbauer ist natürlich, dass man nicht bis zum Wärmetod des Universums nur noch schwenkbare Gondeln im Voyager-Look verbauen möchte.

Weitere Probleme des Warpantriebs

Einige Wissenschaftler gehen heutzutage auch davon aus, dass wenn man einen Warpantrieb innerhalb eines Sonnensystems benutzt, es zu Verschiebungen der Planetenpole kommen kann. Dies könnte durch die starke Krümmung des Raums geschehen. Daher sollte man den Warpantrieb nur außerhalb eines Sonnensystems benutzen. Des weiteren funktioniert diese Warptheorie nur in einem ungekrümmten Normalraum. Jedoch hat die Menschheit erst sehr wenig vom Universum erforscht und kann somit nicht davon ausgehen, was passieren würde, wenn man diesen Antrieb in einem schon gekrümmten Raum benutzt.

Weblinks

  • Article in rebutal of Natario article (PDF)
  • Shield Article (PDF)
  • A Casually Connected Superluminal Warp Drive Spacetime (PDF)
  • Reduced Warp Drive (PDF)
  • EMG Warp Drive article (PDF)
  • On Randall-Sundrum Brane Detuning and Hyperspace Drives
  • A Warp Drive with a more resonable total requirement (PDF)
  • Warp Drive Without Exotic Energy
  • A Superluminal Subway: The Krasnikov Tube (PDF)
  • Quantum Inequality Restrictions on Negative Densities in Curved Spacetimes (PDF)

Impressum

Datenschutzerklärung