Physik vs Science Fiction

[HMS Fearless]

Den Vergleich zum Elektromagnetismus kann ich so nicht gelten lassen.

EM entsteht durch den Fluss elektrischer Ströme.
Sowohl in der Natur als auch in der Technik.
Wir machen also nichts anderes als das natürliche Funktionsprinzip des EMs 1:1 zu kopieren.
Nicht so bei der Gravitation.

Gravitation entsteht in der Natur durch das vorhandensein von Materie, und nicht durch rotierende Metallscheiben.

[McWire]

Den Vergleich zum Elektromagnetismus kann ich so nicht gelten lassen.

EM entsteht durch den Fluss elektrischer Ströme.
Sowohl in der Natur als auch in der Technik.
Wir machen also nichts anderes als das natürliche Funktionsprinzip des EMs 1:1 zu kopieren.
Nicht so bei der Gravitation.

Gravitation entsteht in der Natur durch das vorhandensein von Materie, und nicht durch rotierende Metallscheiben.

Wir wissen aber, dass in der Natur durch Rotation zweier schwerer Massen die kinetische Energie in Gravitationswellen umgewandelt werden kann.

Vielleicht kann man das ja eines Tages kopieren.. sozusagen künstliche Gravitationswellen

Die genaue Natur der Gravitation ist eh noch nicht verstanden, von daher ist in dem Bereich noch vieles offen... vielleicht gibt es ja die Möglichkeit die Gravitation auf atomaren oder subatomaren Niveau zu steuern.

Wir haben ja noch nichtmal eine vollständig Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen und ihrer Verwandschaft.. ich bin da voller Hoffnungen, dass die ein oder andere technische Anwendung gelingt

[Agent Scullie]

Es gibt zu 3 der 4 fundamentalen Wechselwirkungen entsprechende Anwendungsmöglichkeiten, wie z.B.:
EM -> Elektronik, Chemie, Laser
Kernkräfte -> Kernspaltung, Kernfusion

oh, es gibt auch bei der Gravitation Anwendungsmöglichkeiten. Wasserkraftwerke z.B., oder in der Raumfahrt Swing-By-Manöver.

[HMS Fearless]

Wir wissen aber, dass in der Natur durch Rotation zweier schwerer Massen die kinetische Energie in Gravitationswellen umgewandelt werden kann.

Das wusste ich nicht.

[McWire]

Das wusste ich nicht.

-> Gravity Waves

-> Gravitationswelle ? expliki

Die bisher erfolglose Suche mit Gravitationsdetektoren erhielt wieder Auftrieb als es den amerikanischen Physikern Russell Hulse und Joseph Taylor gelang mit dem Arecibo-Radioteleskop auf Puerto Rico einen Pulsar im Sternbild Adler, der Teil eines engen Doppelsternsystems ist, zu vermessen. Als Folge der Abstrahlung von Gravitationswellen sollten Umlaufbahn und Bahnperiode des Neutronensterns stetig schrumpfen, denn nach der allgemeinen Relativitätstheorie berechnet sich die Abnahme der Umlaufperiode pro Jahr, durch Abstrahlung von Gravitationswellen, zu 0,076 Millisekunden. Nach mehrjährigen Messungen konnten Hulse und Taylor 1978 diese Vorhersage mit einer Genauigkeit von 0,5 Prozent bestätigen. Das ist ein indirekter Beweis für die Existenz von Gravitationswellen.

[mimesot]

@HMS Fearless

Du schriebst: "Den Vergleich zum Elektromagnetismus kann ich so nicht gelten lassen. EM entsteht durch den Fluss elektrischer Ströme. Sowohl in der Natur als auch in der Technik. Wir machen also nichts anderes als das natürliche Funktionsprinzip des EMs 1:1 zu kopieren. Nicht so bei der Gravitation. Gravitation entsteht in der Natur durch das vorhandensein von Materie, und nicht durch rotierende Metallscheiben."

Noch ein paar Anmerkungen: Elektromagnetismus mit Gravitation zu vergleichen ist etwas ungenau. Die nakte statische Gravitation ist mit der Elektrostatik gleichzusetzen, und hier übernimmt die schwere Masse die Rolle der Ladung.

Vergleiche mal das Coulombgesetz mit der Newton'schen Massenanziehung, oder betrachte die Maxwellgleichung div(E) = # * rho; integral betrachtet Flächenintegral E = Volumsintegral rho = eingeschlossene Ladung; kannst du auch für Gravitostatik umbaun.

(# = Einheitensystemabhängiger Faktor, in SI: 1/(4pi*epsilon_0) )

Sobald du Ströme hinzunimmst bist du in einem erweisterten Gebiet, nämlich der Elektro-Dynamik bzw. sogar der Elektro-Magneto-Dynamik, kurz EM. Dazu gibts das Pendant der Gravitodynamik, und ja, es gibt den Gravitomagnetismus, ein Pendant zu Magnetismus, erzeugt durch Massenströme. Klopf mal die Schlagworte ""Frame-Dragging" oder "Lense-Thirring-Effekt" "Gravitationswelle" in die Wiki. Diese Effekt enstammen Lösungen der ART und sind demnach als physikalisch releevant anzusehen und alle experimentell nachgewiesen (letzteres siehe McWire).

Fakt ist aber, dass Gravitomagnetische Effekte sehr sehr klein sind, daher mit normaler bewegter Masse nicht wirklich utilisierbar sind. Laut manchen Theorien, die ich nicht kenne (KANN JEMAND DAZU WAS SAGEN?), gibt es aber einen Zusammenhang zwischen Photonen und Gravitonen in Supraleitern (um zu deinen Metallscheiben zurückzukehren). Ich bin da zwar sehr skeptisch, aber ich will es nicht für unmöglich befinden. Es würde zumindest erklären, warum Tajmars Experimente so deutliche Ergebnisse liefern. Ich bin also sehr gespannt, was in nächster Zeit so veröffentlicht wird.

[Angelus1982]

Hallo,
interessantes Topic,
leider finde ich das zuviel, unberechtigt als Science Fiction bezeichnet wird, wie zm Beispiel Star Wars, dass ist für mich eher TechnoPhantasy, als Science Fiction.

Das schöne an Science Fiction und der Realität ist, dass sie sich gegenseitig beeinflussen, siehe Jules Verne 20000 Meilen unter dem Meer, oder Star Trek.

SciFi muss etwas mit der Physik zu tun haben.
Das hat mir dann in Star Trek sehr gefallen, später dann nicht mher, als man sich eine Singularität nach dem anderen aus den Hut zauberte.
Das hat dann mehr mit Phantasy zu tun.

Zum Thema Elektromagnetismus muss ich sagen, auch da ist noch nicht alles geklärt und dieser entsteht auch nicht durch bewegte Ladungsträger, korrekt durch beschleunigte Ladungen.

Das mit der Gravitation ist wirklich ein Rätsel, Gravitationswellen sind noch nicht nachgewissen, doch wenn es sie gibt, davon bin ich überzeugt, heißt das nicht, dass man damit Gravitation erzeugen kann, Wellen sind transportierte Energie, der einzige Effekt einer Gravitationswelle wäre, dass wenn uns ein Wellenmaximum trifft, Raum und Zeit gedehnt werden, trifft uns ein Wellenminimum, Raum und Zeit gestaucht werden, oder umgekehrt, wer will dass schon sagen können.
So wie ich das verstanden habe, sind Gravitationswellen, aufwirbelungen der RaumZeit, die durch zwei sehr schnell, umeinanderkreisende Neutronsterne erzeugt werden, wenn das stimmt, dann besteht ein Zusammenhang, zwischen Gravitation und der Raumzeit, was die Entstehung betrifft.
Gibt es diesen Zusammenhang, müsste man auch erforschen, was die Struktur der Raumzeit ist, wie sie aufgebaut ist, wie sie mit zum Beispiel Masse wechselwirkt erforschen, daraus würde sich ergeben, dass Raum und Zeit, eben nicht nur Raum und ZEit sind.
Hier gibt es etwas Fundamentales, was wir nicht erklären können, alle Theorien, die für sich so stimmen, Theorie bedeutet nicht an den Haaren herbeigezogen, versagen ander Gravitation. Das heißt nicht, dass diese Theorien falsch sind, sie sind eben nur teilausschnitte, die es git zusammenzuführen.
Ich erwähne das nur, weil immer und immer wieder, wenn es um solche Themen geht, behauptet wird, dass die Theorien der Physik falsch sind, sind sie nicht, es sind Bruchstücke des Ganzen.

Zum Thema Kernfusion, dass war nie wirklich das Problem, eine Kernfusion in Gang zu kriegen, dass Problem ist eher die ungeheure Wärmestrahlung, die auch ein, in einer Magnetfalle befindliches Plasma abstrahlt.

Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit, halte ich für Quatsch, da wenn c gegen ca 300000 km pro sek geht, nur noch die Masse nach E=mxcxc.
Ich dneke soetas wie Raumkrümmung ist da realistischer, ich hatte schonmal daran gedacht, dass in Star Trek Raumkrümmung genutzt wird, wegen diesen Gummibandeffekt, beim WarpIN, aber da haben sie mich ausgelacht.

Wisst ihr an Ideen mangelt es nicht. Es gibt unendlich viel zu tun, doch wenn man sich die durch Macht und Interessen verkorkste Welt anschaut, muss man sich fragen, ob es überhaupt mal soweit kommen sollte, dass wir zu den Sternen fahren, Aliens treffen, dass Universum erforschen.

[mimesot]

@ Angelus1982

Hi.

Ich finde auch, dass Star Wars eindeutig ins Phantasy-Genre gehört und mit ScienceFiction nur am Rande zu tun hat (OK, es gibt Han's Hydroschraubenschlüssel ). Wichtig ist gerade das Phantastische (z.B. die Macht), die Ideale, die Politik. Star Wars ist aus ganz anderen Gründen cool als StarTrek.

Zum Thema beschleunigte Ladungen statt bewegte:
Für ein statisches Magnetfeld reicht doch ein konstanter Strom aus, oder irre ich mich. Ich verweise einmal auf Biot-Savart: Magnetfeld = Volumsintegral( Stromdichte kreuz Richtung/Abstandsquadrat ) alles Konstanten einschließlich 4pi gleich 1 gesetzt, versteht sich. *gg* Da ist keine Zeitableitung von der Stromdichte drinnen und damit keine Ladungsbeschleunigung. Es sei denn du meinst mit Elektromagnetismus speziell wechselseitige Induktion von elektrischem und Magnetfeld, dann erst ergibt deine Aussage für mich Sinn.

Zum Thema Kernfusion: Diese Aussage ist etwas unvollständig. Der Einschluss eines fusionsfähigen Plasmas via Trägheit ist verhältnissmäßig leicht (siehe H-Bombe), ein Plasma in einer Magnetfalle zur Fusion zu treiben ist es definitif nicht! Abgesehen von der komplexen Magnetfeldgeometrie im Fall des Stellarators, den grenzgeilen Induktionssträmen bem Tokamak stecken da einige Finessen dahinter, speziell, wenn man einen Dauerbetrieb oder ähnliches in Erwägung zieht. Ein sehr spannendes Gebiet ist zum beispiel die Simulation von MDH-Systemen, die helfen soll die Entwicklung von Stärungen im Plasma zu beschreiben, damit man diese minimieren kann. Plasmainstabilitäten sind ein erhebliches Problem. Wärmeabfuhr auch ein ernstes Problem, aber eben nur eines von vielen. B.t.w. Wendelstei-X-7 verbraucht eh "nur" 1,4l flüssiges Helium in der Sekunde(!).*gg*

"da wenn c gegen ca 300000 km pro sek geht, nur noch die Masse nach E=mxcxc" ... Eventuell machst du diese Aussage deutlicher, da sie so, wie si jetzt dasteht keine verständliche Information beinhaltet. Ich nehme an, dass du irgendwas aus der Speziellen Relativitätstheorie zitieren willst. Der Warp-Antrieb wird hochoffiziell über Raumkrümmung erklärt (über alle Dieskrepanzen setzt man sich schweigend hinweg), weiters kommt da aber ein unnötiges und physikalisch unwürdiges Subraum-BlaBla dazu.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
mimesot schrieb nach 18 Minuten und 22 Sekunden:

PS: Damit jeder mal was zum nachgucken hat (nur Falls mal unklarheiten im Raum stehen): das steht mehr drinnen, als man über das jeweilige Thema wissen muss:
Elektrodynamik
SRT
ART
Quantenmechanik

[Angelus1982]

Hallo,

mit E=mc^2 meine ich, je näher man der "Lichtmauer" kommt, umso weniger erfährt ein Körper einen Geschwindigkeitszuwachs, sondern eine Massenzunahme ist zu beobachten. Diesen Sachverhalt zeigt jeder Teilchenbeschleiniger. kurz vor 3x10^5 km pro sec, gibt es nur noch den Massenzuwachs.

Ein von Gleichstrom durchflossener Leiter erzeugt ein Magnetfeld, eine Kopplung, von induktiven und kapazitiven Widerständen, in Wechselspannungsbetrieb z.B., erzeugt ein Elektromagnetisches Feld, dass meinte ich, für die anderen Verständlich ausgedrückt.

[Agent Scullie]

Hallo,

mit E=mc^2 meine ich, je näher man der "Lichtmauer" kommt, umso weniger erfährt ein Körper einen Geschwindigkeitszuwachs, sondern eine Massenzunahme ist zu beobachten.

die relativistische Massenzunahme gilt heute als veraltete Vorstellung. Nach der modernen Sprechweise geht bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit nur die Energie gegen unendlich, die Masse bleibt unverändert. Es gilt:

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

Die Vorstellung der Massenzunahme beruhte darauf, dass man die Energie zusätzlich als "dynamische Masse" bezeichnete: m_dyn = E/c^2, ohne dass dies irgendeinen physikalischen Inhalt hatte. Das bedeutete: man vergeudete zwei Begriffe (Energie und dynamische Masse) an ein- und dieselbe Größe, und musste für eine zweite Größe den Begriff Masse mit der Vorsilbe "Ruh-" versehen.
Die Gleichung E=mc^2 gilt nach heutiger Terminologie nur noch für die Ruhenergie, d.h. die Energie im Ruhsystem des jeweiligen Körpers. In anderen Bezugssystemen gilt o.g. Beziehung bzw. E^2 = (mc^2)^2 + (pc)^2, mit p = Impuls.

Diesen Sachverhalt zeigt jeder Teilchenbeschleiniger. kurz vor 3x10^5 km pro sec, gibt es nur noch den Massenzuwachs.

der Teilchenbeschleuniger zeigt nur, dass die Geschwindigkeit kaum noch anwächst, von einem Massenzuwachs zeigt er rein gar nichts.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 12 Minuten und 20 Sekunden:

Der Warp-Antrieb wird hochoffiziell über Raumkrümmung erklärt

sicher nicht. Der Alcubierre-Antrieb, von dem du vermutlich sprichst, hat mit einer Raumkrümmung rein gar nichts zu tun, sondern basiert auf einer Krümmung der Raumzeit. Der Raum wird dabei nicht gekrümmt, sondern bleibt flach. Er expandiert und kontrahiert nur.

Dass die SRT v > c verbietet, kann man über die Metrik der Raumzeit erklären: haben zwei Raumzeitpunkte (Ereignisse) die räumliche Distanz dx, und die zeitliche Distanz dt, so haben sie (in der flachen Raumzeit der SRT) den raumzeitlichen Abstand

ds = sqrt( (cdt)^2 - dx^2 )

Bei zwei Punkten auf der Weltlinie eines Teilchens gilt nun dx = v dt, so dass ds = dt sqrt(1 - v^2/c^2). Da auf einer Weltlinie außerdem ds^2 >= 0 gelten muss, ergibt sich die Bedingung v <= c.

Beim Alcubierre-Antrieb wird nun die Raumzeit-Metrik manipuliert. Innerhalb einer mit der Geschwindigkeit u bewegten Warpblase gilt

ds = sqrt( (cdt)^2 - (dx - u dt)^2 )

so dass ds^2 >= 0 für ein Teilchen erfüllt ist, das sich mit einer Geschwindigkeit zwischen v=u-c und v=u+c bewegt. Für ein mit der Blase mitgeführtes Teilchen mit v=u ist schließlich ds = c dt, was gerade bedeutet, dass dieses Teilchen keine Zeitdilatation erfährt.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 14 Minuten und 1 Sekunde:

Zum Thema Elektromagnetismus muss ich sagen, auch da ist noch nicht alles geklärt und dieser entsteht auch nicht durch bewegte Ladungsträger, korrekt durch beschleunigte Ladungen.

was ist denn da deiner Ansicht nach noch nicht geklärt?
Unbewegte Ladungen erzeugen einer elektrisches Feld, gleichförmig bewegte Ladungen zusätzlich ein magnetisches Feld, beschleunigte Ladungen schließlich auch noch EM-Wellen.

Das mit der Gravitation ist wirklich ein Rätsel, Gravitationswellen sind noch nicht nachgewissen, doch wenn es sie gibt, davon bin ich überzeugt, heißt das nicht, dass man damit Gravitation erzeugen kann, Wellen sind transportierte Energie, der einzige Effekt einer Gravitationswelle wäre, dass wenn uns ein Wellenmaximum trifft, Raum und Zeit gedehnt werden, trifft uns ein Wellenminimum, Raum und Zeit gestaucht werden, oder umgekehrt, wer will dass schon sagen können.

jemand, der die ART kennt, sollte das sagen können. Leider habe ich mich mit den Wellenlösungen der ART-Feldgleichungen noch nicht so intensiv befasst, dass ich dir das beantworten könnte. Allerdings bezweifle ich, dass man da von einem Stauchen und Dehnen von Raum und Zeit sprechen kann, weiß es aber wie gesagt nicht genau.

So wie ich das verstanden habe, sind Gravitationswellen, aufwirbelungen der RaumZeit, die durch zwei sehr schnell, umeinanderkreisende Neutronsterne erzeugt werden, wenn das stimmt, dann besteht ein Zusammenhang, zwischen Gravitation und der Raumzeit, was die Entstehung betrifft.

allerdings, dieser Zusammenhang ist seit 1915 unter der Bezeichnung Allgemeine Relativitätstheorie bekannt.

Gibt es diesen Zusammenhang, müsste man auch erforschen, was die Struktur der Raumzeit ist, wie sie aufgebaut ist, wie sie mit zum Beispiel Masse wechselwirkt erforschen,

ist bereits bekannt. Die Wirkung Materie -> Raumzeit wird durch die ART-Feldgleichungen beschrieben, die umgekehrte Wirkung Raumzeit -> Materie durch die ART-Bewegungsgleichungen. Entdeckt 1915 durch Albert Einstein.

daraus würde sich ergeben, dass Raum und Zeit, eben nicht nur Raum und ZEit sind.

sondern was noch?

Ich erwähne das nur, weil immer und immer wieder, wenn es um solche Themen geht, behauptet wird, dass die Theorien der Physik falsch sind,

von wem wird so etwas behauptet?

Ich dneke soetas wie Raumkrümmung ist da realistischer, ich hatte schonmal daran gedacht, dass in Star Trek Raumkrümmung genutzt wird, wegen diesen Gummibandeffekt, beim WarpIN, aber da haben sie mich ausgelacht.

wenn du von Raumkrümmung erzählt hast, hat man dich zurecht ausgelacht, es ist die Krümmung der Raumzeit, auf die es ankommt, nicht die des Raumes

Den Gummibandeffekt vergisst du am besten auch ganz schnell, der beschreibt nur die Schwarzschildlösung für das radiale Gravitationsfeld eines Himmelskörpers, und auch da nur die Raumgeometrie, nicht die Raumzeitgeometrie, mit der Warplösung nach Alcubierre hat der überhaupt nichts am Hut.

[mimesot]

@ Agent Scullie

Richtig, genaugenommen hätte Krümmung der Raum-Zeit und nicht Raumkrümmungsagen müssen. Kann man in de ART überhaupt den Raum krümmen ohne die Zeit mitzubeeinflussen? Wenn ja, was bedeutet das für die Gleichngen?

Der Raum un das Schiff in der Warp-Blase ist flach, am Blasenrand auch? Ich hätte vermutet, dass dies am Rand höchstens in Flugrichtung gewährleistet ist, aber transversale räumliche Verzerrungen sehr wohl existieren. Ich hab dafür keine Begründung, sondern nur den Analogieschluss der Verzerrung von Äquipotentialflächen des elektrischen und magnetische Feldes. Ich würde mir da so eine Art Kontinuitätsgleichung wünschen.



"Beim Alcubierre-Antrieb wird nun die Raumzeit-Metrik manipuliert. Innerhalb einer mit der Geschwindigkeit u bewegten Warpblase gilt ds = sqrt( (cdt)^2 - (dx - u dt)^2 )"

Da stelle ich mir (bzw. dir) gleich die nächste Frage, wie erzeuge ich eigentlich eine solche Kontraktion/Expansion der Raumzeit?



"allerdings, dieser Zusammenhang ist seit 1915 unter der Bezeichnung Allgemeine Relativitätstheorie bekannt."

Meinst du nicht man könnte anderen ihre Unwissenheit nicht etwas liebevoller klarmachen? Das Forum ist ja für verschiedenste Leute da, ist ja ein SciFi Forum. Die einen erfreuen sich dran, wenn du eine Gleichung aufbereitest, andere wollen lieber mit phänomenologischen Ergebnissen beglückt werden.

[Agent Scullie]

@ Agent Scullie

Richtig, genaugenommen hätte Krümmung der Raum-Zeit und nicht Raumkrümmungsagen müssen. Kann man in de ART überhaupt den Raum krümmen ohne die Zeit mitzubeeinflussen? Wenn ja, was bedeutet das für die Gleichngen?

prinzipiell ja. Mathematisch wird die Krümmung der Raumzeit durch eine 4*4-Matrix mit 16 Komponenten beschrieben (den metrischen Tensor), von denen eine rein zeitlich ist, 3*3 = 9 rein räumlich, und 6 Komponenten sind räumlich-zeitliche Mischterme. Eine Raumkrümmung ohne Beeinflussung der Zeit ist demnach durch eine Manipulation nur der rein räumlichen Komponenten möglich - die ART-Feldgleichungen lassen das tatsächlich zu, allerdings wird die nötige Materieverteilung ziemlich exotisch. Kip Thorne's Wurmlochlösung geht z.B. in diese Richtung, und da tritt eine negative Energiedichte auf.

Ein ähnliches Problem hat man beim Alcubierre-Antrieb auf, da bekommt man auch negative Energiedichten und andere unerfreuliche Dinge. Deswegen tendiere ich persönlich dazu, die Manipulation der Metrik einer neuen Physik zu überlassen statt den ART-Feldgleichungen.

Der Raum un das Schiff in der Warp-Blase ist flach, am Blasenrand auch?

auch dort, überall.

Ich hätte vermutet, dass dies am Rand höchstens in Flugrichtung gewährleistet ist, aber transversale räumliche Verzerrungen sehr wohl existieren. Ich hab dafür keine Begründung, sondern nur den Analogieschluss der Verzerrung von Äquipotentialflächen des elektrischen und magnetische Feldes. Ich würde mir da so eine Art Kontinuitätsgleichung wünschen.

das "Potential" ist hier aber eher raumzeitlicher als räumlicher Natur.

"Beim Alcubierre-Antrieb wird nun die Raumzeit-Metrik manipuliert. Innerhalb einer mit der Geschwindigkeit u bewegten Warpblase gilt ds = sqrt( (cdt)^2 - (dx - u dt)^2 )"

Da stelle ich mir (bzw. dir) gleich die nächste Frage, wie erzeuge ich eigentlich eine solche Kontraktion/Expansion der Raumzeit?

tja, mit den ART-Feldgleichungen ist das in der Tat schwierig. Die Energiedichte müsste nicht nur sehr groß und negativ sein, sie müsste auch mit der Warpblase mitbewegt sein, was aber nicht möglich wäre, da sich sich nicht im Blaseninneren, sondern in den Blasenwänden befinden müsste. Deswegen überlasse ich das wie gesagt lieber einer neuen Physik.

Eine Expansion oder Kontraktion der Raumzeit gibt es übrigens nicht, Expansion und Kontraktion sind Sache des Raumes. Du kannst dir das so vorstellen: im Allgemeinfall kann der Raum gekrümmt sein, expandieren oder kontrahieren, die Raumzeit kann nur gekrümmt sein. Im Alcubierre-Fall ist der Raum nicht gekrümmt, er expandiert und kontrahier nur, die Raumzeit ist gekrümmt.

"allerdings, dieser Zusammenhang ist seit 1915 unter der Bezeichnung Allgemeine Relativitätstheorie bekannt."

Meinst du nicht man könnte anderen ihre Unwissenheit nicht etwas liebevoller klarmachen? Das Forum ist ja für verschiedenste Leute da, ist ja ein SciFi Forum. Die einen erfreuen sich dran, wenn du eine Gleichung aufbereitest, andere wollen lieber mit phänomenologischen Ergebnissen beglückt werden.

der Satz enthält doch gar keine Gleichung

[McWire]

Ein ähnliches Problem hat man beim Alcubierre-Antrieb auf, da bekommt man auch negative Energiedichten und andere unerfreuliche Dinge. Deswegen tendiere ich persönlich dazu, die Manipulation der Metrik einer neuen Physik zu überlassen statt den ART-Feldgleichungen.

Eben Subraumphysik

Auch wenn die Physik aus Star Trek oder Stargate (bei denen nachweislich ein Subraum vorkommt) rein fiktiv sind und viel zu viel Widersprüche aufwerfen, könnte man ja eine reale Physik ähnlicher Eigenschaften finden.

Das Problem mit der Mitführung der exotischen Materie in der Blasenwand ließe sich so lösen, dass man statt exotischer Materie ein Energiefeld mit den gleichen Auswirkungen auf die Raumzeit und den Raum hypothetisch annimmt.

Wenn dieses Energiefeld von einem Punkt ausserhalb der Raumzeit auf die Raumzeit sozusagen projeziert wird, hätte sich das Problem mit der überlichtschnellen Nachführung innerhalb der Raumzeit erledigt.

Das Problem ist nur, dass wir keinerlei Zugriff auf irgendwelchen Dinge ausserhalb der Raum-Zeit haben, warum das eine hypothetisch-mathematische Lösung bleiben würde, genauso wie die Konstruktion einer positiven Fläche mit Hilfe einer negativen Kantenlänge.

In Star Trek hat man das Problem ganz kreativ "gelöst", indem man den Subraum um das Raum-Zeit-Kontinuum gelegt hat und festgelegt hat, dass jeder Punkt des Subraum eine feste Verbindung zu einem Punkt des RZ-Kontinuum aufweist, womit man über eine Veränderung der Subraum-Metrik gleichzeit eine Änderung der RZ-Metrik herbeiführen kann.
Desweiteren hat man festgelegt, dass bestimmte Materialen (Verterium-Kortenid), wenn sie EM-Energie ausgesetzt werden, ein Energiefeld innerhalb des Subraum erzeugen, was den gewünschten Effekt erzeugt.

Auf diese Art und Weise hat man auch das Steuerbarkeitsproblem der Warpblase vom Raumschiff aus "gelöst".

Ich finde den Ansatz genial, auch wenn er sich realphysikalisch nicht im vollen Umfang erklären lässt. Zumindestens Teilaspekte der Subraumtheorie entsprechen Gedankengängen einiger heutiger Theorien.
Die zusätzlichen nötigen Dimensionen kann man aus der M-Theorie ableiten.
Die Wechselwirkung zwischen RZ-Kontinuum und den anderen zusätzlichen Dimensionen lassen sich über die Brane-Theorie erklären, dass das RZ-Kontinuum eine Brane ist, welche durch äußere Einflüsse verändert (z.B. gekrümmt oder gezerrt) werden kann.

Das einzige echte Knackpunkt ist der Übergang zur Einflussnahme von RZ-Kontinuum auf den Subraum.
Ein reales Verterium-Kortenid werden wir kaum finden, also muss man sich was intelligenteres einfallen lassen, als ein technisches Problem in einen fiktiven Stoff zu packen.

[mimesot]

@Agent Scullie

Vorerst mal Danke für die vielen antworten!

@McWire

Unter Vorraussetzung der Relativität der Gleichzeitigkeit aus der SRT, würde eine Fortpflanzung mit Überlichtgeschwindigkeit Wechselwirkungen ermöglichen, welche von unterschidlichen Bezugssystemen in unterscheidlicher Reihenfolge beobachtet werden --> Böse Kausalitätsprobleme. Kann ich sowohl aus Minkowskidiagrammen als auch Rechenbeispielen leicht nachvollziehen.

Worin liegt der Unterschied, ob ich eine Nachricht via Subraum mit Überlichtgeschwindigkeit sende oder im Realraum? Die Kausalitätsprobleme bleiben doch die selben, oder nicht?

Wen ja, dann ist ungeachtet aller anderen offenen Fragen bezüglich des Subraums jegliche FTL-Idee mit der SRT unvereinbar. Die SRT ist nach meinem Wissen eine recht zuverlässige Beschreibung der Natur. Eine Alternative, welche ebenso zutrefffend ist, meines Wissens nicht in Umlauf. Kann eine übergeordnete Theorie, die FTL zulässt und die SRT als Näherung auf einem eingeschränkten Gültigkeitsbereich beinhaltet, überhaupt existieren?

[McWire]

@Agent Scullie

Vorerst mal Danke für die vielen antworten!

@McWire

Unter Vorraussetzung der Relativität der Gleichzeitigkeit aus der SRT, würde eine Fortpflanzung mit Überlichtgeschwindigkeit Wechselwirkungen ermöglichen, welche von unterschidlichen Bezugssystemen in unterscheidlicher Reihenfolge beobachtet werden --> Böse Kausalitätsprobleme. Kann ich sowohl aus Minkowskidiagrammen als auch Rechenbeispielen leicht nachvollziehen.

Worin liegt der Unterschied, ob ich eine Nachricht via Subraum mit Überlichtgeschwindigkeit sende oder im Realraum? Die Kausalitätsprobleme bleiben doch die selben, oder nicht?

Wen ja, dann ist ungeachtet aller anderen offenen Fragen bezüglich des Subraums jegliche FTL-Idee mit der SRT unvereinbar. Die SRT ist nach meinem Wissen eine recht zuverlässige Beschreibung der Natur. Eine Alternative, welche ebenso zutrefffend ist, meines Wissens nicht in Umlauf. Kann eine übergeordnete Theorie, die FTL zulässt und die SRT als Näherung auf einem eingeschränkten Gültigkeitsbereich beinhaltet, überhaupt existieren?

Die Frage die sich mir auftut: Wenn der Raum expandiert und er dies mit FTL tun würde oder tut, wie kann man das mit der SRT vereinbaren?

Sowohl Kontraktion als auch Expansion sind physikalisch-theoretisch möglich, da man sonst ein statisches Universum hätte, was ja nicht der Realität entspricht.

Klar wird dabei keine Materie oder Energie transportiert, aber dennoch existieren plötzlich neue Orte.
Der Knackpunkt hierbei ist wohl, dass das Licht die Raumexpansion in solch einem Fall niemals einholen wird, sodass es zu keinen Beobachtungsparadoxa kommt.
Zwischen kausal getrennten Räumen ist FTL also möglich.. somit ist FTL grundsätzlich um Gebäute der Physik verankert.

Eine FTL-Variante, die vermutlich theoretisch funktionieren könnte, ist eine FTL-Expansion des Raumes zwischen zwei Objekten (z.B. Planet und Raumschiff.)
Beide würden sich während des Expansionsvorgang dann "aus den Augen verlieren", da EM-Wellen der Expansion nicht folgen könnten... somit könnten sich Massen mit FTL voneinander entfernten ohne Paradoxa zu erzeugen.

Das zu lösende Problem wäre der umgekehrte Vorgang einer FTL-Kontraktion.

Könnte man den Raum zwischen Sonne und Alpha-Centauri mit FTL kontrahieren und dann ein Raumschiffe losschicken und anschließend den Raum wieder mit FTL expandieren, hätte man einen Warpantrieb, der nix anderes macht, als das was das Universum ohnehin ständig tut.
Selbst die Kontraktion wird als möglich angenommen, da es ja auch Weltmodelle mit einem Endknall (Rekollaps) gibt.