Realismuswahn bei Science Fiction

[Agent Scullie]

Es sei denn, um mal mit deinen Worten zu sprechen: "Man muss erst mit Unterlichtgeschwindigkeit die Schienen verlegen, damit man später mit Überlichtgeschwindigkeit darüber fahren kann."

nur dann in diesem Fall der Antrieb selbst keine effektive Überlichtgeschwindigkeit erlaubt. Wollte ein Raumschiff einen 1000 Lichtjahre entfernten Stern erreichen, müsste es demnach erst einmal 1000 Jahre lang die erforderliche Krümmung der Raumzeit erzeugen ("die Schienen verlegen"), um dann nach Ablauf der 1000 Jahre in sehr kuzer Zeit zu dem Stern zu reisen ("über die verlegten Schienen fahren").


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 3 Minuten und 49 Sekunden:

Ich hatte das von einer profaneren Seite gemeint.
Sicher kann sich eine Warpblase schneller als das Licht bewegen. Aber sie bewegt sich doch immernoch durch den Raum und es muss etwas im inneren der Blase sein, was die Blase generiert und aufrecht erhält.
Ein reiner Informationsstrahl kann dies doch nicht, oder?

wenn die Warpblase das können soll, muss das auch ein reiner Informationsstrahl können. Sonst wäre keine überlichtschnelle Wirkungsausbreitung möglich, und dann könnte sich die vorderste Front der Warpblase, und damit auch die ganze restliche Warpblase, nicht schneller als das Licht bewegen.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 13 Minuten und 21 Sekunden:

Ich bin mal so frech, ich klincke mich hier ein, weil mich das Thema fasziniert.

Eigentlich bewegt sich bei der Warpblase nichts. Bewegung ist als eine Änderung von Koordinaten im Raum definiert, bei der Warpblase kontrahiert der Raum selbst vor dem Raumschiff (folglich expandiert er hinter dem Schiff). Also ist das keine Bewegung innerhalb des Raumes, sondern eine "Verzerrung" des Raumes selbst.

der Raumbereich, in dem der Raum kontrahiert, ist aber nach vorne hin begrenzt. Die Grenze dieses Raumbereiches muss sich ebenso schnell fortbewegen wie die restliche Blase, sonst würde der Bereich des kontrahierenden Raumes alsbald zusammenschrumpfen und die Fortbewegung der Blase zum Erliegen kommen.

Wenn es dir hilft, stell es dir stufenweise vor: der Bereich des kontrahierenden Raumes habe einen Durchmesser von z.B. 10 m. Im ersten Schritt werden dies 10 m auf einen unmessbar kleinen Durchmesser zusammengeschrumpft. Im nächsten Schritt muss das mit einem weiteren 10 m durchmessenden Raumbereich passieren, damit sich die Blase weiterbewegen kann. Dazu muss der Raum in diesem gesamten 10 m durchmessenden Raumbereich beeinflusst werden. Die Blase kann sich nur so schnell fortbewegen, wie sich diese Beeinflussung ausbreitet, denn je länger die Beeinflussung braucht, um den 10 m durchmessenden Raumbereich zu erfassen, desto länger dauert es bis der nächste Kontraktionsschritt durchgeführt werden kann.

Bei der Alcubierre-Warpblase wird dies durch eine Verteilung von exotischer Materie mit negativer Energiedichte (gewöhniche Materie besitzt eine positive Energiedichte) Steuerboard und Backboard außerhalb des Schiffes erreicht.

es reicht nicht, dass sie eine negative Energiedichte hat, sie müsste sich außerdem selbst mit der vollen Geschwindigkeit der Blase bewegen, und das, obwohl sie sich außerhalb des Blaseninneren, nämlich im Bereich der Blasenwand, befinden muss. Eine Mitbewegung mit voller Blasengeschwindigkeit ist aber - sofern sich die Blase mit vielfacher Lichtgeschwindigkeit bewegen soll - nur im Blaseninneren möglich, nicht in der Blasenwand. Deswegen kann im Rahmen der ART der Alcubierre-Antrieb nicht effektiv funktionieren.

Das hängt mit dem Tensor 2. Stufe zusammen.

den Tensor 2. Stufe gibt es nicht, da gibt es nämlich ganz viele von. Relevant sind hier zwei ganz bestimmte, nämlich der metrische Tensor und der Ricci-Tensor.

[Halman]

Warpfelder bewegen sich nicht

Sicher kann sich eine Warpblase schneller als das Licht bewegen.

Ich bin mal so frech, ich klincke mich hier ein, weil mich das Thema fasziniert.

Eigentlich bewegt sich bei der Warpblase nichts. Bewegung ist als eine Änderung von Koordinaten im Raum definiert, bei der Warpblase kontrahiert der Raum selbst vor dem Raumschiff (folglich expandiert er hinter dem Schiff). Also ist das keine Bewegung innerhalb des Raumes, sondern eine "Verzerrung" des Raumes selbst.

Aber sie bewegt sich doch immernoch durch den Raum und es muss etwas im inneren der Blase sein, was die Blase generiert und aufrecht erhält.
Ein reiner Informationsstrahl kann dies doch nicht, oder?

Bei der Alcubierre-Warpblase wird dies durch eine Verteilung von exotischer Materie mit negativer Energiedichte (gewöhniche Materie besitzt eine positive Energiedichte) Steuerboard und Backboard außerhalb des Schiffes erreicht.
Warum die Verteilung der exotischen Materie ausgerechnet seitlich vorliegen muss, damit vor und hinter dem Schiff der Raum verzerrt wird, weiß ich nicht, aber Agent Scullie kann dies erklären.
Das hängt mit dem Tensor 2. Stufe zusammen. Eben diese von dem mexikanischen Wissenschaftler Miguel Alcubierre errechnete Verteilung von exotischer Materier für zur Metrik einer Alcubierre-Warpblase, eine spezielle Form der Krümmung der Raumzeit.
Mithilfe des Tensors 2 Stufe errechnet man die Metrik einer raumzeitlichen Krümmung, die sich aus der Verteilung von Impuls und Energie ergibt.
So führt z. B. eine kugelförmige Ansammlung von Materie mit positiver Energie zur Schwarzschild-Metrik, mit dem sich Gravitatiosfelder eines Sternes oder Planeten beschreiben lassen.
Schwarzschild-Metrik ? Wikipedia

Bei dem Warpfeld in Star Trek handelt es sich zwar nicht um eine Alcubierre-Warpblase, doch gehe ich AFAIK davon aus, dass sich auch dort nichts bewegt, weil das Verfahren laut Memory Alpha ähnlich ist
Warpfeld ? Memory Alpha, das Star Trek Wiki
Warpantrieb ? Memory Alpha, das Star Trek Wiki

Über die Funktionsweise des Warpantriebes gibt es auch in diesem Thread eine interessante Diskussion

http://www.scifi-forum.de/science-fiction/star-trek-allgemein/st-technik/61601-man-vrierf-higkeit-raumschiff-warp-canon.html

Besonders erwähnenswert sind hier die Animationen von arthur.

Es sei angemerkt, dass das roddenberry-okudanische Warpfeld im Unterschied zur Alcubierre-Warpblase den Subraum zur Hilfe nimmt. Genauer kann Dir das McWire erkären.

[odem]

@Agent Scullie:
Ich meinte Deine Idee für FTL im dem Thread (Sammelthread für FTL-Antriebe ... ; beginnt irgendwo auf Seite 6)

Ein paar metaforische Vergleiche würden helfen, alles zu erklären, denn ich habe allein schon ein bisschen länger gebraucht um das Minkowsky-Diagram richtig zu verstehen.

...Die Zeitdilatation ist ein speziell-relativistischer Effekt, der nicht bei Überlichtgeschwindigkeit, sondern bei annähernd Lichtgeschwindigkeit auftritt, und der zudem nicht zu beschleunigter, sondern zu verlangsamter Alterung führt...

Etwas, das ich zeit meines Lebens vertauschen werde...
obwohl ich als Elselsbrücke den film "Flug des Navigators" nutze und mir das deshalb nicht passieren dürfte.

Bei Hyperion habe ich das nochmal nachgeschaut... es ist dort eine Cryogenische Fuge, da bei den älteren FTL Antrieben die Übermittlung zwischen den Nerfen so stark beeinflusst wird, dass ein Mensch es zwar überleben kann ihm aber neben übelkeit noch der Wahnsinn zu übermannen droht...
Das Antriebssystem der Gegner/neuen Menschen (ist schwer zu erklären, ohne was zu spoilern) ist nur noch ein leichtes Schwindelgefühl übrig.

du musst bedenken, dass, damit ein Raumschiff überlichtschnell reisen kann, auch irgendeine Art von überlichtschnellem Signaltransfer möglich sein muss. Nimm als Beispiel den Alcubierre-Antrieb. Da wird das Raumschiff von einer Warpblase transportiert. Dazu muss sich die vorderste Front der Blase aber selbst mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen, und dazu ist eine überlichtschnelle Wirkungsausbreitung erforderlich

Ich hatte das von einer profaneren Seite gemeint.
Sicher kann sich eine Warpblase schneller als das Licht bewegen. Aber sie bewegt sich doch immernoch durch den Raum und es muss etwas im inneren der Blase sein, was die Blase generiert und aufrecht erhält.
Ein reiner Informationsstrahl kann dies doch nicht, oder?

[McWire]

Ein Warpantrieb vom Alcubierre-Typ muss so eines haben, sonst könnte er selbst nicht funktionieren. Diejenige Wirkung, die für die Krümmung der Raumzeit sorgt, muss sich ja selbst mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Es sei denn, um mal mit deinen Worten zu sprechen: "Man muss erst mit Unterlichtgeschwindigkeit die Schienen verlegen, damit man später mit Überlichtgeschwindigkeit darüber fahren kann."

Was du hier ansprichst ist natürlich der Idealfall, wie er auch in Star Trek gezeigt wird.

Oder meinst du jetzt etwas anderes?

[Agent Scullie]

Deine Idee für das Reisen mit "Überlicht" scheint ganz gut zu sein, auch wenn ich noch nicht alles verstanden habe.

welche meinst du genau? Doch nicht etwa die hier:

Ein Hyperraum könnte FTL z.B. dadurch erlauben, dass in ihm die räumlichen Abstände verkürzt sind, Zeitdifferenzen aber die gleichen bleiben, oder umgekehrt, die räumlichen Abstände gleich bleiben, Zeitdifferenzen aber länger sind.

?
Das ist nämlich nicht meine Idee, und ich finde sie auch nicht besonders elegant.

Das Problem mit der Zeitdilatation wurde in der Hyperion Reihe recht gut behandelt. Da mussten die Passagiere in eine "Zeitfuge" um nicht so schnell zu altern.

ich kann dir nicht ganz folgen. Die Zeitdilatation ist ein speziell-relativistischer Effekt, der nicht bei Überlichtgeschwindigkeit, sondern bei annähernd Lichtgeschwindigkeit auftritt, und der zudem nicht zu beschleunigter, sondern zu verlangsamter Alterung führt (so dass z.B. die Reise zu einem fernen Stern in Bordzeit nur wenige Jahre dauert, während auf der Erde Jahrtausende vergehen).
Mit einem FTL-Antrieb sollten speziell-relativistische Effekt umgehen lassen.

Aber abgesehen vom Reisen ist das mit der Komunikation in SciFi Medien auchso eine Sache. Die klapt doch fast immer ohne Zeitverlust.
Selbst wenn das Raumschiff überlichtschnell reisen kann, so ist dies doch nur durch die mitgeführte hardware möglich.
Informationen sind nur eine energieform die man ja nicht auf überlichgeschwindigkeit bringen kann.

du musst bedenken, dass, damit ein Raumschiff überlichtschnell reisen kann, auch irgendeine Art von überlichtschnellem Signaltransfer möglich sein muss. Nimm als Beispiel den Alcubierre-Antrieb. Da wird das Raumschiff von einer Warpblase transportiert. Dazu muss sich die vorderste Front der Blase aber selbst mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen, und dazu ist eine überlichtschnelle Wirkungsausbreitung erforderlich.


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

Das kommt auf die FTL-Antriebsart an.

Bei Antrieben die auf Parallelräumen basieren, besteht die Möglichkeit auch Energiewellen durch diesen zu schicken, ebenso bei Wurmlöcher.

Antriebe die auf Manipulation der Raumzeit-Metrik basieren, wie der Warpantrieb, haben meist leider kein Kommunikationspendant.

Ein Warpantrieb vom Alcubierre-Typ muss so eines haben, sonst könnte er selbst nicht funktionieren. Diejenige Wirkung, die für die Krümmung der Raumzeit sorgt, muss sich ja selbst mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten.

[Halman]

Das Problem ist hier eher, wie man Teilchen, die man per Definition nicht auf STL abbremsen kann, mit EM-Geräten modulieren soll.

Wäre es nicht denkbar, dass man in der Zukunft eine Technologie entwickelt, mit der man Tachyonen nachweisen könnte? Falls das gelingt, könnte man basierend auf solche Erkenntnisse einen Tachyonen-Detektor bauen. Dann bräuchte man noch einen Tachyonen-Ermitter.

In Star Trek sind die Tachyonen ja mit dem Subraum verbunden, sodass man auf diese Art und Weise das Interaktionsproblem gelöst hat.

Vielleicht sind Tachyonen in Babylon 5 mit dem Hyperraum verbunden.

[McWire]

Soweit ich weiß, verwendet man in Babylon 5 Tachyonen-Sender. Allgemein werden diese hypothetischen Teilchen in der SciFi gerne verwendet, um das Problem der lichtschnellen Informationsübertragung zu lösen.
Tachyonen brauchen übrigens keinen Hyperraum, um sich mit Überlichtgeschwindigkeit zu bewegen, daher sind diese Teilchen für die FTL-Kommunikation durchaus eine elegante Lösung.

Das Problem ist hier eher, wie man Teilchen, die man per Definition nicht auf STL abbremsen kann, mit EM-Geräten modulieren soll.

In Star Trek sind die Tachyonen ja mit dem Subraum verbunden, sodass man auf diese Art und Weise das Interaktionsproblem gelöst hat.

[Halman]

Dort aber auch nicht immer...
z.B. Babylon 5: Woher sollte ein Energiestrahl denn wissen, wann er aus dem Hyperraum wieder raus soll?

Soweit ich weiß, verwendet man in Babylon 5 Tachyonen-Sender. Allgemein werden diese hypothetischen Teilchen in der SciFi gerne verwendet, um das Problem der lichtschnellen Informationsübertragung zu lösen.
Tachyonen brauchen übrigens keinen Hyperraum, um sich mit Überlichtgeschwindigkeit zu bewegen, daher sind diese Teilchen für die FTL-Kommunikation durchaus eine elegante Lösung.

[McWire]

Dort aber auch nicht immer...
z.B. Babylon 5: Woher sollte ein Energiestrahl denn wissen, wann er aus dem Hyperraum wieder raus soll?

Naja dafür braucht man entsprechende Empfänger, die ständig mit dem Parallelraum verbunden sind.

Bei Star Trek gibt es ja die Subraumwellen-Technologie, die ständig mit dem Subraum verbunden sind. Das ist auch nötig, weil eine Menge Navigationstechnologie auf überlichtschnelle Sensoren basiert.
Dort ist die Subraumkommunikation also nur eine alternative Verwendung der Subraumsensoren.

[odem]

Bei Antrieben die auf Parallelräumen basieren, besteht die Möglichkeit auch Energiewellen durch diesen zu schicken, ebenso bei Wurmlöcher.

Dort aber auch nicht immer...
z.B. Babylon 5: Woher sollte ein Energiestrahl denn wissen, wann er aus dem Hyperraum wieder raus soll?

[McWire]

Wie will man das den regeln?

Das kommt auf die FTL-Antriebsart an.

Bei Antrieben die auf Parallelräumen basieren, besteht die Möglichkeit auch Energiewellen durch diesen zu schicken, ebenso bei Wurmlöcher.

Antriebe die auf Manipulation der Raumzeit-Metrik basieren, wie der Warpantrieb, haben meist leider kein Kommunikationspendant.

[odem]

du meinst, eine Nachbar-Brane könne als eine Art Hyperraum dienen, in dem man schneller als das Licht fliegen kann?

Das war meine Hoffung, ja...
Aber Du sagst, wenig Hoffung, nicht keine.
Habe mich die letzten Tage mal verstärkt in die Materie eingelesen.. ist etwas deprimierend.


Deine Idee für das Reisen mit "Überlicht" scheint ganz gut zu sein, auch wenn ich noch nicht alles verstanden habe.

Das Problem mit der Zeitdilatation wurde in der Hyperion Reihe recht gut behandelt. Da mussten die Passagiere in eine "Zeitfuge" um nicht so schnell zu altern.

Aber abgesehen vom Reisen ist das mit der Komunikation in SciFi Medien auchso eine Sache. Die klapt doch fast immer ohne Zeitverlust.
Selbst wenn das Raumschiff überlichtschnell reisen kann, so ist dies doch nur durch die mitgeführte hardware möglich.
Informationen sind nur eine energieform die man ja nicht auf überlichgeschwindigkeit bringen kann. Und wenn der Überlichtantrieb zu groß ist, fallen Infosonden auch weg.
Wie will man das den regeln?

[Agent Scullie]

Ich habe mich speziel mit der Thematik noch gar nicht großartig auseinandergesetzt... Ich habe das nur mal aufgeschnapt.

Und die Brane-Theorie?
Da habe ich eigentlich keinen speziellen Grund...
Nur wird es schwer genug sein, sich im Einsteinschen Raum schneller als das Licht zu bewegen. Aber der Mensch müsste um einen nicht geringen Faktor schneller als das Licht sein um mal was von der Milchstraße zu sehen...
Wenn das mit den Branes so funktioniert, wie ich das gerne hätte (ginge in die Richtung Babylon 5), wäre das viel praktischer...

du meinst, eine Nachbar-Brane könne als eine Art Hyperraum dienen, in dem man schneller als das Licht fliegen kann? Da besteht wenig Hoffnung. In allen bekannten Varianten der Branentheorie gilt die Grenze der Lichtgeschwindigkeit in allen Branen. Zwar gibt es Varianten, wo die Raum- und Zeitmaßstäbe auf einer Nachbarbran anders sind als in unserer Bran, dummerweise sind sie aber für Raum und Zeit gleichermaßen verändert, so dass das nichts bringt.

Ein Hyperraum könnte FTL z.B. dadurch erlauben, dass in ihm die räumlichen Abstände verkürzt sind, Zeitdifferenzen aber die gleichen bleiben, oder umgekehrt, die räumlichen Abstände gleich bleiben, Zeitdifferenzen aber länger sind. In besagten Varianten der Branentheorie sind auf der Nachbarbran aber räumliche und zeitliche Abstände gleichermaßen verkleinert oder vergrößert.

[McWire]

Wie sieht es dann eigentlich mit Alpha Centauri aus ?

Hier hat man (Wikipedia) folgende Situation:
D.h. Proxima Centauri ist eine Sonne mit einem Abstand von nur 0,21 Lichtjahren zu zwei anderen Sonnen.

Und wie ist es mit Sternhaufen ? Wie groß sind da die die durchschnittlichen Entfernungen zweier Sonnen ?

Könnte es nicht Regionen geben, in denen Sterne dichter zusammenstehen, so dass man kein FTL braucht, um von einem System ins andere zu kommen ?

Alpha Centauri hat nach aller Wahrscheinlichkeit keine Planeten. Dafür ist die Schwerkraftwirkung der drei involvierten Sterne einfach zu groß, sodass die Bahnen chaotisch werden würden.

In dichten Sternenhaufen zeigen Computersimulationen, dass dort auch kaum stabile Planetenbahnen existieren. Man kennt mittlerweile sogar einen Sternhaufen (Sigma-Orionis-Haufens), in dem mindestens zwei freie Planeten oder Planemos herum schwirren.

-> S Ori 68 ? Wikipedia
-> S Ori 70 ? Wikipedia


Das deutet darauf hin, dass in dichten Sternenhaufen die Planeten im Laufe der Zeit aus ihren Bahnen geschleudert werden.

Völlig ausgeschlossen sind natürlich zwei stabile direkt benachbarte Systeme nicht, aber unterhalb einer Mindestentfernung von 2 Lichtjahren wird es wohl kaum gehen, weil sich ansonsten die beiden Oortschen Wolken überschneiden würden, was sehr unangenehme Folgen für das möglich Leben in diesen Systemen hätte.

[irony]

Ich sehe das nicht so. Es ist ziemlich unplausibel, dass zwei stabile Planetensystem wenige Lichtmonate bis sogar nur einige Lichttage voneinander entfernt sind. Abgesehen von einem extrem weiteren Doppelsternsystem mit zwei massearmen Sternen mit extremen engen Planetenbahnen ist dieses Szenario ziemlicher Müll.

Wie sieht es dann eigentlich mit Alpha Centauri aus ?

Hier hat man (Wikipedia) folgende Situation:

Der Abstand von Proxima zu Alpha Centauri A und B beträgt etwa 15.000 ± 700 AE oder 0,21 Lj.

D.h. Proxima Centauri ist eine Sonne mit einem Abstand von nur 0,21 Lichtjahren zu zwei anderen Sonnen.

Und wie ist es mit Sternhaufen ? Wie groß sind da die die durchschnittlichen Entfernungen zweier Sonnen ?

Könnte es nicht Regionen geben, in denen Sterne dichter zusammenstehen, so dass man kein FTL braucht, um von einem System ins andere zu kommen ?