Überlichtgeschwindigkeit

[irony]

Die philosophische Grundlage für den Warpantrieb ist, dass der Raum selbst sich schneller ausbreiten kann als das Licht, während innerhalb des Raums die Lichtgeschwindigkeit eine Grenze darstellt, die nicht überschritten wird. Aber wie will man den Raum dazu bringen, sich schneller als das Licht auszubreiten und irgendein Objekt mitzunehmen?

[Mondkalb]

Auf Telepolis gibt es mal wieder einen Artikel zum Warp-Antrieb, genauer gesagt darüber, dass der amerikanische Physiker Harold G. White im allerkleinsten Laborversuch ein Photon auf diese Weise schneller reisen lassen will, um zu demonstrieren, dass ein Warp-Antrieb prinzipiell möglich wäre:
Überlichtschnell nach Alpha Centauri | Telepolis

[Liopleurodon]

Oje, ich glaube man sollte den Thread umbenennen. Vielleicht in " Warp" Antrieb vermutlich nicht realisierbar!

Wir wissen es nicht. Das ist die ehrlichste Aussage.

Auch wenn die "exotische Materie" bislang nur ein hypothetisches Konstrukt ist, so ist ihre Existenz bislang nicht geklärt - nicht im positiven, nicht im negativen. Immerhin kann man sich physikalische Experimente ersinnen, die ihr Vorhandensein entweder bestätigen oder widerlegen könnten. Falls diese Materieform existiert, dann sollte sie Spuren in der physikalischen Welt hinterlassen, die man aufspüren könnte.

Ähnlich verhält es sich mit den höheren Dimensionen aus der String- und Superstringtheorie. Man kann aus den Gleichungen zumindest vorhersagen, bei welchen Energieniveaus bestimmte damit verbundene Effekte nachweisbar wären und diese Energieniveaus wären zumindest grundsätzlich mit Teilchenbeschleunigern realisierbar.

Der in den 1990er Jahren gestrichene Superconducting Supercollider (SSC) wäre für solch einen Nachweis stark genug gewesen.

[Comander1956]

Halman schreibt:

Viel schwerer, da wir keine Ahnung haben, ob sowas wie "exotische Materie" überhaupt existiert. Sie ist rein hypothetisch - eine mathematische Möglichkeit.

Oje, ich glaube man sollte den Thread umbenennen. Vielleicht in " Warp" Antrieb vermutlich nicht realisierbar!

Andererseits könnte sich die Menschheit auch mit Unterlichtgeschwindigkeit im Raum ausbreiten. Vorausgesetzt die Raumfahrt dümpelt nicht weiter vor sich hin und der Menschheit bleibt noch genug Zeit.
Gruss,
Richard

[Spocky]

zum einen ist das nicht die Allgemeine Relativitätstheorie (ART), die das aussagt, sondern die Spezielle Relativitätstheorie (SRT). Zum zweiten ist die Vorstellung einer mit wachsender Geschwindigkeit zunehmenden Masse eine veraltete Vorstellung. Nach der modernen speziell-relativistischen Terminologie bleibt die Masse unverändert (sie entspricht der Ruhmasse der alten Sprechweise), nur die Energie geht gegen unendlich, wenn sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert. Um dieses Verhalten der Energie zu verstehen, ist es unnötig, von einer Zunahme der Masse auszugehen, es reicht zu wissen, dass die relativistische Formel für die Energie als Funktion der Geschwindigkeit

E = mc^2 / sqrt(1 - v^2/c^2)

lautet.

Das heißt dann also auch, dass die entsprechende Passage in "Eine kurze Geschichte der Zeit" von Hawking keine Gültigkeit mehr hat? IIRC war es dort, wo folgende Formel noch angegeben wurde:
m(v) = m(0) / sqrt(1 - v^2/c^2)

was ja eine Zunahme der Ruhemasse mit der Geschwindigkeit bedeuten würde. Ist man dann auch davon abgerückt, dass sich etwas automatisch in ein Schwarzes Loch verwandelt, wenn es mit annährend Lichtgeschwindigkeit fliegt (wodurch ja automatisch irgendwann die Masse eines BH erreicht würde)? Weil da hat mich schon immer gestört, dass dann für den Betrachter des Raumschiffes auch automatisch der in Ruhe stehende Betrachter zum BH wird.

[Enas Yorl]

Bedeudet das "war" etwa, dass diese Interessengruppe nicht mehr besteht?

Soweit ich weiß, wurde das "Breakthrough Propulsion Physics Program" 2002 von der NASA beendet. Und wird von der privaten non-profit Forschungsinitiative "Tau Zero Foundation" weiter betrieben. Deren Webseite findet man hier: Tau Zero Foundation - Pioneering Interstellar Travel

Dabei ging und geht es primär nicht ausschließlich um den Warpantrieb.

Ist zwar ein anderes Thema, aber wo finde ich eine auch für nicht Physiker verständliche Erklärung über den "Mach-Lorentz-Antrieb"?
Gruss,
Richard

Gut jetzt simpel, und stark vereinfacht. Laut James F. Woodward, soll die Masse von Objekten die Beschleunigt werden, relativ schwach in ihrer Ruhemasse schwanken. Man könnte das nutzen, um hier die Ruhemasse eines Kondensators durch laden und entladen sehr schnell zu verändern. In einem rotierenden Aufbau könnte man so die Masse der Kondensatoren verändern, und durch die erzeugte "Unwucht" in einer gewünschten Richtung beschleunigen.
Der Effekt scheint tatsächlich vorhanden zu sein ([1301.6178] Experimental Null test of a Mach Effect Thruster), nur ist er sehr klein. Noch ist es unklar wie klein, und ob es ausreicht um damit einen Antrieb zu bauen.
Das ist mit schneller Feder geschrieben, und darf gerne berichtigt und erweitert werden.

[Halman]

Was ist eigentlich exotische Materie?

Dabei handelt es sich um eine hypothetische Materieform mit negativer Energiedichte.
Um ein Antigravitationsfeld, wie bspw. eine Warpblase, zu erzeugen, sind negative Energiedichten erforderlich.

Wenn wir von Energie sprechen, meinen wir i.d.R. positive Energie. Materie stellt bspw. eine positive Energieform dar.

Kann man diese heute schon herstellen, oder ist diese genau so schwer zu erzeugen wie Antimaterie im LHC?

Viel schwerer, da wir keine Ahnung haben, ob sowas wie "exotische Materie" überhaupt existiert. Sie ist rein hypothetisch - eine mathematische Möglichkeit.

[Comander1956]

Hallo Agent Scullie,
sorry, ich war mir auch nicht ganz sicher ob ART oder SRT. Da ich zu faul zum nachlesen war, habe ich einfach auf ART getippt. Und lag leider falsch.
Ja so habe ich es früher mal gelernt und ich finde es auch einfacher sich vorzustellen, die Masse steigt mit der Geschwindigkeit an. Denn dann muss nach der Logig auch die Energie ansteigen, bis beide dann bei 100% Lichtgeschwindikeit, den Faktor Unendlich erreichen.

Und was die Formel betrifft, kenne ich lediglich E=mc2. Halt die Formel, die wohl jeder kennt.
Trotzdem danke für deine Richtigstellungen.

Aber gut das du dich hier eingeschaltet hast. Was ist eigentlich exotische Materie? Kann man diese heute schon herstellen, oder ist diese genau so schwer zu erzeugen wie Antimaterie im LHC?
Gruss,
Richard

[Agent Scullie]

Allerdings besagt auch die ART, das mit wachsender Geschwindikeit auch die Masse ansteigt. Weshalb Masse und benötigte Energie bei 90% der Lichtgeschwindikeit schon extrem hoch sind.

zum einen ist das nicht die Allgemeine Relativitätstheorie (ART), die das aussagt, sondern die Spezielle Relativitätstheorie (SRT). Zum zweiten ist die Vorstellung einer mit wachsender Geschwindigkeit zunehmenden Masse eine veraltete Vorstellung. Nach der modernen speziell-relativistischen Terminologie bleibt die Masse unverändert (sie entspricht der Ruhmasse der alten Sprechweise), nur die Energie geht gegen unendlich, wenn sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert. Um dieses Verhalten der Energie zu verstehen, ist es unnötig, von einer Zunahme der Masse auszugehen, es reicht zu wissen, dass die relativistische Formel für die Energie als Funktion der Geschwindigkeit

E = mc^2 / sqrt(1 - v^2/c^2)

lautet.

Was die ART anbetrifft: von dieser erhofft man sich ja beim Warpantrieb gerade, dass sie ein Umgehen der Beschränkungen der SRT ermöglicht.

[Comander1956]

Hallo,
danke für die Erklärung Enas Yorl.

Eine Abteilung Warpantrieb gibt es bei der NASA nun nicht, auch beim "Breakthrough Propulsion Physics Project" war er nur einer von 60 untersuchten Vorschlägen.

Bedeudet das "war" etwa, dass diese Interessengruppe nicht mehr besteht?

Ist zwar ein anderes Thema, aber wo finde ich eine auch für nicht Physiker verständliche Erklärung über den "Mach-Lorentz-Antrieb"?
Gruss,
Richard

[Enas Yorl]

@Comander1956

Eine Abteilung Warpantrieb gibt es bei der NASA nun nicht, auch beim "Breakthrough Propulsion Physics Project" war er nur einer von 60 untersuchten Vorschlägen. Man könnte eher sagen, das es eine wissenschaftliche Interessengruppe gibt, die sich bei diversen Institutionen (NASA, Forschungsinstitute und Universitäten) unter Anderem mit Aspekten eines Warpantriebs beschäftigt.

[Halman]

Allerdings besagt auch die ART, das mit wachsender Geschwindikeit auch die Masse ansteigt. Weshalb Masse und benötigte Energie bei 90% der Lichtgeschwindikeit schon extrem hoch sind.

Auf jedenfall wäre der Energiebedarf astronomisch hoch. Bei Lichtgeschwindigkeit wäre sogar unendlich viel Energie notwendig und dies ist technisch nicht zu meistern.
Allerdings denke ich, dass es "sauberer" ist, hier von einem Anstieg der Energie zu sprechen, statt davon, dass die Masse ansteigt (dynamische Masse).
Um das Rad nicht zweimal zu erfinden, zitiere ich mich mal selbst:

Die berühmte Formel E=mc² gilt nur für ruhende Objekte und gibt ihre Ruheenergie an.
Für bewegte Objekte gilt hingegen E²=(mc²)²+(pc)². Dabei steht p für die räumlichen Impulskomponten. Aus dieser Formel ergibt sich eine Energiezuname, aber keine Massenzunahme. Diese Energie zusätzlich mit dem Begriff "Masse" zu belegen, erschien sinnfrei, daher ist die Terminologie ökononischer gestaltet wurden und man spricht nur noch von Energie (abgesehen von der Popularwissenschaft natürlich, die "traditionsverhaftet" ist).

Es gibt afaik nur einen Massebegriff.

Allerdings gibt es hierzu wohl auch andere Auffassungen, die ich hier nicht unterschlagen will:

Leider gibt es Uneinigkeit darüber, ob die relativistische Masse als echte Masse aufzufassen ist. Das werden wir hier also ohnehin nicht klären können, wenn sich da schon die Fachwelt nicht einig wird. Mein Dozent in der speziellen Relativitätstheorie war der Ansicht, dass sie eine echte Masse ist.

[Comander1956]

Enas Yorl schreibt:

Warum sollte man das Glenn Research Center schließen? Das ist eines der wichtigsten Technologie-Forschungszentren der NASA, dort laufen weitaus größere Projekte, das kleine BPPP.

Doch nicht das ganze Center, ich meinte nur die Abteilung, die sich mit dem Warp Drive beschäftigt. Allerdings bin ich sehr froh, dass dies noch nicht geschehen. Und überhaupt bei SETI forschen die schon seit Jahrzehnten nach E.T. und bis auf das "Wow" Signal haben sie bis heute nichts gefunden.
Nein ich bin voll dafür das an relativistischen Antrieben geforscht wird. Denn mit allen anderen möglichen Alternativen kommen wir nicht sehr weit. Und sobald man sich auf herkömmlicher Art der Lichtgeschwindigkeit nähert, tritt dann die Zeitdiletation auf. Was bedeuten würde, das zukünftige Raumfahrer unfreiwillig in die Zukunft der Erde reisen müssten. Es sei denn sie würden niemals zurückkommen.
Allerdings besagt auch die ART, das mit wachsender Geschwindikeit auch die Masse ansteigt. Weshalb Masse und benötigte Energie bei 90% der Lichtgeschwindikeit schon extrem hoch sind.

Sollen die ruhig weiter an dem Warpantrieb basteln. Vielleicht gibt es ja in 100 bis 200 Jahren Ergebnisse. Jedenfalls stehe ich auf dem Standpunkt, das die Menschheit sich im All ausbreiten muss, um auch auf lange Sicht zu überleben.
Gruss,
Richard

[Enas Yorl]

Was mich jedoch verwundert ist, das diese Forschungsabteilung noch nicht geschlossen wurde.

Warum sollte man das Glenn Research Center schließen? Das ist eines der wichtigsten Technologie-Forschungszentren der NASA, dort laufen weitaus größere Projekte, das kleine BPPP.

[Halman]

Die NASA braucht ja auch Gelder vom Steuerzahler. Die bekommt man leichter, wenn man populär ist.