Der Warp-Antrieb

[Hades]

Da ich als relativer Laie immer gebannt McWires Ausführungen folge denke ich kann ich das schon übernehmen, da die Partikeldichte im Raum so gering ist, das selbst wenn dieser Aufladevorgang stattfindet (wobei event. sogar Gammastrahlung entstehen könnte) kein Ereigniss dieser Intensität auftreten kann.

Die Rede bei der (inter-?)stellaren Partikeldichte war glaub ich von 100 Teilchen pro m³.

Sagen wir mal die Bugwelle beträgt 50.000m² und die "Beschleunigungsstrecke" 300.000 m währen das 5*10^12 Partikel. Zumeist Waserstoff kommen wir auf:

8,3*10^-12 Gramm Materie. Sicher nicht mal annähernd genug um das Aufleuten des Fernlichts eines Opel Coras zu betreiben.

[McWire]

PS: Hmm danke der Ehre, aber ich bin auch "nur" Physik-Laie. Das einzige was mich von den anderen Laien in diesem Forum unterscheidet, ist der Umstand, dass ich Physik als Hobby betreibe und etwa 50 Physikbücher, (zumeist Bücher über Kern- und Elementarteilchenphysik sowie allgemeine Astrophysik) in meinem Bücherregal stehen habe. Ich les mir zwar in aller Regelmäßigkeit diese Bücher durch, aber alles verstehen tue ich da auch nicht, vorallem wenn die Autoren mit höherer Mathematik anfangen. Ich betreibe Physik vorallem als "Gefühl" bzw "bildliche Vorstellung", weniger als mathematische Hypothese. Das ist wohl auch der Grund warum ich im Wissenschaftsunterforum nicht immer so wirklich richtig mitreden kann. Mein Wissensstand entspricht einem Abiturienten mit Leistungskurs Elektrotechnik/Mathematik und Grundkurs Physik mit einem Notendurchschnitt in diesen drei Fächern von 12 Punkten bzw. darauf folgend zwei Semster mit Grundkurs Experimentalphysik an einer allgemeinen Uni. Erwartet also keine Wunder von mir

Zum Thema:

Der Warpantrieb macht im Prinzip nix anderes als das Raumschiff mit dem hypothetischen Subraumfeld zu umgeben und dann kontinuirlich und stetig den Raum zu stauchen und wieder zu strecken.

Das Problem ist jetzt einfach, dass dieser Raum natürlich nicht leer ist, sondern Partikel wie Atome, Moleküle und Korpuskularstrahlung (Teilchenstrahlung) und elektromagnetische Strahlung enthält.

Sobald der Raum zusammengestaucht wird, wird die EM-Strahlung sehr stark ins Blaue verschoben... im Prinzip wird sämtliches Licht und sämtliche andere Hintergrundstrahlung bei einem solchen Stauchungsfaktor, wie er für den Warpantrieb notwendig ist, schlagartig zu harter Gamma-Strahlung.
Das Problem ist aber weniger die EM-Strahlung, die den Raumbereich der aktuell gekrümmt wird durchläuft, sondern die enthaltene Materie.

Im Gegensatz zur Raum-Zeit selbst kann Materie nicht mitgekrümmt werden, daher und da liegt der Roman völlig richtig, wird sie sich als eine Art Bugwelle/Bugstauung am Rand des Warpfeldes ansammeln. Dies ist auch der Grund warum Warp in einem Planetensystem gefährlich ist, da man nicht mal eben mit Warp durch einen kleinen Asteroiden fliegen kann, sondern er sich unmittelbar vor dem Warpfeld verankern und anschließend das Warpfeld zerstören würde, was dann eine Kollision zur Folge hätte, die nichteinmal der Hauptdeflektor verhindern könnte.

Wenn man jetzt die entstehende Gamma-Strahlung hinzunimmt, müsste diese angesammelte Materie sehr stark aufgeheizt werden und wird zum Leuchten angeregt, wobei sie stufenweise erst Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und schließlich irgendwann Gamma-Strahlung abgibt, wenn sie heiß genug ist.

Der Lichtblitz dürfte die kurze Übergangsphase sein, wo diese angestaute und aufgeheizte Materie sichtbares Licht emittiert, bevor ihre abgegebene Strahlung sich weiter in höhere Energiebereiche verschiebt und somit nur noch nichtsichtbare EM-Strahlung abgibt.

[Degra]

Die "Beschleunigung auf Warp 1 ist immerhin ein sehr energieaufwändiger Prozess vielleicht strahlt entlang des Warpeldes einfach Energie aus dem Antrieb ab.

[McWire]

Die "Beschleunigung auf Warp 1 ist immerhin ein sehr energieaufwändiger Prozess vielleicht strahlt entlang des Warpeldes einfach Energie aus dem Antrieb ab.

Wie ich schon schrieb, kann ein Teil des Lichtblitzes auch mit Subraumfeldrekombinationsstrahlung erklärt werden. Insbesondere der direkte Blitz entlang der Warpgondeln.

Aber bei Raumkrümmung diesen Maßstabes würde auch der Faktor der Blauverschiebung der vorhandenen Strahlung und die Problematik der schlechten Krümmbarkeit von Materie auftreten.

In der Summe werden all diese Effekte sicherlich einen Teil zum Lichtblitz beitragen.

[Paddy*]

Mal ne Frage:

In jedem Star Trek Film/Serie die ich bisher gesehen habe komt dieser Blitz bei Warpbeschleunigung vor, nur nicht in NEMESIS:

Warum???

[McWire]

Mal ne Frage:

In jedem Star Trek Film/Serie die ich bisher gesehen habe komt dieser Blitz bei Warpbeschleunigung vor, nur nicht in NEMESIS:

Warum???

Die CGI-Leute haben ihn einfach vergessen *gg*

Eine interne Erklärung zu finden wäre wohl etwas schwierig... im Falle des Bassengraben könnte man davon ausgehen, dass das gleiche Energiefeld welches Subraumkommunikation blockiert irgendwie auch den Warpblitz verhindert.

[Paddy*]

OK, aber gibt es auch ne (physikalisch plausible) Erklärung dafür als die Ente Kurs auf Romulus setzte?

PS: Außerdem fehlte nicht nur der Blitz sondern auch das Zischen wenn das Schiff "verschwindet".

[McWire]

OK, aber gibt es auch ne (physikalisch plausible) Erklärung dafür als die Ente Kurs auf Romulus setzte?

PS: Außerdem fehlte nicht nur der Blitz sondern auch das Zischen wenn das Schiff "verschwindet".

Zum Thema Geräusche im All verweis ich mal auf diesen Thread.
(Jeder physikalische gebildete Star Trek Fan sollte ja wohl wissen, dass man im All nix hören kann. Es ist nur nützliches Beiwerk, dessen keiner physikalischen Erklärung bedarf, weil es keine gibt.)

Eine interne physikalische Erklärung für den fehlenden Warpblitz in der Nähe der Erde finde ich jetzt so spontan nicht.

[Degra]

Könnt ihr mal genau sagen, wo der Blitz fehlt, das ist mir noch gar nicht aufgefallen!
Bei Nemesis gab es noch andere Veränderungen bei der "Beschleunigung" auf Warp. Das Schiff wird nicht verzerrt, wenn es sich auf den Blitz zubewegt, und zieht eine "Abgasspur" hinter sich her. Das ist schön zu sehen, als die Enterprise vom Romulus flieht.

[Maximilian]

Könnt ihr mal genau sagen, wo der Blitz fehlt, das ist mir noch gar nicht aufgefallen!

Mir ist das jetzt persönlich auch nicht präsent.
Ich weiß nur, wie mir auffiel, dass irgendetwas mit dem ersten Beschleunigen nicht stimmte. Ich erklärte es mir damals damit, dass man sich den Effekt aufheben wollte, bis es "wirklich losgeht", aber dass da was fehlte, ist mir nicht richtig bewusst.

Bei Nemesis gab es noch andere Veränderungen bei der "Beschleunigung" auf Warp. Das Schiff wird nicht verzerrt, wenn es sich auf den Blitz zubewegt, und zieht eine "Abgasspur" hinter sich her. Das ist schön zu sehen, als die Enterprise vom Romulus flieht.

Die Abgasspur ist sicher auch eine Idee Bairds gewesen. Einerseits ein konsequenter Effekt, andererseits ökologisch gruselig

[McWire]

Es ist vollkommen egal welche Theorie du anlegst. Wichtig ist nur, dass wenn man sich auf eine der Möglichkeiten (z.B. A bis E) festlegt, man nachdem man sich ein Mal festgelegt hat auch bei A bis E bleibt und nicht plötzlich zu Z (das A bis E widerspricht) wechselt, d.h. Kontinuität innerhalb des Universums besteht.
Und da die Warp 10 Schwelle nach in TNG eingeführter Star Trek Physik unmöglich ist und unendliche Geschindigkeit und unendliche Energie bedeutete war das ein ganz klarer Canonenfehler und ist daher zu ignorieren.

Richtig, der Warpantrieb und auch der Transwarpantrieb beruhen auf gewissen fiktivwissenschaftlichen und realwissenschaftlichen Prinzipien, wie z.B. der Möglichkeit der gravitativen Raumkrümmung, welche ja von Einstein vorhergesagt wurde.
Aufgrund der zugrundeliegenden Prinzipien besitzt der Warpantrieb und auch der Transwarpantrieb wohldefinierte Eigenschaften und wohldefnierte Grenzen, welche sich aus den Bedingungen ergeben, die von der dahinterliegenden Physik vorgegeben sind.
Aufgrund diverser Begründungen, die ich wegen der großen Komplexität jetzt um diese Zeit nicht darlegen möchte, gilt für den Warpantrieb z.B. auch der Energieerhaltungssatz.
Warp 10 erfordert unendlich viel Energie, da die Warpraumkrümmung und der Energiebedarf proportional zueinander sind, nach einer komplexen mathematischen Funktion die im wesentlichen aus einer exponentiell ansteigenden Sägezahnfunktion besteht, wobei die ersten neun Sägezähne genau auf ganzzahligen Warpfaktoren liegen, die der Folge n^(10/3) unterliegen.
Da man im Universum keinen unendlichen Energiebetrag aufbringen kann, kann man demnach auch keine unendliche Raumkrümmung erzeugen. Somit ist Warp 10 in Form einer unendlichen Raumkrümmung nicht mit den realbekannten physikalischen Regeln vereinbar, im Gegensatz zum Warpantrieb selbst.

Der Transwarpantrieb bietet eine Alternative, da bei ihm keine direkt Raumkrümmung genutzt wird, sondern sozusagen ein Durchbruch in eine höhere Raumdimension geschaffen wird und darin korridorartige Fortsetzungen der normalen Raumzeit geschaffen werden, die einen kürzeren Abstand haben, als die kürzeste Verbindung innerhalb der normalen Raumzeit.
Dies wird dadurch ermöglicht, da diese Raumkorridore gegenüber dem normalen Raum-Zeit-Kontinuum gekrümmt sind. Die höhere Raumdimension wird im Falle von Star Trek im übrigen Subraum genannt und beeinhaltet noch einige fiktive Zusatzeigenschaften gegenüber einer vierten euklidischen Raumdimension.

Auch mit den Transwarpantrieb ist keine globale infinitisimale Geschwindiglkeit möglich, da ein Transwarpkorridor immer nur zwei von unendlichen vielen möglichen Punkten der Raumzeit verbindet. Jedoch ist zwischen diesen Punkten eine instantane Fortbewegung theoretisch denkbar, indem beide Raumpunkte direkt überlagert werden.
Warp 10 könnte man also maximal als sprungartige instantane Fortbewegung zwischen zwei Punkten des Raum-Zeit-Kontinuum betrachten.

Warp 10 als globale unendliche Geschwindigkeit ist jedoch aufgrund der Energieerhaltung und der Unfähigkeit das gesamte Universum auf einen eindimensionalen Punkt zu krümmen, was alleine schon wegen der enthaltenen Materie und der Unschärferelation unmöglich wäre, nicht möglich.
Alleine der Versuch würde dazu führen, dass sämtlicher Inhalt des Universum sich zu einer Singularität vereinigt, was ziemlich fatal wäre.

[McWire]

Hier mal persönlicher Warprechner als Anhang. Quellcode ist beigefügt.

Er kann neben Errechnung der Flugstrecken aus der Zeit und Flugzeiten aus der Strecke auch Geschwindigkeit aus Flugstrecke und Flugzeit.
Außerdem kann man neben Warp (TNG) auch die Geschwindigkeit als Warp (TOS), Transwarp, Impuls, PSL, vielfache der Lichtgeschwindigkeit und km/s eingeben.
(Bitte beachtet, dass der Rechner kein "," kann... bitte "." benutzen)

Er berücksichtig alle semi-kanonisch bekannten Warpfaktoren und ihre dazugehörigen c-Werte.

Außerdem hab ich noch als Spezial eingefügt, dass er für bestimmte Raumschiffe aus der dazugefügten "Warp.dat"-Datei vorgegeben Geschwindigkeit als Eingabe akzeptiert.

Viel Spaß beim Ausprobieren

[Physicus91]

also könnte man jetzt z.B. eingeben
Von: Erde
nach : vulkan
in: 26 stunden
und es würden dann mögliche strecken angezeigt bzw. geschwindigkeit?

[McWire]

also könnte man jetzt z.B. eingeben
Von: Erde
nach : vulkan
in: 26 stunden
und es würden dann mögliche strecken angezeigt bzw. geschwindigkeit?

Nein... du kannst eine Strecke eingeben und eine Zeit und er rechnet dir die Geschwindigkeit aus. Planeten und Sterne kann man nicht eingeben, da ich dafür nicht die genauen Entfernungen kenne um sie einzuprogrammieren.

Du kannst aber eingeben, dass du z.B. 1000 Lj mit dem Maximumwarp der Galaxy-Klasse fliegen möchtest und er errechnet dir die Zeit.

[JeanLucPicard2]

also könnte man jetzt z.B. eingeben
Von: Erde
nach : vulkan
in: 26 stunden
und es würden dann mögliche strecken angezeigt bzw. geschwindigkeit?

Ich habe mir mal so einen JavaScript-basierten Rechner (könnte man also theoretisch auch online stellen) geschrieben, der so etwas kann. Die Koordinaten der Planeten sind aus den Star Trek: Star Charts und der Internet STELLAR DATABASE entnommen.

Um von der Erde nach Vulkan (~16.46 ly) in 26 Stunden zu gelangen, müsstest du ca. Warp 9.979 fliegen. Bei einer Reisegeschwindigkeit von Warp 8, bräuchtest du schon fast 6 Tage