Der Warpantrieb – Fiktion! Oder bald real?

Lesezeit circa: 7 Minuten

Wir alle kennen ihn: den Warpantrieb. Heute möchte ich euch den theoretischen Antrieb etwas näher bringen.

Zum einen von der fiktiven Seite, zum anderen von der reellen Seite. Da der Warpantrieb in einiger Literatur und anderen Werken zu finden ist, beschränke ich mich hier und heute auf den aus „Star Trek“. Bei den reellen Ansätzen beschränke ich mich auf das Nötigste und vertiefe es nicht zu weit. Berechnungen, Formeln und Begrifflichkeiten aus der Quantenphysik behalte ich für mich. Das soweit als kurzes Vorwort, damit ihr wisst, was euch erwartet.

Der Warpantrieb in Star Trek

Warpantrieb
Schematische Darstellung des Warpfelds (NX-01)

In Star Trek gilt der Warpantrieb als der Antrieb überhaupt und wird auch als Maßstab verwendet. Bei den Zivilisationen wird nämlich unterschieden in Pre-Warp-Zivilisationen und in Warp-fähige-Zivilisationen. Bei den bekannten Spezies, mit denen interagiert wird, existiert der Warpantrieb und findet auch kaum Unterschiede. Die Antriebe der Föderationsschiffe werden beispielsweise mit Materie und Antimaterie gespeist. Alle anderen Spezies, soweit bekannt, eigentlich auch. Die einzige Ausnahme bilden hier die Romulaner. Sie speisen ihre Antriebe mit künstlichen Singularitäten, wodurch auch die Schiffe bei ihrer Zerstörung implodieren. – Das aber nur am Rande.

Die Funktionsweise des Warpantriebs ist recht einfach zu erklären, wenn man es aufs Wesentliche beschränkt. Die Warp-Spulen in den Gondeln erzeugen eine Warpblase um das Schiff herum und dann beginnt der eigentliche Ablauf. Der Raum vor und nach dem Schiff wird manipuliert. Vor dem Schiff wird der Raum gestaucht, sodass das Ziel näher rückt und hinter dem Schiff wird der Raum wieder gestreckt. Durch die Streckung bringt man den Raum in sein normales Gefüge zurück.

Öfter findet man in den Serien Hinweise darauf, dass diese Streckungen und Stauchungen das Raum-Zeit-Kontinuum beschädigen. Denn eben dieses Raum-Zeit-Kontinuum muss manipuliert werden, um den Antrieb zu dem zu machen, was er ist. Die Reisegeschwindigkeit eines Schiffes ändert sich nämlich nicht wirklich, denn nur die Distanz zwischen Punkt A und Punkt B wird durch die Stauchung verkürzt. So kann gewährleistet werden, dass die erzählerische Kontinuität gewahrt bleibt.

Kurz und knapp gesagt wird alles vor dem Schiff zum Schiff herangezogen und somit die Distanz zum Ziel verkürzt. Hinter dem Schiff wird alles wieder ausgedehnt und in seinen Normalzustand gebracht. Damit das Schiff von den Streckungen und Stauchungen unberührt bleibt, wird es durch die Warp-Blase im normalen Raum gehalten. – Dies nur noch mal  zur gebündelten Zusammenfassung ohne Ausschweifungen.

Hierzu ein kleiner Ausritt in die Physik. Ein Objekt, das sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt, vollzieht im Endeffekt eine Zeitreise. Angenommen das Schiff startet von der Erde aus im Jahr 2100 und würde mit Überlichtgeschwindigkeit durch den Raum fliegen, so würde es früher zurückkehren als es startete. Hierdurch haben wir nicht nur eine Zeitreise an sich vollzogen, sondern auch ein temporales Paradoxon erzeugt. Denn wenn ein Objekt irgendwann ankommt, es aber noch nicht gestartet ist, wird es dann jemals starten und dementsprechend hier jemals ankommen? – Was es ja bereits ist. – Kopfschmerzen vorprogrammiert.

Warpantrieb
Sehr vereinfachtes Warp-Prinzip

Also bedient man sich eines Antriebes, der eben genanntes umgeht. Während eines Warpfluges werden auch Kurven geflogen, denn Gravitationsfelder wirken sich massivst negativ auf den Antrieb aus. Ein Kurs mit Warpgeschwindigkeit muss also gut geplant sein, was wiederum voraussetzt, dass die Region, welche man durchfliegen möchte, bekannt ist. Dieser Punkt wird allerdings auch diverse Male ignoriert. Was aber funktionieren würde, wäre, wenn man kurze Strecken fliegt und mit den Langstreckenscannern dann einen erneuten Kurs programmiert. Die zweite Möglichkeit wäre eine Kopplung beider Systeme. Hierbei müsste der Computer dann nur ständige Kurskorrekturen vornehmen.

Am Ende kann man also sagen, dass man sich eines Antriebs bedient hat, der die erzählerische Kontinuität wahrt und trotzdem schnelle Reisen ermöglicht. Inwieweit sich ein solcher Antrieb irgendwann in der Zukunft bewahrheitet und realisieren lässt, bleibt abzuwarten. Dennoch finde ich die Überlegungen dahinter äußerst faszinierend und ausgeklügelt. Wie es derzeit mit solchen Überlegungen steht, erfahrt ihr gleich hier drunter.

Der Warpantrieb in reellen Überlegungen

Hier kann man sagen, dass sämtliche Literatur und andere Werke sich einer älteren Überlegung bedienen, denn die theoretische Überlegung eines solchen Antriebs besteht seit 1948. Es handelt sich hierbei zwar auch um Literatur, jedoch stellt diese die erste Überlegung dar. Die Theorie des Warpantriebs gibt es in unterschiedlichen „Stadien“. Die wohl früheste ist die Theorie nach Alcubierre.

Diese wurde erstmalig 1994 von dem mexikanischen Physiker Miguel Alcubierre aufgestellt und sie wurde mit den gewünschten Eigenschaften konstruiert, statt eine Lösung für die Einsteingleichungen zu sein. Um diese Gleichung zu erfüllen, wäre ein Treibstoff von Nöten, der eine negative Energiedichte aufweist. Ein solcher wird auch als exotische Materie bezeichnet. Der Bedarf liegt bei 10 Milliarden mal mehr exotischer Materie, als normale Materie im sichtbaren Universum existiert. Also verbesserte der niederländische Physiker Chris van den Broeck diese Überlegungen.

Er erweiterte die Alcubierre’sche Warp-Blase um zwei weitere, wodurch sich der Bedarf an exotischer Materie auf einige Sonnenmassen reduzierte. Alcubierre und van den Broeck gingen aber auch von einer vorher ungekrümmten Raumzeit aus.

Sergej Krasnikov arbeitete hingegen mit einer gekrümmten Raumzeit und konnte in seinen Überlegungen somit den Bedarf an exotischer Materie auf etwa 10 Kg reduzieren. Mit einer weiteren Modifikation der Van-den-Broeck-Metrik könnte der Bedarf sogar auf einige Milligramm exotische Materie reduziert werden.

Warpantrieb
Das Warpfeld nach Alcubierre

Die Überlegungen gingen aber auch noch weiter und somit wurde durch Untersuchungen von Finazzi, Liberati und Berceló die Stabilität einer solchen Warp-Blase infrage gestellt. Ein weiteres Problem wurde an der Universität von Sydney durch McMonigal, Lewis und O’Byrne festgestellt, denn beim Abbremsen würde eine, für die Umgebung tödliche Strahlung entstehen.

Auch die NASA stellte diesbezüglich Forschungen an. Von 1996 bis 2002 finanzierte sie das „Breakthrough Propulsion Physics Project“. Hier wurden Antriebskonzepte exotischer Art evaluiert. Mehrere spekulative Konzepte gingen hieraus hervor, welche auch simuliert wurden, die NASA stellte jedoch 2008 das Projekt endgültig ein. Sie finanzieren jedoch weiterhin weitere universitäre Grundlagenforschung weiter.

Der NASA-Physiker Herold White versuchte im Nachgang zum Breakthrough Propulsion Physics Project, kleinste Krümmungen der Raumzeit im Labor zu messen, was jedoch nicht gelang.

Alles in allem müssen wir also wahrscheinlich noch viel Forschungsarbeit betreiben, um irgendwann einen solchen Antrieb nutzen zu können.

Meine persönliche Meinung hierzu ist, dass wir vermutlich irgendwann über einen solchen oder ähnlichen Antrieb verfügen werden oder die Möglichkeit besitzen, interstellar und unbemannt zu reisen, um Tore zu verteilen, ähnlich wie in Stargate. Eine weitere Möglichkeit wäre, dass die Reisen weiterhin zeitaufwendig bleiben, aber durch Kryostase-Technologie zumindest realisierbar werden.

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Martin Kistner

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Martin Kistner

Martin ist Jahrgang 1988 und neben seiner Leidenschaft für Star Trek auch Gamer, Modellbauer und Autor.

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