Aktualisiert: 08.05.2021 - 20:36

Science Fiction oder Forschung "Mal eben zum nächsten Stern": Wird der Warp-Antrieb bald Wirklichkeit?

Da rauschen sie vorbei: In Science-Fiction-Streifen sieht's so aus, wenn Warp-Antrieb startet. Aber geht das auch in der Realität?

Foto: Getty Images/EDUARD MUZHEVSKYI / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Da rauschen sie vorbei: In Science-Fiction-Streifen sieht's so aus, wenn Warp-Antrieb startet. Aber geht das auch in der Realität?

Fans von "Star Wars" oder "Star Trek" kennen das Gefühl, wenn der Fernseher plötzlich den Sprung zur Lichtgeschwindigkeit zeigt: Der Warp-Antrieb ist aber doch nur Science Fiction – oder? Ein Forscher hat sich das Prinzip jetzt allerdings genauer angesehen – und Verblüffendes festgestellt.

Reisen in Lichtgeschwindigkeit, ja, sogar noch schneller. In der Welt der Science Fiction ist das möglich – in der Realität nicht. Noch nicht? Ein junger Forscher aus den USA hat sich, während der Pandemie im deutschen Göttingen gestrandet, ein wenig in die Materie eingefuchst und festgestellt: Zwar ist das Ganze noch Zukunftsmusik. Aber so ganz ausgeschlossen ist das Reisen per Warp-Antrieb nicht – theoretisch zumindest.

Warp-Antrieb: Fiktion könnte irgendwann Realität werden

So ist der Stand der Dinge: In den Weltraum reisen können wir bereits. Doch im Vergleich zum Licht, das mit 299.792 Kilometern pro Sekunde durch die Weltgeschichte rast und etwa vier Jahre zum unserem Sonnenstystem nächstgelegenen Stern Proxima Centauri braucht, würden Raumschiffe mit den uns verfügbaren Antrieben viele Zehntausende Jahre benötigen. Kein Katzensprung also.

Aber wird sich das irgendwann ändern? Klar, gewerkelt an neuen Antrieben wird viel, doch das würde nicht reichen. Man muss die Sache ganz anders denken. Und das hat Erik Lentz während seiner Zeit in Göttingen einfach mal gemacht, berichtet unter anderem "Spektrum.de". Der Universität Göttingen war das Erscheinen eines wissenschaftlichen Papers zum Thema eine Pressemeldung wert. Und im Netzportal Reddit rotieren die Science-Fiction-Fans.

Von Tischdecken und vierdimensionalen Raumzeiten

Aber wie sähe er aus, der ultimative Antrieb, wenn Nuklearkraft und Antriebe wie neu gedachte Sonnensegel uns allein nicht schnell genug transportieren? Das Problem dabei ist die Physik. Denn eigentlich besagt Einsteins Relativitätstheorie ja: Schneller als das Licht reisen geht nicht. Nun, theoretisch geht das doch – nämlich mit einem Schlupfloch, das in der Relativitätstheorie selbst steckt. Herausgefunden hat das schon in den 90er Jahren der Physiker und "Star Trek"-Fan Miguel Alcubierre.

Einsteins Relativitätstheorie besagt, dass wir in einer vierdimensionalen "Raumzeit" leben. Das ist ein wenig schwer vorstellbar, denn diese Raumzeit ist nicht statisch, also fest, sondern kann sich durch Massen verändern, also ausbeulen. Bewegt sich ein Objekt mit einer bestimmten Masse durch die Raumzeit, beult sich diese um das Objekt herum aus, grob gesagt etwa wie eine Tischdecke, über die ein Teller mit Kuchen geschoben wird. Und da ist der Knackpunkt:

Während der Kuchenteller – theoretisch! – maximal Lichtgeschwindigkeit annehmen könnte, könnte sich die Tischdecke laut Einsteins Rechnung nämlich auch schneller verformen. Genau das ist sogar bei einem Großereignis passiert, ohne das wir alle jetzt nicht hier wären und niemand diesen Text lesen könnte: beim Urknall. Die Theorie besagt, dass sich das Universum kurz nach diesem einschneidenden Ereignis für eine extrem kurze Zeit extrem schnell ausgebreitet hat. Mit einem Faktor von etwa 10 hoch 50 – das ist eine 1 mit 50 Nullen. Der berechnete Durchmesser des beobachtbaren Universums beträgt heute 93 Milliarden Lichtjahre, doch das ist nur das, was wir – mithilfe technischer Mittel – "sehen" können. Darüber hinaus gibt es einen nicht sichtbaren Teil, den das Licht noch gar nicht erreicht hat und auch nicht erreichen wird, da sich der Weltraum weiter ausdehnt. Der Weltraum war und ist also zumindest zeitweise schneller als das Licht. Wir stellen fest: Das geht also.

Physikalische Grenzen "überlisten"

Genau das hat sich schon Alcubierre für seine Überlegungen zunutze gemacht. Man müsste für einen funktionierenden Warp-Antrieb im Grunde nur die Raumzeit vor dem Raumschiff zusammenschieben und sie gleich hinter dem Raumschiff wieder strecken. Das überlistet quasi die physikalischen Grenzen, die uns die Lichtgeschwindigkeit "aufzwingt". Alcubierre vergleicht das mit einem Transportband am Flughafen, mit einer Rolltreppe ist es auch verständlich: "Wenn hinter mir Boden aus dem Nichts entsteht und vor mir weggenommen wird, bewege ich mich vorwärts." Klar soweit?

Doch natürlich ist das alles nicht ganz so einfach – und das liegt an jeder Menge physikalischer Gesetze – auch wieder an Einsteins Formel E=mc². Denn das Raumschiff müsste in einer Blase stecken, deren Hülle dünner sein müsste als ein Atom, während die Masse des Raumschiffes aber gigantisch sein müsste. Aus diversen Gründen ist das nicht möglich. Eine davon: Es müsste irgendwie eine große negative Energie mit hineingebastelt werden.

Das Raumschiff in der Blase neu gedacht

Und genau die hat Lentz nun gefunden – und zwar wieder bei Einstein. Zur Relativitätstheorie gehören nämlich die sogenannten einsteinschen Feldgleichungen, die berechnen lassen, wie eine festgelegte Materie- und Energieverteilung die Raumzeit verformt. Passt alles, krümmt sich das All um die Blase mit dem Raumschiff – und treibt es so an. Lentz hat sich dafür Einsteins Formeln und Alcubierres Ausarbeitungen zum Warp-Antrieb angesehen und sie, mal ganz vereinfacht gesagt, ein wenig angepasst. Die genauen Ausführungen ersparen wir Ihnen, denn das Vorstellen von vier Dimensionen ist in unserer dreidimensionalen Welt, naja, sagen wir: sehr herausfordernd. Zusammengefasst lässt sich sagen: Die von Lentz berechnete Blase um das Raumschiff hat keine glatten Ränder wie die einer Seifenblase, sondern verformt sich immer wieder in sich selbst.

Umsetzbar ist das alles noch längst nicht. Doch in der Theorie ist es möglich, da nun nur noch positive Energie notwendig ist, keine negative mehr. Es gibt sogar schon Ideen, wie man eine solche Blase zusammenbauen könnte. Am passenden Material fehlt es allerdings noch. Das gibt es nämlich nicht. Und am entsprechenden Antrieb. Der ist physikalisch bislang nicht einmal denkbar, denn er müsste auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigen. Lentz' Berechnungen befassen sich nämlich nur mit der Fortbewegung im All, wenn das Raumschiff in seiner Blase schon auf dem Weg ist. Wie das Ganze starten soll, ist völlig offen. Problem dabei: Unser Verständnis von Physik – genauer von den uns bekannten Teilchen – lässt das nicht zu, denn besagte Teilchen können maximal mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein. Sprich: Das schnellste dieser Teilchen ist, ja, Licht.

Dennoch erklären viele Physiker, die sich die Sache zuletzt genauer angesehen haben, sie als zumindest nicht mehr vollkommen verrückt. Es müsse ja auch nicht gleich Lichtgeschwindigkeit oder schneller sein, erklärt etwa Alexey Bobrick, Astrophysiker aus dem schwedischen Lund. Denn: Aufgrund der Relativitätstheorie vergeht die Zeit im Inneren der Blase, also auch im Inneren des Raumschiffes langsamer als außerhalb. Die Reisenden könnten zumindest "kürzere" Reisen daher durchaus überleben, bevor sie an Altersschwäche sterben.

Alles noch Zukunftsmusik...

Dennoch: Bisher ist das, was Lentz da zu Papier gebracht hat, ein Gedankenexperiment, weit entfernt von praktischer Umsetzung. Er selbst will aber dranbleiben, zitiert ihn "Spektrum.de". Wer weiß, vielleicht startet ja doch in mehreren hundert Jahren die erste "Lentz-Rakete" mit Überlichtgeschwindigkeit gen Unendlichkeit...

Aber noch ist es auf der Erde ja schön genug. Damit das auch so bleibt, sollte sich jeder von uns allerdings lieber ein paar Gedanken übers nachhaltige Leben machen. Dann bleibt am Ende noch viel mehr Zeit für Gedankenexperimente ins All.

Quellen:

Familie und Leben

Familie und Leben

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