Sammel-Thread für FTL-Antriebe aus verschiedenen Scifi-Universen

[Agent Scullie]

Wäre nicht ein Wurmloch-Netzwerk die realistische Möglichkeit für schnelle interstellare Reisen? Ok, es ist kein FTL-Antrieb im eigentlichen Sinne, aber es liefert immerhin eine einfache Erklärung für die Beobachtung, dass die Erde offensichtlich niemals besucht wurde. Geht man davon aus, dass es keinen echten FTL-Antrieb geben kann, müsste die Verteilung der Wurmlöcher mit einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit von Statten gehen. Kein Problem für die Zivilisation, die die Wurmlöcher verteilt, denn wenn sie durch die Wurmlöcher mit den Raumschiffen verbunden sind, die die Wurmlöcher platzieren, dauert die Errichtung eines Wurmlochnetzwerkes für diese Zivilisation nur einige Jahrzehnte bis Jahrhunderte. Für jeden anderen Beobachter jedoch, also auch für uns, sehe es nach wie vor so aus, als würden die "Wurmlochtransporter" dieser Zivilisation noch Jahrmillionen oder Jahrmilliarden brauchen, bis sie ihre Ziele erreichen.

du meinst, weil die Wurmlochtransporter mit annähernd Lichtgeschwindigkeit fliegen und dadurch der speziell-relativistischen Zeitdilatation unterliegen? Dann würden auf den Planeten der Zivilisation aber trotzdem Millionen von Jahren vergehen, während die Wurmlochtransporter unterwegs sind.

Es sei denn, man bedient sich des Prinzips der Krasnikov-Tube: Man erzeugt Ein- und Ausgang des Wurmlochs in der Nähe des Planeten, von dem der Wurmlochtransporter startet, und lässt dann den Wurmlochtransporter den Wurmloch-Ausgang mit sich führen. Wenn der dann nach z.B. 1 Million Jahren am Zielort angekommen ist, wobei an Bord des Transporter nur z.B. 10 Jahre vergangen sind, dann kann der Transporter durch das Wurmloch hindurch in der Zeit rückwärts reisen, und kommt dann am Startpunkt an, 10 Jahre nach dem Abflug, d.h. von einem Zeitpunkt 1 Million Jahre nach dem Abflug reist er zurück zu einem Zeitpunkt nur 10 Jahre später. Dann aber wäre das gesamte entstehende Netzwerk ein Netzwerk von Krasnikov-Tubes, in dem man ständig in der Zeit hin- und herreisen würde.

Hoffentlich habe ich das korrekt zusammen gekriegt. Ich muss gestehen, dass ich mich des Eindrucks nicht erwehren kann, dass irgendwas in diesem Bild nicht stimmt. Auf der einen Seite verstreicht die Zeit im Bezugssystem des Wurmlochtransporters deutlich langsamer, auf der anderen Seite ist das Schiff doch dennoch Äonen unterwegs, um irgendein Ziel zu erreichen. Da verknotet es einem echt das Hirn. Kann man sich überhaupt auf diese Weise, also mit einem Wurmloch, an das Bezugssystem eines Schiffes, das mit 0.5 c unterwegs ist, binden?

für einen passablen Zeitdilatationseffekt ist 0,5c ein bisschen langsam. Du kannst ja selber mal nachrechnen, der Zeitdilatationsfaktor ist gegeben durch 1/sqrt(1 - v^2/c^2), wobei v die Geschwindigkeit des Raumschiffes ist. Für v = 0,5c ergibt das

1/sqrt(1 - (0,5)^2) = 1/sqrt(1 - 0,25) = 1/sqrt(0,75) = 1/0,866 = 1,154

Das sind gerade mal 15%. Für einen Zeitdilatationsfaktor von z.B. 1000 müsste v schon ziemlich dicht an c dran sein:

1/sqrt(1 - v^2/c^2) = 1000
<=> sqrt(1 - v^2/c^2) = 1/1000
<=> 1 - v^2/c^2 = 1/1000000
<=> v^2/c^2 = 0,999999
<=> v/c = 0,9999995

Die Geschwindigkeit müsste folglich bei 99,99995% der Lichtgeschwindigkeit liegen.

Und ganz allgemein gefragt: Könnte man mit dem Schiff kommunizieren? Ich stelle mir einen Reisenden auf dem Schiff vor, der mit seinem Bruder daheim ein Bildtelefonat führt. Müsste er seinen Bruder nicht wahnsinnig schnell altern sehen? Und müsste der Bruder auf der Erde nicht einen "erstarrten" Gesprächspartner sehen?

zunächst einmal können die beiden ja nur mit Hilfe von Signalen kommunizieren, die sich mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Wenn sich der reisende Bruder mit seinem Raumschiff vom daheimgebliebenen Bruder entfernt, nimmt die Laufzeit dieser Signale, also die Zeit, die jedes Signal benötigt, um von einem zum anderen Bruder zu gelangen, immer weiter zu. Fliegt er dagegen auf den daheimgebliebenen Bruder zu, wird die Signalllaufzeit immer kürzer. Dieser Laufzeiteffekt wirkt sich zusätzlich zur Zeitdilatation darauf aus, wie schnell die beiden Brüder sich gegenseitig altern sehen. Nimm z.B. an, der reisende Bruder bewegt sich vom daheimgebliebenen Bruder fort und sendet in jeder für ihn vergehenden Sekunde ein Lichtsignal zu ihm. Dann ist das Zeitintervall zwischen zwei beim daheimgebliebenen Bruder entreffenden Lichtsignalen länger als eine Sekunde, und zwar einmal wegen der Zeitdilatation und zusätzlich noch deswegen, weil die Entfernung zwischen den beiden Brüdern zunahm, bevor das zweite Signal vom reisenden Bruder ausgesandt wurde, und folglich die Laufzeit des zweiten Signals etwas länger war als die des ersten. Sei der Zeitdilatationsfaktor z.B. 2, so registriert der daheimgebliebene Bruder für den Zeitraum zwischen dem Eintreffen des ersten und zweiten Signals nicht 2 Sekunden, wie man aufgrund der Zeitdilatation vermuten könnte, sondern etwas mehr.

Umgekehrt gilt, dass wenn der reisende Bruder auf den daheimgebliebenen zufliegt, der Laufzeiteffekt dem Einfluss der Zeitdilatation entgegenwirkt: da die Strecke, die das zweite Signal zurücklegen muss, dann etwas kürzer ist als beim ersten Signal, registriert der daheimgebliebene Bruder ein Zeitintervall von weniger als 2 Sekunden. Man kann zeigen, dass es sogar kürzer als 1 Sekunde ist, d.h. weniger als die Zeit, für den sendenden (reisenden) Bruder zwischen der Aussendung der beiden Signal vergeht. Der Lichtlaufzeiteffekt wirkt hier stärker als der Zeitdilatationseffekt. Darum beobachtet man bei einer näher kommenden Lichtquelle auch stets eine Blauverschiebung des Lichts, d.h. eine Erhöhung der Frequenz, und damit eine Verminderung des Zeitintervalls zwischen zwei Wellenbergen: wenn sich die Lichtquelle mit annähernd Lichtgeschwindigkeit nähert, unterliegt sie einer Zeitdilatation, was für sich betrachtet eine Rotverschiebung bewirken würde. Der Laufzeiteffekt überwiegt jedoch, daher kommt netto eine Blauverschiebung heraus. Wenn also der reisende Bruder auf den daheimgebliebenen zufliegt, dann sieht ihn der daheimgebliebene Bruder nicht etwa verlangsamt altern, sondern im Gegenteil, sogar beschleunigt!

Das analoge gilt übrigens, wenn man statt dem reisenden Bruder den daheimgebliebenen Signale aussenden lässt. Angenommen der daheimgebliebene sendet wiederum in jeder für ihn verstreichenden Sekunde ein Signal zum reisenden Bruder, der Zeitdilatationsfaktor betrage erneut 2. Dann registriert der reisende Bruder für den Zeitraum zwischen dem Eintreffen zweier Signale etwas mehr als zwei Sekunden, sofern er vom daheimgebliebenen Bruder fort fliegt, und weniger als eine Sekunde, wenn er auf ihn zufliegt. Man erkennt hier das Relativitätsprinzip, das der Relativitätstheorie ihren Namen gibt: zwei gleichförmig bewegte Beobachter sind stets gleichberechtigt, es lässt sich nicht absolut feststellen, welcher von beiden ruht. Die Situation, dass sich der eine Bruder gleichförmig bewegt und der andere ruht, lässt sich nicht von der gegenteiligen Situation unterscheiden, dass der erste Bruder ruht und der zweite sich (gleichförmig) bewegt. Erst wenn einer von beiden ungleichförmig, d.h. beschleunigt, bewegt ist, gilt die Gleichberechtigung nicht mehr. Das ist etwa dann ausschlaggebend, wenn der reisende Bruder nicht für immer und ewig in die gleiche Richtung fliegt, sondern auch mal umkehrt. Dann ist er beschleunigt, was eine absolute Unterscheidung vom daheimgebliebenen, unbeschleunigten Bruder erlaubt. Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Zwillingsparadoxon

Als reine Gedankenspielerei kann man auch noch den Fall betrachten, dass die beiden Brüder instantane, d.h. unendlich schnelle, Signale austauschen können. Allerdings folgt aus der Relativitätstheorie die Relativität der Gleichzeitigkeit, was zur Folge hat, dass auch die Eigenschaft eines Signals, instantan zu sein, vom Bezugssystem abhängig ist. Wenn sich der reisende Bruder vom daheimgebliebenen entfernt, so ist für ihn ein Signal, das im Bezugssystem des daheimgebliebenen instantan ist, nicht instantan, sondern bewegt sich rückwärts in der Zeit. Bewegt er sich hingegen auf den daheimgebliebenen Bruder zu, so ist das Signal für ihn langsamer als instantan. Nehmen wir nun an, die beiden Brüder tauschen Signale aus, die im Bezugssystem des daheimgebliebenen instantan sind. Dann ist es tatsächlich so, wie von dir vermutet: der daheimgebliebene sieht den reisenden Bruder verlansamt altern, der reisende Bruder den daheimgebliebenen dagegen beschleunigt, beides entsprechend des Zeitdilatationsfaktors, da bei instantanen Signalen Laufzeiteffekte keine Rolle spielen. Nimmt man hingegen Signale, die im Bezugssystem des reisenden Bruders instantan sind, so ist es umgekehrt: der daheimgebliebene sieht den reisenden beschleunigt altern, der reisende dagegen den daheimgebliebenen verlangsamt. Allerdings ist die Relativität der Gleichzeitigkeit auch gerade der Grund, warum die Relativitätstheorie überlichtschnelle Signale und damit instantane Signale verbietet: sie könnten zu kausalen Schleifen führen.

Deswegen muss jede Theorie, die überlichtschnelle Kommunikation oder überlichtschnelle Reisen gestattet, eine absolute Gleichzeitigkeit einführen, und damit ein bevorzugtes Bezugssystem, das, im Widerspruch zum Relativitätsprinzip, eine absolute Unterscheidung zwischen Ruhe und gleichförmiger Bewegung definiert. D.h. das Relativitätsprinzip muss fallengelassen werden.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 4 Minuten und 9 Sekunden:

Was den Energiebedarf angeht: Vor ein paar Jahren haben ein paar Wissenschaftler gezeigt, dass die Erzeugung eines Wurmloches unter Umständen nicht mehr Energie verbraucht als im gesamten Universum vorhanden ist, sondern im Gegenteil sogar "nur" mit dem Energie-Äquivalent von ein paar Jupitermassen machbar ist.

die Berechnung dieser Wissenschaftler beruhte aber auf der bekannten Physik, genauer gesagt auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, die keine höheren Dimensionen kennt und in der somit auch kein Sprungantrieb durch solche denkbar ist. Über den Energiebedarf für einen Sprungantrieb durch höhere Dimensionen sagt das daher nichts aus.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 4 Minuten und 25 Sekunden:

Ich meinet nicht aus physikalischer Sicht das realistisch sondern das was man einen Leser mit Technobabel als „realistisch“ verkaufen kann.

das ändert aber nichts an meiner Frage: inwiefern soll ein Sprungantrieb durch eine höhere Dimension in dieser Hinsicht am realistischten sein? Was ist an anderen Antriebsmethoden in dieser Hinsicht weniger realistisch?

Ps: Scullie Voll Fach oder Lehrer?

bitte die Frage neu formulieren.

[caesar_andy]

Einer von vier, hat verstanden was ich meinte.
Ich meinet nicht aus physikalischer Sicht das realistisch sondern das was man einen Leser mit Technobabel als „realistisch“ verkaufen kann.

Dann sollte man vielleicht von "plausibilität" reden, statt von Realismus. Das Wort "Realismus" ist in der deutschen Sprache fest definiert und beschreibt den Bezug zwischen einer wissenschaftlichen Theorie und der physikalischen wirklichkeit.

[McWire]

[/color][/size]das ändert aber nichts an meiner Frage: inwiefern soll ein Sprungantrieb durch eine höhere Dimension in dieser Hinsicht am realistischten sein? Was ist an anderen Antriebsmethoden in dieser Hinsicht weniger realistisch?

Bei Warpantrieb und Wurmlöcher ist die Untergrenze des Energiebedarfs ja bekannt, durch verschiedenartige Abschätzung auf Grundlage der realen Physik. Aufgrund der bekannten Zahlenwerte sind diese Methoden also unpraktikabel und technisch problematisch. Für FTL-Antriebe, welche andere Raumdimensionen nutzen, sind solche energetischen Grenzen nicht definiert, daher hat man da mehr Spielraum, bis die reale Physik hier konkrete Grenzen festlegt. Sie sind einfach plausibler nicht unbedingt realwissenschaftlich realistischer, dies ist die falsche Wortwahl.

[nightwalker]

Mit Sprung antrieben meine ich antrieb die sich durch eine andere Dimension bewegen.
Andere über lichtantriebe wie der Warpantrieb verzerren den Raum so dass man mit über licht reisen kann. Meine mal gelesen zu haben dass man mehre Sonnen Maßen an Dunkler Materie bräuchte um eine derartige Raumverzerrung zu erzeugen.
Das ist nach meiner Meinung schwieriger mit Technobabel weg zu erklären als das man eine höhere Dimension annimmt in der das Universum eingebettet ist. Da wie du so schön beschreibst das weder bewiesen noch belegt ist das es eine solche Dimension gibt kann auch keiner mit Physikalischen Gesetzen die für unser raum zeit Kontinuums gelten diesen antrieb schlecht reden.
Wegen der anderen frage, Physik Lehrer oder was machst du beruflich.

[Halman]

Hyper- und Subraum ermöglich fiktive Wurmlöcher und Warpfelder

Bei Warpantrieb und Wurmlöcher ist die Untergrenze des Energiebedarfs ja bekannt, durch verschiedenartige Abschätzung auf Grundlage der realen Physik. Aufgrund der bekannten Zahlenwerte sind diese Methoden also unpraktikabel und technisch problematisch. Für FTL-Antriebe, welche andere Raumdimensionen nutzen, sind solche energetischen Grenzen nicht definiert, daher hat man da mehr Spielraum, bis die reale Physik hier konkrete Grenzen festlegt. Sie sind einfach plausibler nicht unbedingt realwissenschaftlich realistischer, dies ist die falsche Wortwahl.

Nun, wenn man nun andere Raumdimensionen unterstellt, dann hätte man doch eine völlig neue Physik. In Stargate nutzen die dortigen Wurmlöcher den Subraum und funktionieren offenbar anders, als das Thorne-Wurmloch. Daher kann der Energiebedarf für ein SG-Wurmloch auch anders sein, als für ein Thorne-Wurmloch.
Selbiges gilt doch auch für den Warp-Antrieb. So funktioniert der roddenberry-okudanische Warpantrieb mithilfe des Subraumes auf ganz andere Weise, als der Alcubierre/Natario-Warpantrieb, welcher anstelle eines Warpfeldes eine Warpblase erzeugt.
Wäre doch möglich, dass die Energie, welche nötig ist, um in tiefe Schichten des Subraumes vorzudringen (um von dort aus auf effizientere Weise die Ramzeit zu krümmen - Deine Idee ), viel geringer ist, als für einen Alcubierre/Natario-Warpantrieb notwendig ist (idealerweise so gering, dass die Warpkerne einen solchen roddenberry-okudanische Warpantrieb speißen können).

Bezieht man einen Subraum und/oder Hyperraum mit ein, so hat man - wie Agent Scullie bereits treffend betohnte - einen Freiraum für die fiktive, technische Beschreibung. Dies ist doch ideal für einen SF-Autoren.

Mit Sprung antrieben meine ich antrieb die sich durch eine andere Dimension bewegen.
Andere über lichtantriebe wie der Warpantrieb verzerren den Raum so dass man mit über licht reisen kann. Meine mal gelesen zu haben dass man mehre Sonnen Maßen an Dunkler Materie bräuchte um eine derartige Raumverzerrung zu erzeugen.

Der von Van den Broeck modifizierte Alcubierre'sche Warpantrieb benötigt die von astronomische Mengen sog. exotischer Materie, die eine negative Energiedichte aufweist. Diese muss seitlich um das Schiff so verteilt werden, dass die Raumzeit auf eine Weise gekrümmt wird, damit der Raum vor dem Raumschiff kontrahiert und so die Flugstrecke verkürzt und hinter dem Schiff expandiert und so den Abstand zum Startpunkt vergrößert.

[McWire]

@ Halman

Wenn man diese Raumdimensionen unterstellt, kann man diese ja gleich direkt nutzen.

Selbst in Star Trek sind Transwarpkanäle und Subraumkatapulte effizienter und schneller als der Warpantrieb. Der Warpantrieb biete doch nur den Vorteil einer vergleichsweise einfachen Struktur und einer einfachen und schnellen industriellen Herstellung.

Wurmlöcher sind hingegen schwer zu konstruieren und schwer zu kontrollieren, dafür aber sehr schnell und einmal hergestellt sehr energiesparsam.

[Halman]

Wenn man diese Raumdimensionen unterstellt, kann man diese ja gleich direkt nutzen.

Ja, dass stimmt natürlich. Allerdings dürfte hierfür eine Normalraumblase notwendig sein. Dies mag eine technische Schwierigkeit darstellen.

Selbst in Star Trek sind Transwarpkanäle und Subraumkatapulte effizienter und schneller als der Warpantrieb. Der Warpantrieb biete doch nur den Vorteil einer vergleichsweise einfachen Struktur und einer einfachen und schnellen industriellen Herstellung.

Wobei Transwarpkanäle die Flugstrecke ja Anhand eines Subraumnetzes vorbestimmen. Ein Warpantrieb wäre immer noch notwendig, um gewissermaßen "querfeldein" den unerschlossenden Raum bereisen zu können. Die Forschungsmissionen der Enterprise gingen ja i.d.R. in unbekannte Regionen, um Neues zu entdecken.
Ich stelle es mir so vor, als würde man ein öffentliches Verkehrssystem nutzen, dabei aber immer sein Fahrrad mitnehmen, um beweglicher und damit flexibler zu sein.

Wurmlöcher sind hingegen schwer zu konstruieren und schwer zu kontrollieren, dafür aber sehr schnell und einmal hergestellt sehr energiesparsam.

Bei Raumstraßen, die sich lohnen, könnte ich mir sowas vorstellen (Terra-Wega z.B.). Aber da es so aufwendig ist, dürfte es nur wenige solcher "Autobahnen" geben. Um sich "querfeldein" noch mit azeptabler Geschwindigkeit bewegen zu können, wäre noch immer ein Warpantrieb notwendig.

Alternativ könnte natürlich ein effizienter Hyperraumantrieb, wie in SW, diesen Konzepten starke Konkurrenz machen. Es hängt halt davon ab, wie man sein SF-Universum gestalten möchte.

[Agent Scullie]

Bei Warpantrieb und Wurmlöcher ist die Untergrenze des Energiebedarfs ja bekannt, durch verschiedenartige Abschätzung auf Grundlage der realen Physik.

sofern man sie auf der Grundlage der bekannten realen Physik realisieren will. Wenn es aber für Sprungantriebe durch höhere Dimensionen erlaubt sein soll, sich eine fiktive neue Physik auszudenken, aus der sich ein praktikabler Energiebedarf ergibt, dann ist das selbstverständlich auch für den Warpantrieb und für Wurmlöcher erlaubt. Von daher ist das kein Argument.

Aufgrund der bekannten Zahlenwerte sind diese Methoden also unpraktikabel und technisch problematisch. Für FTL-Antriebe, welche andere Raumdimensionen nutzen, sind solche energetischen Grenzen nicht definiert, daher hat man da mehr Spielraum,

wenn man sich eine fiktive neue Physik ausdenkt. Dann aber hat man auch beim Warpantrieb und bei Wurmlöchern mehr Spielraum. Die fiktive neue Physik kann ja z.B. aussagen, dass die ART-Feldgleichungen, aus denen der unpraktikable Energiebedarf folgt, Spezialfall allgemeinerer Feldgleichungen sind. Und bei denen hat man dann wieder viel Spielraum.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 6 Minuten und 39 Sekunden:

Mit Sprung antrieben meine ich antrieb die sich durch eine andere Dimension bewegen.
Andere über lichtantriebe wie der Warpantrieb verzerren den Raum so dass man mit über licht reisen kann. Meine mal gelesen zu haben dass man mehre Sonnen Maßen an Dunkler Materie bräuchte um eine derartige Raumverzerrung zu erzeugen.

sofern man nach der bekannten Physik, genauer gesagt nach den Feldgleichungen der ART, geht. Aber wie ich es schon zu McWire sagte: wenn es legitim sein soll, sich für einen Sprungantrieb eine neue Physik auszudenken, dann ist es für den Warpantrieb natürlich ebenfalls legitim. Und diese neue Physik kann dann ja aussagen, dass es Methoden gibt, den Energieaufwand für den Warpantrieb drastisch zu reduzieren.

Das ist nach meiner Meinung schwieriger mit Technobabel weg zu erklären als das man eine höhere Dimension annimmt in der das Universum eingebettet ist.

das ist genauso einfach wie beim Sprungantrieb: man denkt sich eine neue Physik aus, die aussagt, dass man mit einer praktikablen Menge an Energie auskommt.

Da wie du so schön beschreibst das weder bewiesen noch belegt ist das es eine solche Dimension gibt kann auch keiner mit Physikalischen Gesetzen die für unser raum zeit Kontinuums gelten diesen antrieb schlecht reden.

das ist beim Warpantrieb nicht anders. Für den ist ebenfalls "weder bewiesen noch belegt" (meintest du vielleicht widerlegt statt belegt?), dass es Methoden gibt, ihn mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand zu realisieren als aus den ART-Feldgleichungen folgt.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 8 Minuten und 2 Sekunden:

Nun, wenn man nun andere Raumdimensionen unterstellt, dann hätte man doch eine völlig neue Physik. [...]

Bezieht man einen Subraum und/oder Hyperraum mit ein, so hat man - wie Agent Scullie bereits treffend betohnte - einen Freiraum für die fiktive, technische Beschreibung.[...]

wobei erwähnt werden sollte, dass man auch eine neue Physik haben kann, ohne einen Subraum oder Hyperraum einführen zu müssen. Die neue Physik kann ja auch eine im herkömmlichen Raum sein, etwa so wie ich sie in Posting #290 und #291 beschrieben habe.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 6 Minuten und 55 Sekunden:

@ Halman

Wenn man diese Raumdimensionen unterstellt, kann man diese ja gleich direkt nutzen.

du betontest doch den großen Spielraum, den man beim Ersinnen einer neuen Physik hat. Also könnte man sich auch eine ausdenken, in der man die zusätzlichen Raumdimensionen eben nicht nutzen kann.

Selbst in Star Trek sind Transwarpkanäle und Subraumkatapulte effizienter und schneller als der Warpantrieb.

aber nur weil sich die ST-Autoren das eben so ausgedacht haben. Man kann es sich auch anders ausdenken.

Wurmlöcher sind hingegen schwer zu konstruieren und schwer zu kontrollieren, dafür aber sehr schnell und einmal hergestellt sehr energiesparsam.

auch das gilt nur, wenn man sich die passende Physik ausgedacht hat, aus der das so folgt. Man kann sich auch eine ausdenken, in der Wurmlöcher leicht herzustellen und zu kontrollieren sind.

[McWire]

sofern man sie auf der Grundlage der bekannten realen Physik realisieren will. Wenn es aber für Sprungantriebe durch höhere Dimensionen erlaubt sein soll, sich eine fiktive neue Physik auszudenken, aus der sich ein praktikabler Energiebedarf ergibt, dann ist das selbstverständlich auch für den Warpantrieb und für Wurmlöcher erlaubt. Von daher ist das kein Argument.

Das Argument ist, dass es weniger kompliziert ist, das Einbettungsmedium direkt zu nutzen, wenn diese Möglichkeit besteht.

wenn man sich eine fiktive neue Physik ausdenkt. Dann aber hat man auch beim Warpantrieb und bei Wurmlöchern mehr Spielraum. Die fiktive neue Physik kann ja z.B. aussagen, dass die ART-Feldgleichungen, aus denen der unpraktikable Energiebedarf folgt, Spezialfall allgemeinerer Feldgleichungen sind. Und bei denen hat man dann wieder viel Spielraum.

Das ist richtig. Trotzdem überwiegt in der Scifi natürlich der Sprung/Hyperantrieb als Konzept, weil er einfach und verständlich ist. Man braucht da keine großartigen technischen Erklärungen.

du betontest doch den großen Spielraum, den man beim Ersinnen einer neuen Physik hat. Also könnte man sich auch eine ausdenken, in der man die zusätzlichen Raumdimensionen eben nicht nutzen kann.

Sicher, die gibt es. In Star Trek war ja mal vorgesehen, dass der Subraum nur eine Hilfsgröße ist. Erst später haben sich die Autoren von den potentiellen Möglichkeiten verleiten lassen und ihn direkt genutzt.

aber nur weil sich die ST-Autoren das eben so ausgedacht haben. Man kann es sich auch anders ausdenken.

War nur ein einziges Beispiel, dass repräsentativ für eine große Anzahl SF-Universen steht.

auch das gilt nur, wenn man sich die passende Physik ausgedacht hat, aus der das so folgt. Man kann sich auch eine ausdenken, in der Wurmlöcher leicht herzustellen und zu kontrollieren sind.

Ja richtig, nur kommt das in der SF-Literatur selten vor. Das einzige SF-Universum, wo man Wurmlöcher tagtäglich nutzt, ist Stargate. In vielen anderen (Farscape, Star Trek, Andromeda) sind es schnelle Autobahnen durch die Raumzeit, die aber nur schwer herzustellen sind, da sie ansonsten die Handlung zu leicht dominieren.

In einigen großen Franchise wie Babylon 5 oder Star Wars kommen sie sogar überhaupt nicht explizit vor.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 1 Minute und 43 Sekunden:

Wobei Transwarpkanäle die Flugstrecke ja Anhand eines Subraumnetzes vorbestimmen. Ein Warpantrieb wäre immer noch notwendig, um gewissermaßen "querfeldein" den unerschlossenden Raum bereisen zu können. Die Forschungsmissionen der Enterprise gingen ja i.d.R. in unbekannte Regionen, um Neues zu entdecken.
Ich stelle es mir so vor, als würde man ein öffentliches Verkehrssystem nutzen, dabei aber immer sein Fahrrad mitnehmen, um beweglicher und damit flexibler zu sein.


Bei Raumstraßen, die sich lohnen, könnte ich mir sowas vorstellen (Terra-Wega z.B.). Aber da es so aufwendig ist, dürfte es nur wenige solcher "Autobahnen" geben. Um sich "querfeldein" noch mit azeptabler Geschwindigkeit bewegen zu können, wäre noch immer ein Warpantrieb notwendig.

Das stimmt so nicht ganz. Transwarpkanäle werden zwar zentral gesteuert und erzeugt, aber Raumschiffe mit Transwarpspulen könne diese Kanäle lenken und somit andere als die vorgegebenen Ziele ansteuern... siehe VOY "Das ungewisse Dunkel"

[nightwalker]

Hy
Das Konzept aus 290 und 291 klingt interessant, ist aber kaum verständlich für den menschlichen Verstand. Was ich nicht ganz versteh ist das einerseits schreibst das es keine höhere Dimension gibt aber trotzdem eine supraum hast in den die Hyperflächen eingebettet sind.
So wie ich das verstehe einsteht die Zeit bei dir durch den Wechsel zwischen den Hyperflächen, und ist nicht mehr kontinuierlich sondern diskret.
Meinst du mit dem Pfad durch die Hyperflächen, das man einfach die zwischen zwei Punkten liegenden Hyperflächen, die den Raum beschreiben nicht „betritt“ sondern man so viele weglässt wie nur möglich?
Wäre das eine mögliche Erklärung für das Tunnellen von Elektronen?
Wen du mir das genauer erklären könntest würde ich mich freuen.

PS Physiker oder nicht?

[Agent Scullie]

Das Argument ist, dass es weniger kompliziert ist, das Einbettungsmedium direkt zu nutzen, wenn diese Möglichkeit besteht.

hast du dich hier vertan? Das scheint mir eher eine Antwort auf diese Passage von mir zu sein:

du betontest doch den großen Spielraum, den man beim Ersinnen einer neuen Physik hat. Also könnte man sich auch eine ausdenken, in der man die zusätzlichen Raumdimensionen eben nicht nutzen kann.

Das Thema war aber nicht, was weniger kompliziert ist, sondern welche Möglichkeiten man zum Ausdenken einer neuen Physik hat.

Das ist richtig. Trotzdem überwiegt in der Scifi natürlich der Sprung/Hyperantrieb als Konzept,

das Thema war nicht, was in der Scifi überwiegt, sondern welche Möglichkeiten man zum Ausdenken einer neuen Physik hat.

War nur ein einziges Beispiel, dass repräsentativ für eine große Anzahl SF-Universen steht.

dass es noch viele andere Beispiele dafür gibt, ist aber kein Argument dagegen, dass man es sich auch noch anders ausdenken kann.

Ja richtig, nur kommt das in der SF-Literatur selten vor.

das Thema war nicht, was in der SF-Literatur selten oder oft vorkommt, sondern welche Möglichkeiten man zum Ausdenken einer neuen Physik hat.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 30 Minuten und 48 Sekunden:

Hy
Das Konzept aus 290 und 291 klingt interessant, ist aber kaum verständlich für den menschlichen Verstand. Was ich nicht ganz versteh ist das einerseits schreibst das es keine höhere Dimension gibt aber trotzdem eine supraum hast in den die Hyperflächen eingebettet sind.

in den Superraum sind keine Hyperflächen eingebettet, in dem Sinne wie etwa eine 2-dim. Kugeloberfläche in den 3-dim. eingebettet ist, in dem die zugehörige Kugel existiert. Der Superraum ist ein abstrakter Raum, von dem jeder "Punkt" einer möglichen Konfiguration einer Hyperfläche entspricht. Der Superraum hat unendlich viele Dimensionen, diese sind aber keine Dimensionen zusätzlich zu den bekannten 3 Raumdimensionen, sondern eben abstrakt.

Nimm zum Vergleich einen Funktionenraum. Stell dir eine Sammlung von Funktionen vor, die auf einem eindimensionalen Raum definiert seien. Diese Sammlung kann z.B. die drei Funktionen sin(x), cos(x) und exp(x) umfassen. Das Funktionsargument x ist jeweils ein Element des 1-dim. Raumes. Diese drei Funktionen sind voneinander linear unabhängig, d.h. jede der drei Funktionen kann nicht als Linearkombination aus den beiden anderen Funktionen dargestellt werden. Man kann z.B. nicht

sin(x) = a*cos(x) + b*exp(x)

schreiben, wenn a und b Konstanten sein sollen, die von x unabhängig sind. Man sagt dann, die drei Funktionen bilden einen 3-dim. Funktionenraum. Dieser ist aber keine Erweiterung des 1-dim. Raumes, auf dem die drei Funktionen definiert sind, und seine drei Dimensionen haben nichts mit der einen Dimension dieses Raumes zu tun, sie stehen auch nicht irgendwie senkrecht auf dessen einer Dimension. Entsprechend gibt es auch keine Einbettung des 1-dim. Raumes in den 3-dim. Funktionenraum. Der Funktionenraum ist eben kein physikalischer Raum, sondern ein abstrakter Raum.

So wie ich das verstehe einsteht die Zeit bei dir durch den Wechsel zwischen den Hyperflächen, und ist nicht mehr kontinuierlich sondern diskret.

es ist beides möglich, der Wechsel von Hyperfläche zu Hyperfläche kann sowohl kontinuierlich als auch diskret sein. In der kanonischen Quantengravitation ging man (Wheeler und deWitt, 1960er Jahre) zunächst von einer Kontinuität des Pfades auf dem Superraum aus, später dann entwickelte man die Loop-Quantengravitation (u.a. Ashtekhar, ab 1986), in der der Pfad diskret ist.

Meinst du mit dem Pfad durch die Hyperflächen, das man einfach die zwischen zwei Punkten liegenden Hyperflächen, die den Raum beschreiben nicht „betritt“ sondern man so viele weglässt wie nur möglich?

in der kontinuierlichen Variante lässt man keine Punkte/Hyperflächen weg, sondern betritt alle, die entlang des Pfades liegen. In der diskreten Variante ist überhaupt nicht definiert, was "zwischen zwei Punkten" bedeuten soll.

Wäre das eine mögliche Erklärung für das Tunnellen von Elektronen?

für den quantenmechanischen Tunneleffekt ist keine Erklärung notwendig, der kann bereits völlig in der gewöhnlichen Quantentheorie verstanden werden. Falls du auf Nimtz' Tunnelexperiment ansprichst, bei der der eine überlichtschnelle Signalausbreitung gemessen haben will: Nimtz' Resultate können völlig ohne überlichtschnelle Signalausbreitung verstanden werden. Da tunnelt ein Wellenpaket, und da wandert das Maximum des Pakets näher an die Frontwelle heran. Nimtz misst die Signalgeschwindigkeit anhand der Bewegung des Maximums, und erhält dadurch einen Wert, der oberhalb der Geschwindigkeit der Frontwelle liegt, welche aber für die Signalausbreitung ausschlaggebend ist. Das ist so wie wenn ein Zug mit 10 Waggons durch einen Tunnel fährt, und im Tunnel 5 Waggons abgekoppelt werden (= der Teil des Wellenpakets, der nicht tunnelt, sondern am Tunnel reflektiert wird), dann ist die Mitte des Zuges nach Verlassen des Tunnels näher am vordersten Waggon als vorher (da nur noch 5 Waggons da sind statt 10). Betrachtet man jetzt die Bewegung der Zugmitte als Geschwindigkeit des Zuges, so ist diese höher als die Geschwindigkeit, mit der die Waggons tatsächlich gefahren sind. Siehe auch:

Superluminales Tunneln

PS Physiker oder nicht?

PS ja.

[nightwalker]

O.k
Soweit verstanden.
Mit welchen Mechanismen willst du den die Wahrscheinlichkeit des Pfades Beeinflussen das sich der richtige Pfad bildet?
Welche Energieform würdest du hier benutzen wollen?

Ps warum versucht man so auf biegen und Breschen Theorien aufzustellen die ohne Höher Dimensionen auskommen?

Festkörper Physiker?

[McWire]

@ Agent Scullie

Nightwalker hat als These eingebracht, dass Hyperraumsprungantriebe realistischer sein als die Alternativen. Darauf bin ich ursprünglich eingegangen, indem ich ihm soweit zugestimmt habe, dass diese Sorte Antriebe als SF-Element abseits der realen Physik besonders plausibel sind.

Ich mache das daran fest, dass

1.) diese Antriebsform die weitverbreitetste in der SF-Literatur ist. Es gibt ihn in verschiedenen Formen und Ausprägung: Hyperaumsprungtore, Hyperraumsprungantrieb, Transwarpkanal, Subraumkatapult, Subraumwirbel, Subraumkorridore, Slipstreamantrieb, etc.

2.) sie die wenigsten realwissenschaftlichen Überschneidungen hat, sodass reale Physik mit ihren Grenzen hier nur bedingt anwendbar ist. Die reale Physik kennt eben keinen Hyperraum, schließt dessen mögliche Existenz aber auch nicht aus.

3.) die anderen SF-Antriebsformen meist aufgrund realer Grenzen der Naturgesetze ebenfalls ein wie auch immer geartetes Einbettungsmedium benötigen, um diese zu umgehen.

Aufgrund 3. ist klar, dass die direkte Nutzung dieses Einbettungsraumes erzähltechnisch und in der benötigten physikalischen Komplexität einfacher ist. Man muss weniger komplizierte fiktive Physik und Technik erfinden, da es meist ein anschauliches Naturphänomen ist, was wieder zu 1. führt.

[Agent Scullie]

O.k
Soweit verstanden.
Mit welchen Mechanismen willst du den die Wahrscheinlichkeit des Pfades Beeinflussen das sich der richtige Pfad bildet?
Welche Energieform würdest du hier benutzen wollen?

nach dem Hamiltonschen Wirkungsprinzip ist derjenige Pfad am wahrscheinlichsten, für den die sog. Wirkung, eine Größe mit der Einheit Energie*Zeit, minimal ist. Die Wirkung eines Pfades berechnet sich aus der Integration (im kontinuierlichen Fall) bzw. Summation (im diskreten Fall) der Lagrange-Funktion über den Pfad. Es handelt sich dabei um ein sehr allgemeines Prinzip, das in vielen Zweigen der Physik Anwendung findet, nicht nur in der kanonischen Quantengravitation. Z.B. kann man auch die Bewegung eines Teilchens damit beschreiben, der Pfad ist dann einfach die Bahnkurve des Teilchens im gewöhnlichen 3-dim. Anschauungsraum.

Aus der Lagrange-Funktion lassen sich dann Bewegungsgleichungen ableiten, im Fall eines nichtrelativistischen Teilchens kommt dabei einfach die Newtonsche Bewegungsgleichung heraus. Überträgt man das Prinzip auf Felder, so ist die Lagrange-Funktion ein Volumenintegral über eine Lagrange-Dichte, aus der sich dann die Feldgleichungen für die beteiligten Felder ableiten lassen. So sind z.B. die Feldgleichungen der ART mit einer bestimmten Lagrange-Dichte verknüpft, der Einstein-Hilbert-Wirkung.

Für eine neue Physik, die eine Realisierung des Warpantriebes mit praktikablem Energieaufwand gestattet, kann man sich nun entweder eine passende Lagrangedichte ausdenken, die auf passende Feldgleichungen führt, oder alternativ kann man sich eine Erweiterung des Lagrange-Formalismus überlegen, neben dem Formalismus für die Mechanik von Teilchen und dem für Felder.

Ps warum versucht man so auf biegen und Breschen Theorien aufzustellen die ohne Höher Dimensionen auskommen?

ebensogut könnte man fragen, warum man so auf Biegen und Brechen Theorien aufzustellen versucht, die auf höhere Dimensionen zurückgreifen

Ich persönlich finde Theorien, die FTL-Reisen mittels höherer Dimensionen realisieren, ziemlich unelegant. Nimm als Beispiel eine sehr einfache Variante des Hyperraum-Konzepts: unser 3D-Raum bzw. unsere 4D-Raumzeit ist ein Unterraum eines 4D-Raumes (einer 5D-Raumzeit), in dem lauter 3D-Räume parallel zu unserem existieren, wobei die Entfernung zwischen zwei Punkten umso kürzer sind, je weiter der betreffende 3D-Raum von unserem entfernt ist, d.h. je weiter man sich entlang der zusätzlichen Raumdimension aus unserem 3D-Raum hinausbewegt. Will man also z.B. eine 1000 Lichtjahre lange Strecke innerhalb eines Jahres zurücklegen, so begibt man sich in einen dieser parallelen 3D-Räume, in dem die Strecke nur noch weniger als 1 Lichtjahr lang ist, fliegt dann mit Unterlichtgeschwindigkeit an den Zielpunkt und kehrt dann in unseren normalen 3D-Raum zurück. An diesem Konzept missfallen mir zwei Dinge:

1. in diesem parallelen 3D-Raum, in dem die Strecke weniger als 1 Lichtjahr beträgt, muss man immer noch auf herkömmliche Weise zum Zielort reisen, d.h. man muss beschleunigen und abbremsen, wodurch man Trägheitskräften ausgesetzt wird, und zudem unterliegt man wiederum speziell-relativistischen Effekten, wie der Zeitdilatation, wenn man mit annäherend Lichtgeschwindigkeit fliegt. Um das zu umgehen, müsste man sehr langsam, viel langsamer als mit c, fliegen, was zur Folge hätte, dass es nicht ausreichen würde, sich in einen Raum zu begeben, in dem die Strecke etwas kürzer als 1 Lichtjahr, sondern man müsste gleich in einen Raum, in dem sie noch viel kürzer ist, z.B. nur ein Tausendstel Lichtjahr. Man stünde dann häufig vor der Wahl: lieber tiefer in den Hyperraum (in einen 3D-Raum, wo die gewünschte Flugstrecke kurz genug ist) oder lieber eine gewisse Zeitdilatation in Kauf nehmen?
2. Es ist nicht einsichtig, warum der Hyperraum, wenn es ihn gibt, überhaupt so strukturiert sein sollte, also so, dass die Entfernungen immer kürzer werden, je tiefer man in den Hyperraum eindringt. Eine Physik, die aussagt, dass das eben so ist, mutet für mich viel zu sehr an den speziellen Zweck angepasst an, FTL-Reisen zu ermöglichen. Die Annahme zusätzlicher Dimensionen als solche ist als Grundannahme ja noch allgemein genug, aber aus ihr alleine ergibt sich nicht, dass der Hyperraum eine solche Struktur haben soll. Eng damit verknüpft ist auch die Frage nach der Herkunft des bevorzugten Bezugssystems, das es in jeder FTL-Theorie geben muss und auch hier gibt: ist die Struktur des Hyperraums und damit das bevorzugte Bezugssystem durch die Naturgesetze festgelegt, oder war sie ursprünglich anders und hat sich erst im Laufe der Entwicklung des Hyperraumes herauskristallisiert?

Punkt 1 könnte man entkräften, wenn man davon ausgeht, dass im Hyperraum ganz andere Gesetze gelten, aus denen hervorgeht, dass weder Trägheitskräfte noch Zeitdilatationseffekte auftreten. Dann aber müsste man erst einmal angeben, wie diese Gesetze denn konkret aussehen sollen, und das wäre dann auch schon wieder wesentlich nichttrivialer.

Festkörper Physiker?

meine Diplomarbeit war über magnetische Schichtsysteme. Diese finden sich üblicherweise in Festkörpern. Wenn das zählt

[Halman]

Ist die Raumzeit nur Phantasma - &quot;Das unentdeckte Land&quot; der Physik

Bekanntlich gibt es in der heutigen Physik noch keine vollständige Theorie der Quantengravitation, sehr wohl aber schon eine Reihe von Ansätzen für eine solche, von denen die KQG, an der bereits John A. Wheeler in den 60er Jahren gearbeitet hat, und auf der u.a. die Quantenkosmologie und die Loop-Quantengravitation aufbauen, einer ist.

Nun, ich versuche immer noch die relativistische Physik und die Quantenmechanik auf möglichst einfacher und grundlegender Weise (d.h. mit möglichst wenig Mathematik) zu verstehen. Die Ansätze zur Quantengravitation übersteigen daher leider meinen Horizont. Aber ich wage mich mal vor auf dieses "Unbekannte Land": Soweit ich aufgeschnappt habe, beschrieb Wheeler die Quantenfluktuationen (ich vermute mal von Φ-Feldern), und zeigte damit, dass das Vakuum nicht mehr völlig "glatt" war, sondern erfüllt war von Flukuationen auf der Quantenebene. Gehe ich recht in der Annahme, dass die QFT und die ART der KQG zugrundeliegen und darin die Raumzeit (und damit die Gravitation) - im Gegensatz zur LQG - noch klassisch beschrieben wird, die Quantenfelder hingegen quantisiert sind? Trifft dies nicht auf die Superstringtheorie und die M-Theorie zu?

Was darf ich unter Quantankosmologie verstehen? Fallen darunter alle modernen "Konkurrenten" zur klassisch formulierten Urknalltheorie?

Ein Wort vorweg: von der Idee eines Parallelraums, wie ich sie in Posting #154 erläutert habe, bin ich wieder abgekommen, dafür orientiere ich mich wieder verstärkt am Alcubierre-Antrieb.

Darf ich daraus ableiten, dass Dein auf die KQG basierendes FTL-Konzept schwerlich für Hyperraumflüge wie in SW übertragbar ist? Diese Schlussfolgerung zwängt sich mir nämlich auf und ich verabschiede mich nur ungern von dem mir liebgewordenen Hyperraum. Aber gut, Du lieferst dafür ja alternativ eine qualifizierte Alternative.

Im allgemeinen wird der Hyperraum ja als einer weitere Dimension oder ein paralleler Raum beschrieben. Dieser kommt in der KQG als physikalischer Raum nicht vor. (So habe ich Dich jedenfalls verstanden.)

Laut Jedipedia wird der Hyperraum in SW so beschrieben:

Der Hyperraum, der von den Yuuzhan Vong auch Dunkelraum genannt wird, ist eine andere Dimension des bekannten Raumes, in der sich Objekte mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen können. Dabei ist der Hyperraum weder vom bekannten Raum getrennt, noch existiert er parallel zu diesem. Vielmehr können alle Objekte in der einen Dimension Objekte in der anderen berühren oder beeinflussen.

Eine "Dimension" des bekannten Raumes - wie könnte man sich dies vorstellen?

Einen Aspekt der Parallelraumlösung behalte ich allerdings bei, wie ich weiter unten erläutern werde. Viele Leser dürfte es freuen, dass meine Erläuterung ohne Mathematik auskommt, ich werde aber voraussichtlich noch ein PDF mit einer mathematisierteren Version erstellen.

Hast Du noch die Absicht, eine mathematisierte PDF-Datei zu erstellen?

Teil 1: Die kanonische Quantengravitation und ihr Raumzeit-Verständnis

Folgt man der KQG, so ist die die 4-dim. Raumzeit kein fundamentales Objekt, sondern wird aus einer Abfolge von raumartigen Hyperflächen, d.h. 3-dim. Räumen, aufgebaut.

Wäre demnach die Raumzeit eine "Illusion", welche von der "Abfolge von raumartigen Hyperflächen" geschaffen wird?

So erscheinen uns doch Raum und Zeit real zu sein. Hierzu möchte ich einen Gedanken aus einem uns vertrauten Buch zitieren:

Zitat aus Gravitation und Raumzeit - 1. Große Menchen - Große Ideen:
Unter "Ordungen der Dinge" verstand Lebniz, daß wir uns selbst Raum und Zeit als Vorstellungen erschaffen, um die auf uns einfallenden Sinneseindrücke sinnvoll ordnen zu können. Einstein folgte Leibniz in der Auffassung, daß Raum und Zeit Begriffe sind, in denen wir denken, nicht aber Bedingungen, unter denen wir leben.

Raum und Zeit sind gewissermaßen nur die "Schatten" der Raumzeit. Erweist sich gemäß der KQG nun, dass auch die Raumzeit keine Bedingung ist, unter der wir leben und diese lediglich ein "Schatten" der "Abfolge der raumartigen Hyperflächen" ist? (Die "Abfolge von raumartigen Hyperflächen" scheint mir hier eine Beschreibung nur einer physikalisch realen raumartigen Hyperfläche zu sein, die sich dynamisch verändert.)

Könnte man also sagen: Die Raumzeit ist ein "Schatten" einer dynamischen, raumartigen Hyperfläche (welche man als Abfolge von Hyperflächen beschreiben kann, so wie man der Lauf einer Uhr als Abfolge vieler Uhren beschreiben könnte)?

Man kann sich jede raumartige Hyperfläche als einen "Punkt" in einem abstrakten Raum, dem Superraum, vorstellen, die Raumzeit bildet dann einen "Pfad" in diesem Superraum.

Dieser "Pfad" durchlauf dann den wahrscheinlichsten Weg aller Möglichkeiten, welcher der Superraum repäsentiert? Also wird dass, was man als physikalische Realität auffassen kann, nur durch den "Pfad" beschrieben, wohingegen der Superraum keinesfalls als realer physikalischer Raum aufzufassen ist, sondern lediglich einen abstrakten, mathematischen Raum von Möglichkeiten beschreibt. - Ja?

Auf jeder Hyperfläche sind eine Dreiergeometrie h und ein Satz nicht-gravitativer Felder Φ definiert, die die "Position" (h, Φ) der Hyperfläche im Superraum angeben. Alle Eigenschaften der Raumzeit, so auch ihre Vierergeometrie g, werden durch die Punkte festgelegt, die der Pfad durchläuft, durch die Dreiergeometrien und Felder (h, Φ).

Also wird bspw. auch die Schwarzschild-Metrik durch eine Position im Superraum beschrieben, der verschwindene Krümmung des flaches Raumes aber durch eine andere Position? Das ist mir zu hoch und geht einfach nicht in meine "Birne".

Also, unendlich viele "Punkte" im Superraum, und jeder "Punkt" beschreibt eine mögliche Raumgeometrie h und mögliche Werte für den Satz an skalaren Quantenfeldern Φ.

Ich komme mir vor, wie jemand, der versucht im Nebel klar zu sehen. Was ich zu erkennen glaube ist, dass Du hier - ähnlich wie in der ART die Raumzeit - dynamische "Pfade" beschreibst. Man könnte sagen: Der Ablauf der Zeit ("Gang der Uhren") schließt eine statische Raumzeit aus.

Im ersten angehängten Bild sind drei exemplarische Pfade dargestellt: der erste, grüne ist ein einfacher Pfad ohne Schleifen, der zweite, blaue, enthält zwei Schleifen, d.h. es gibt Werte von (h, Φ), die mehrfach vorkommen, der dritte, gelbe Pfad schließlich besteht aus nur einem einzigen Punkt, er entspricht einer vollkommen statischen Raumzeit, in der sich h und Φ nicht ändern. Eine solche Raumzeit wäre aus Sicht der KQG von überhaupt keiner Raumzeit nicht zu unterscheiden, und ist deswegen, anders als in der ART, nicht möglich.

Eine statische Raumzeit, wäre eine ohne Quantenfluktuationen, richtig? Also eine, in welcher der Wert Null exakt (also "scharf") definiert werden könnte.
AFAIK stehen derart scharfe Werte im Widerspruch zur Quantenmechanik und daher auch zur daraus abgeleiteten QFT. Wenn diese nun eine Grundlage der KQG ist, dann können darin natürlich keine absolut scharfen Werte für die Φ-Felder zugrundelegt werden.
Resultieren also die Quantenfluktuationen aus dem "Pfad" im Superraum und repräsentieren damit dem Verlauf der Zeit?

Eine ungewöhnlich anmutende Konsequenz hat dieses Bild für die Zeit. Diese tritt überhaupt nicht als eigenständige Größe in Erscheinung. Jeglicher physikalisch messbare Zeitablauf ergibt sich vielmehr erst aus den aufeinander folgenden Werten von h und Φ auf dem Pfad. Von Carlo Rovelli, einem führenden Vertreter der Loop-Quantengravitation, stammt ein vereinfachtes Beispiel hierzu: man stelle sich ein expandierendes Universum vor, beschrieben durch einen mit der Zeit anwachsenden Skalenfaktor, das von einem räumlich homogenen Feld erfüllt ist, das sich periodisch mit der Zeit ändert. Dann entspricht die Zeit, die zwischen zwei auf dem Pfad liegenden Hyperflächen verstreicht, einfach der Anzahl der Periodendurchläufe des Feldes. Die Raumzeit des Beispieluniversum wird daher vollständig durch den Skalenfaktor, der die Dreiergeometrie h repräsentiert, und das homogene Feld charekterisiert, die Zeit erweist sich als überflüssige Hilfsgröße, der keine eigene Bedeutung zukommt. Der sich periodisch ändernde Wert des Feldes übernimmt hier gewissermaßen die Rolle einer Uhr und definiert dadurch einen Zeitablauf.

Offengestanden habe ich größte Schwierigkeiten damit, dies mit der ART in meinen Kopf unter einem Hut zu bringen.
In der ART wird die Gravitation ja erst durch die Raumzeit verständlich. So folgen langsame Bälle, schnelle Geschosse und sogar Lichtstrahlen identisch gekrümmten Weltlinen (sofern sie nahe genug beieinander liegen, sodass die Unterschiede vernachlässigbar klein sind, also gegen Null tendieren).
Auch lässt sich der Intervall nur durch die Einheit von Raum und Zeit zu einem Kontinuum verstehen. Die Raumzeit scheint demnach physikalische Realität besitzen und Raum und Zeit und nur die "Schatten", die wir wahrnehmen.

Wenn nun die Zeit nur eine Hilfsgröße ist, womit bildet dann der Raum ein Kontinuum?

Man kann das Prinzip auch nahezu 1:1 auf die Loop-Quantengravitation übertragen. Dabei treten lediglich an die Stelle der raumartigen Hyperflächen die Spin-Netzwerke, an die Stelle der Dreiergeometrien h die Netzwerk-Konfigurationen, und an die Stelle des Superraumes der Konfigurationsraum der Spin-Netzwerke, der Raum aller möglichen Konfigurationen.

Okay, dies stelle ich mir wie ein dynamisches Spin-Netzwerk vor, in der die dynamische Veränderung den Ablauf der Zeit repräsentiert (wie das Ticken einer Uhr).

Teil 2: Der Antrieb

Zur Realisierung eines FTL-Antriebes ist das so erhaltene Raumzeitbild in zweierlei Hinsicht interessant. Zum einen wird dadurch, dass sich die Raumzeit aus einer Folge von 3D-Räumen zusammensetzt, auf ganz natürliche Weise eine absolute Gleichzeitigkeit definiert, wie sie für FTL-Reisen wesentlich ist, um kausale Schleifen zu vermeiden. Die Raumzeit in raumartige Hyperflächen zerlegen kann man zwar schon in der ART, dort ist die Zerlegung aber beliebig. Nicht so in der KQG, hier sind die Hyperflächen fundamental, und die Raumzeit ist nur abgeleitet.

D.h., das in der ART beschriebene Universum ist nur eine "Illussion", welche von den fundamentalen Hyperflächen erzeugt wird?

Ist also das Universum, wie wir es sehen, nichts weiter als Phantasma? An dieser Stelle erscheint mir ein Leibniz-Zitat passend:

Zitat von Gottfried Wilhelm von Leibniz:
Obwohl gesagt wurde, daß dieses ganze Leben nichts als ein Traum ist und die physikalische Welt nichts als ein Phantasma sei, so sollte ich doch diesen Traum oder dieses Phantasma für real genug halten, falls wir, den Verstand wohl gebrauchend, nie von ihnen getäuscht worden sind.

Kausale Schleifen wären nur realisierbar, indem der Pfad im Superraum Schleifen durchläuft, was sich mit der Festlegung, dass nur schleifenlose Pfade zulässig sind, ausschließen lässt.

Eine elegante Lösung.

Zugleich kann man aber feststellen, dass dies nicht bedeutet, dass das Relativitätsprinzip, das die Gleichberechtigung aller Inertialsysteme und die Nichtexistenz einer absoluten Gleichzeitigkeit aussagt, auf fundamentaler Ebene verletzt würde: da die Raumzeit und die Zeit keine primordialen Eigenschaften der Natur sind, ist das Relativitätsprinzip auch keine, und kann daher auf primordialer Stufe nicht verletzt werden, schließlich ist es auf dieser gar nicht definiert.

Diese Stufe erscheint mir wie ein "unbekanntes Land", welches hinter Nebelschwaden verborgen liegt.

Also, demanch würde die ART die Natur des Universums gar nicht auf fundamentaler Weise beschreiben. Dieser Gedanke ist für mich ungewohnt.
Angenommen, die ART wäre doch fundamental, wäre dann FTL kathegorisch ausgeschlossen? Ist also der "Spagat", auf der einen Seite die ART als fundamentale Beschreibung des Universums zugrundezulegen und auf der anderen Seite FTL für möglich zu halten, nicht zu meistern, da beides unvereinbar ist?

Der zweite bedeutsame Aspekt ist, dass, weil die Raumzeit und mit ihr die Raumzeit-Metrik g nicht fundamental sind, die Physik prinzipiell nicht an die Raumzeit-Metrik und damit auch nicht an die Grenze der Lichtgeschwindigkeit gebunden ist.

Okay, die Gleichzeitigkeit innherhalb einer Hyperfläche erlaubt also prinzipiell eine raumartige Ausbreitung. Dennoch muss diese Möglichkeit ja eingeschränkt werden, da die ART ja noch immer den Grenzfall bildet.

Nun stellt sich natürlich die Frage, ob ein solcher Pfad, der die beiden angenommenen Hyperflächen enthält, überhaupt realisiert werden würde. Hier kommt eine Größe ins Spiel, die man Wirkung nennt. Diese determiniert, wie der Pfad verläuft: jedem erdenklichen Pfad lässt sich eine solche Wirkung zuordnen, und genommen wird dann vorzugsweise ein Pfad, für den sie minimal wird. In der klassischen Physik würde einfach genau der Pfad mit der kleinsten Wirkung realisiert, in der Quantentheorie ist es etwas komplizierter, dort werden gemäß dem Feynmanschen Pfadintegralkonzept alle prinzipiell möglichen Pfade durchlaufen, jedoch nicht alle mit der gleichen Wahrscheinlichkeit. Eine nennenswerte Wahrscheinlichkeit haben nur die Pfade, die nahe am klassischen Pfad liegen. Man muss folglich eine Formel aufstellen, anhand der man für jeden Pfad die Wirkung berechnen kann. Will man z.B. eine Theorie haben, in der FTL-Reisen verboten sind, dann wählt man eine Formel, bei der herauskommt, dass für den oben angenommenen Pfad mit der überlichtschnellen Uhr die Wirkung weit vom Minimum entfernt ist, so dass sich für diesen Pfad nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit ergibt. Das trifft etwa auf die ART zu.

Kann ich mir das so vorstellen, dass die Wahrscheinlichkeit für den beschriebenen Pfad von der gewählten Metrik anhängt? Ist es also so, dass die Größe Wirkung davon abhängt, ob der FTL-Antrieb aktiv ist oder nicht? (So, als würde sich scheinbar die Physik ändern.)

Wir aber wollen natürlich, dass FTL-Reisen möglich sind, und nehmen daher eine Formel für die Wirkung an, die für den beschriebenen Pfad eine hohe Wahrscheinlichkeit, respektive eine minimale Wirkung, zulässt, dabei zugleich aber auch erlaubt, diese Wahrscheinlichkeit mit Hilfe eines Warpfeldes zu steuern, so dass man auch anhalten und ggf. später weiterfliegen kann. Im Bild ist dieses Feld durch die violette Färbung in der Umgebung der mittleren Uhr angedeutet. Die Darstellung ist nur grob schematisch, in der Realität sollte das Feld natürlich eine Asymmetrie aufweisen. Man kann sich dann vorstellen, dass das Warpfeld in Analogie zum Alcubierre-Antrieb eine Warpblase generiert, die das Raumschiff umhüllt und alle darin befindlichen Objekte mit sich führt. Wie schon bei Alcubierre hat die vorderste Front der Warpblase eine raumartige Weltlinie - das ist jedoch nicht weiter störend, da sich auf dieser Weltlinie keine Uhr bewegt. Im Raumzeitbild der KQG ist der raumzeitliche Abstand zwischen zwei Ereignisse bedeutungslos, wenn es keine Uhr gibt, deren Weltlinie zwischen ihnen verläuft.

Also gilt die ART als Grenzfall nur für "Uhren"? Was definiert gem. der KQG eine "Uhr"? Warum unterliegen Gravitationswellen den ART-Feldgleichungen? Sind sie "Uhren"?
Anderseits expandiert der Raum global im Universum ja schneller, als das Licht ihn durcheilen kann. Dies scheint mir für Dein Konzept zu sprechen.

Teil 3: Die Phasenverschiebung

[...]

Das Raumzeitbild der KQG bietet aber eine Alternative an. Da die Raumzeit-Metrik nur eine abgeleitete, sekundäre Größe ist, muss sie nicht notwendigerweise für alle Teilchen gleich sein. Es wäre möglich, dass die Staubpartikel einfach von der Warpblase unbeeinflusst bleiben und in dem gleichen Raumbereich weiter existieren, der von der Blase eingenommen wird. Man könnte z.B. eine Größe, nennen wir sie "Phase", einführen, die bei allen Objekten im bekannten Universums standardmäßig einen bestimmten Wert hat. Ein Objekt, dessen Phase vom Standardwert abweicht, das folglich "aus der Phase ist", kann an der gleichen Stelle existieren wie ein anderes Objekt mit der gewöhnlichen Phase, ohne dass beide miteinander interagieren. Für die Staubpartikel in dem Raumbereich, den die Warpblase gerade durchfliegt, und für von vorne auftreffendes Licht könnte also die Phase geändert werden, während sie für das Raumschiff den Standardwert behält, so dass es zu keiner Interaktion des Raumschiffs mit den Staubteilchen und dem eintreffenden Licht kommt. Nachdem der Raumbereich durchflogen ist, setzt man die Phase der Staubteilchen dann wieder zurück, ebenso die von Licht, das die Blase wieder verlässt. Vom Prinzip her ähnelt das einer Parallelraumlösung wie in Posting #154, bei der Staubpartikel und Licht in einen Parallelraum verschoben werden, nur dass es hier keinen "echten" Parallelraum gibt, eher eine Art "effektiven Parallelraum", oder, wenn man so will, eine "Phasenverschiebung".

Dies erinnert mich an die Phasenverschiebung in Star Trek (kam auch in Stargate vor). Wäre es - ähnlich wie in Star Trek - möglich, die Phasenverschiebung auch unabhängig vom FTL-Antrieb einzusetzen, um so bspw. Objekte zu tarnen oder durch Wände gehen zu können?

An den Rändern der Warpblase wäre zu erwarten, dass eintreffendes Licht nicht abrupt die Phase wechselt, sondern eine Art Übergangszone anzutreffen ist.

Warum?

Dadurch könnte ein Teil des Lichts in der Standardphase bleiben und im Blaseninneren auf das Raumschiff treffen. Das würde gewährleisten, dass man im Raumschiff noch etwas von der Welt außerhalb der Blase sehen kann, und zugleich sicherstellen, dass die Lichtintensität, anders als beim Alcubierre-Antrieb, nicht zu sehr durch die Blauverschiebung verstärkt ist.

Dies wäre natürlich für die Navigation vorteilshaft und macht sich natürlich auch on screen gut.

4. Vergleich zu anderen Konzepten

[...]

Vergleicht man mein neues Konzept mit dem aus Posting #108 und #147, so stellt man fest, dass es eine Parallele gibt, nämlich die, dass die Raumzeit-Metrik g nicht fundamental ist. Das ist aber auch schon alles: in meinem damaligen Konzept war die Raumzeit fundamental, aber nicht ihre Metrik, auch deren räumlicher Teil nicht, beim neuen Antrieb ist die Raumzeit selbst nicht fundamental, dafür aber der Raum und dessen Dreiermetrik h. Im Vergleich zu der Idee aus Posting #218, eine absolute Gleichzeitigkeit mit Hilfe eines T-Feldes ohne fundamentale Verletzung des Relatitivätsprinzips zu gewährleisten, ist die absolute Gleichzeitigkeit jetzt wieder fundamental, aber wie oben erläutert kann man sagen, dass das Relativitätsprinzip nicht fundamental verletzt wird, weil es selbst nicht auf fundamentaler Stufe definiert ist.

Dies bedeutet ja, dass man sich mit dem Gedanken anfreunden muss, dass die ART das Universum gar nicht auf fundamentaler Ebene beschreibt. Will man aber daran festhalten, so muss man sich wohl von der Chance für FTL verabschieden. Sehe ich es so richtig?