Künstliche Wurmlöcher - Der Schlüssel zur interstellaren Expansion?

[Agent Scullie]

Dieser Thread ist ein Split aus diesem hier:

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/42680-antriebs-techniken-15.html#post2905747

Eventuell gehört dieses Thema eher ins Scifi-Allgemein Subforum, aber da es sich ausdrücklich an Bynaus richtet, der dafür bekannt ist, nur hier im Technik & Wissenschaft Forum aktiv zu sein, bitte ich die Moderatoren darum, den Thread hier zu lassen.

Ich denke, effektive interstellare Expansion wird es nur mit künstlichen Wurmlöchern geben.

Wenn wir mal von traversablen Wurmlöchern, wie sie Kip Thorne ersonnen hat, ausgehen, und das Problem mal außer acht lassen, dass sie, in die Feldgleichungen der ART eingesetzt, eine Materieverteilung mit negativer Energiedichte erfordern, dann ergeben sich bei künstlichen Wurmlöchern IMO zwei wesentliche Probleme:

1) Die Dynamik der Bildung des Wurmloches. Man kann nicht einfach in einer anfangs flachen Raumzeit die von Thorne errechnete Materieverteilung erzeugen und darauf hoffen, dass dann ganz von alleine ein Wurmloch entsteht. Bei der Thorneschen Wurmloch-Metrik gilt nämlich, wie bei allen anderen Lösungen der ART-Feldgleichungen auch, dass die Raumzeitmetrik bestimmt, welche Materieverteilungen überhaupt möglich sind. Anders gesagt: die Wurmloch-Metrik muss erst einmal vorliegen, das Wurmloch also erst einmal vorhanden sein, damit die von Thorne berechnete Materieverteilung möglich ist. Solange das Wurmloch noch nicht erzeugt wurde, kann auch die Materieverteilung nicht erzeugt werden. Thornes Lösung ist eine statische Lösung, sie beschreibt lediglich den Zustand, dass das Wurmloch bereits existiert und mit ihm die Materieverteilung, die den Feldgleichungen zufolge für die Wurmlochmetrik erforderlich ist. Über den Weg dorthin, sprich: von einer Raumzeitmetrik ohne Wurmloch zu einer Raumzeitmetrik mit Wurmloch, macht Thornes Lösung überhaupt keine Aussage. Das kann man sich auch so klar machen: bei der Bildung eines Wurmloches muss der Raum "aufreißen", d.h. seine Topologie ändern, und so etwas vermag die ART nicht zu beschreiben.

2) Selbst wenn wir mal annehman, dass man dennoch ein Wurmloch erzeugen kann, so stellt sich immer noch die Frage, wie man denn steuern können soll, wohin das Wurmloch führt? Nehmen wir an, ich will ein Wurmloch erzeugen, um z.B. nach Tau Ceti zu reisen. Ich erzeuge nun also ein künstliches Wurmloch in Erdnähe. Wie aber sorge ich dann dafür, dass sich der Ausgang des Wurmloches in der Nähe von Tau Ceti bildet, und nicht an irgendeinem anderen Ort im Universum? Offenkundig gibt es keinerlei Methode, darauf Einfluss zu nehmen, wo sich der Ausgang bildet, wo also das Wurmloch hinführt, es wäre also damit zu rechnen, dass es an einen völlig zufälligen Ort im Universum führt.

Bei Problem 1) könnte eventuell die Quantengravitation Abhilfe schaffen. Es wäre z.B. denkbar, dass die Raumzeitmetrik quantenmechanisch fluktuiert, und dies auch Fluktuationen der Raumtopologie einschließt, d.h. mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit sind bereits Wurmlöcher vorhanden. Oder die Quantengravitation liefert Übergangswahrscheinlichkeiten zwischen Zuständen mit und ohne Wurmlöcher. Oder der Raum ist diskret, wie in der Loop-Quantengravitation, und der auf einem kontinuierlichen Raum und einer kontinuierlichen Raumzeit aufbauende Begriff der Raumtopologie wird auf hinreichend kleinen Skalen bedeutungslos. So dass die Bildung eines Wurmloches letztlich gar keine Änderung der Topologie darstellt.

Problem 2) jedoch schein mir schwerwiegender zu sein. Die einzige denkbare Lösung wäre, dass man sich unserem 3-dim. Raum als in einen höherdimensionalen Raum eingebettet vorstellt, und die Bildung eines Wurmloches dann mit einem Falten unseres 3D-Raumes in diesem höherdimensionalen Raum einhergeht, wie das ja auch in Veranschaulichungen von Wurmlöchern häufig angedeutet wird, z.B. hier:

Einstein-Rosen

Das aber würde Wurmlöcher für effektive interstellare Reisen unbrauchbar machen: man müsste ja, um eine Wurmlochverbindung zwischen der Erde und Tau Ceti aufzubauen, den gesamten Raum in der Umgebung von der Erde und Tau Ceti in einer solchen Weise falten, und dazu erst einmal entsprechend beeinflussen. Und das wäre zum einen kaum praktikabel, und zum anderen könnte sich eine solche Beeinflussung ja auch nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Die Erzeugung eines Wurmloches nach Tau Ceti würde also mindestens 11,9 Jahre dauern.

[Bynaus]

Zunächst muss ich vielleicht sagen, dass mir vollauf bewusst ist, dass das ganze sehr spekulativ ist. Trotzdem scheint es zur Zeit nicht ausgeschlossen, dass es eines Tages möglich sein könnte, Wurmlöcher zu bauen, Wurmlochenden zu verschicken und als Brücken zu den Sternen zu nutzen. Das würde eine Zukunft ermöglichen, die nicht in unsere herkömlichen Sci-Fi-Vorstellungen von interstellaren Raumkreuzern passt, aber nicht minder faszinierend sein könnte.

Ich beziehe mich mit meiner Aussage vor allem auf diesen, sehr spannenden Talk von John Cramers (der mit den Retrokausalitäts-Experimenten, falls sich jemand erinnert):

https://www.youtube.com/watch?v=PZG1LK0KjKs

eine Materieverteilung mit negativer Energiedichte erfordern

Nicht alle erfordern das, z.B.:

[1111.4049] Stable Lorentzian Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory
[1312.5290] Traversable wormholes without exotic matter in multimetric repulsive gravity

Eine weitere Möglichkeit, die Cramers anspricht, ist der Bau eines Wurmlochs via den Woodward-Effekt (den "Wurmloch-Term" der Gleichung, der theoretisch zu negativen Energiedichten führen kann). Letzterer ist aber natürlich immer noch ziemlich spekulativ.

Die Dynamik der Bildung des Wurmloches.

Ich denke, die Idee ist, mit einem bereits existierenden Wurmloch zu beginnen. Das hört sich jetzt vielleicht verrückt an, aber Wurmlöcher (bzw. Wurmlochenden) sind, wenn sie existieren können, gewissermassen verschränkte Teilchen, die sich auch spontan aus dem Quantenvakuum bilden können (EDIT: Es gibt sogar Physiker, die postulieren, dass die Verschränkung von irgendwelchen Teilchen explizit durch ein Wurmloch hindurch aufrecht erhalten wird). Man würde mit so einem sehr kurzzeitig lebenden Wurmloch beginnen und es stabilisieren und aufweiten. Auch hier: alles sehr spekulativ, aber zumindest gibt es einen angedachten Weg.

Selbst wenn wir mal annehman, dass man dennoch ein Wurmloch erzeugen kann, so stellt sich immer noch die Frage, wie man denn steuern können soll, wohin das Wurmloch führt? Nehmen wir an, ich will ein Wurmloch erzeugen, um z.B. nach Tau Ceti zu reisen. Ich erzeuge nun also ein künstliches Wurmloch in Erdnähe. Wie aber sorge ich dann dafür, dass sich der Ausgang des Wurmloches in der Nähe von Tau Ceti bildet, und nicht an irgendeinem anderen Ort im Universum?

Cramers erklärt das gut: Das Wurmloch ist am Anfang winzig, es verbindet zwei Punkte in der Raumzeit, die nur Zentimeter oder Millimeter auseinander liegen müssen. Dann versieht man das Wurmloch mit einer Ladung, etwa, in dem man ein Elektron hindurchschickt (ein wichtiger Punkt ist, dass die Wurmlochenden lokalen Erhaltungssätzen genügen müssen - schickt man also ein Elektron in ein Wurmlochende, hat dieses Ende danach eine negative Ladung). Nun, da es eine Ladung hat, kann man es mit einem Teilchenbeschleuniger (z.B. dem CERN) auf v~c beschleunigen und in Richtung Tau Ceti schicken. Abbremsen am Ziel geht wohl durch Interaktion z.B. mit der Sternatmosphäre und/oder mit einem Lichtstrahl, den man hindurch schickt (quasi ein Photonen-betriebenes Wurmlochende ).

Wie gesagt, ich kann allen interessierten Diskussionsteilnehmern empfehlen, sich erst das Video anzuschauen und sich so mit der Grundidee vertraut zu machen.

EDIT: Es gibt den Inhalt des Videos (stückweit) auch als Artikel, hier: http://www.analogsf.com/2012_05/altview.shtml

[Agent Scullie]

Nicht alle erfordern das, z.B.:

[1111.4049] Stable Lorentzian Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory
[1312.5290] Traversable wormholes without exotic matter in multimetric repulsive gravity

Na gut, in alternativen Gravitationstheorien kann sich natürlich herausstellen, dass Wurmlöcher auch ohne exotische Materie möglich sind. Da kann man aber ebensogut spekulieren, dass alternative Gravitationstheorien denkbar wären, in denen der Alcubierre-Antrieb keine exotische Materie erfordert. Das wäre dann auch nicht spekulativer.

Ich denke, die Idee ist, mit einem bereits existierenden Wurmloch zu beginnen. Das hört sich jetzt vielleicht verrückt an, aber Wurmlöcher (bzw. Wurmlochenden) sind, wenn sie existieren können, gewissermassen verschränkte Teilchen, die sich auch spontan aus dem Quantenvakuum bilden können (EDIT: Es gibt sogar Physiker, die postulieren, dass die Verschränkung von irgendwelchen Teilchen explizit durch ein Wurmloch hindurch aufrecht erhalten wird). Man würde mit so einem sehr kurzzeitig lebenden Wurmloch beginnen und es stabilisieren und aufweiten. Auch hier: alles sehr spekulativ, aber zumindest gibt es einen angedachten Weg.

Ein solcher angedachter Weg ließe sich auch für den Alcubierre-Antrieb finden. Das ist dann halt auch nur sehr spekulativ.

Es gibt den Inhalt des Videos (stückweit) auch als Artikel, hier: Alternate View - Analog

Ein solches Konzept hat Sergej Krasnikov bereits in den 90er Jahren beschrieben:

http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9511068.pdf

Kapitel 4, Example 6. Man lässt eine Wurmlochöffnung in Erdnähe und bringt die andere mit beinahe Lichtgeschwindigkeit zu einem z.B. 1000 Lichtjahre entfernten Stern, was aus Sicht des Erd-Bezugssystems natürlich 1000 Jahre dauert. Dann reist man von dem fernen Stern aus durch das Wurmloch hindurch rückwärts in der Zeit zur Wurmlochöffnung in Erdnähe zurück, und kommt dort zu einem Zeitpunkt an, der nur kurz nach dem Start der Wurmlochöffnung zum fernen Stern liegt.

In Example 5 beschreibt er ein ganz ähnliches Konzept für den Alcubierre-Antrieb. Das nennt man auch die "Krasnikov-Tube":

http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9702049v1.pdf

[Bynaus]

Ein solcher angedachter Weg ließe sich auch für den Alcubierre-Antrieb finden.

Ich glaube, der Alcubierre-Antrieb hat eben auch einige grundsätzliche Probleme, die Wurmlöcher nicht haben. So ist es etwa so, dass der Pilot den Antrieb grundsätzlich nicht steuern kann, das heisst, um überlichtschnell zu fliegen muss am Ziel (oder entlang des Wegs) bereits Infrastruktur bestehen, um das Schiff zu steuern - und diese Infrastruktur muss irgendwann unterlichtschnell etabliert werden. Deshalb erscheint der Alcubierre-Antrieb fundamental ungeeignet für die interstellare Exploration.

Siehe z.B. hier: Alcubierre drive - Wikipedia, the free encyclopedia

Wurmlöcher könnten hingegen natürliche, alltägliche Elemente unseres Universums sein. Siehe z.B. diesen Artikel über die Möglichkeit, dass Quantenverschränkung durch Wurmlöcher vermittelt wird: Sign in to read: Wormhole entanglement gives space-time the bends - 26 July 2013 - New Scientist

Wurmlöcher erscheinen mir auf dem gegenwärtigen Stand der Forschung weitaus natürlicher als Alcubierre-Antriebe.

Ein solches Konzept hat Sergej Krasnikov bereits in den 90er Jahren beschrieben

Die Krasnikov-Tubes sind, soweit ich das verstehe, nicht exakt das gleiche. Bei der Tube handelt es sich um eine "Ausstülpung" lokaler Raumzeit - die Reisenden innerhalb der Tube könnten nicht mit der lokalen Umgebung am Ziel interagieren. Bei einem Wurmloch ist das natürlich anders, weil es eine "Verbindung" zwischen zwei Punkten in der Raumzeit darstellt.

Ein Wurmloch, das mit einem Teilchenbeschleuniger zu einem nahen Stern beschleunigt wird, braucht natürlich, von der Erde aus gesehen, 1000 Jahre um 1000 LJ zu überbrücken. Aufgrund seiner hohen relativistischen Geschwindigkeit ist die Eigenzeit für diese Strecke jedoch viel geringer, bei Gamma = 9000 wie von Cramers vorgeschlagen nur ca. anderthalb Monate. Da das beschleunigte Wurmlochende über das Wurmloch mit der Erde verbunden ist, kann man so nach anderthalb Monaten das Wurmloch durchqueren und kommt 1000 LJ weiter (und gut 1000 Jahre "später" im Bezugssystem der Erde) wieder raus.

[Agent Scullie]

Ich glaube, der Alcubierre-Antrieb hat eben auch einige grundsätzliche Probleme, die Wurmlöcher nicht haben. So ist es etwa so, dass der Pilot den Antrieb grundsätzlich nicht steuern kann, das heisst, um überlichtschnell zu fliegen muss am Ziel (oder entlang des Wegs) bereits Infrastruktur bestehen, um das Schiff zu steuern - und diese Infrastruktur muss irgendwann unterlichtschnell etabliert werden.

Das ist jedoch bei dem von dir beschriebenen Konzept zur Verwendung von Wurmlöchern nicht anders: eine der beiden Wurmlochöffnungen muss erst einmal mit Unterlichtgeschwindigkeit an den Zielort gebracht werden - also auch erst einmal eine Infrastruktur etabliert werden.

Hinzu kommt: wenn wir schon darüber spekulieren, dass in alternativen Gravitationstheorien eventuell keine exotische Materie für Wurmlöcher benötigt wird, können wir auch gleich darüber spekulieren, dass in alternativen Gravitationstheorien eventuell der Pilot beim Alcubierre-Antrieb eben doch in der Lage ist, den Antrieb zu steuern.

Wurmlöcher könnten hingegen natürliche, alltägliche Elemente unseres Universums sein. Siehe z.B. diesen Artikel über die Möglichkeit, dass Quantenverschränkung durch Wurmlöcher vermittelt wird: Sign in to read: Wormhole entanglement gives space-time the bends - 26 July 2013 - New Scientist

Von dem Artikel ist leider nur der Abstract frei zugänglich, ich kann mich daher nur auf diesen beziehen (als günstigstes Angebot, den ganzen Artikel zu lesen, sind 55 € angegeben, das ist vollkommen inakzeptabel). Ausgehend von dem Abstract vermute ich, dass es da darum geht, dass im Universum ganz viele mikroskopische Wurmlochverbindungen bereits standardmäßig vorhanden sind, und es daher auch in Erdnähe ganz viele Wurmlochverbindungen zu fernen Regionen gibt. Um an einen gewünschten Zielort zu fliegen, müsste man sich nur die passende Verbindung heraussuchen. Also so eine Art Stargate-Netzwerk, dass halt nur nicht von den Antikern gebaut wurde, sondern natürlichen Ursprungs ist.

Dann stellt sich mir aber als erstes die Frage: wie sieht denn das Verfahren zur Ermittlung der richtigen Verbindung aus? Da wird ja wohl nicht an jeder Wurmlochöffnung ein Schild angebracht sein "Hier geht's nach Tau Ceti" oder "Hier geht's in den Andromedanebel".

Die Krasnikov-Tubes sind, soweit ich das verstehe, nicht exakt das gleiche. Bei der Tube handelt es sich um eine "Ausstülpung" lokaler Raumzeit

Die Krasnikov-Tube ist die Übertragung des Konzepts mit der zum Zielort transportierten Wurmlochöffnung auf die Alcubierre-Metrik. Anstelle der Wurmlochöffnung wird eine Raumsonde zum Zielort geschickt, die unterwegs die Tube-Metrik erzeugt. Wie die Wurmlochöffnung braucht die Sonde in Erdzeit z.B. 1000 Jahre zu einem fernen Stern. Aber schon kurz nach dem Start der Sonde kann ein Reisender in die Tube steigen und kommt in seiner Eigenzeit bemessen nach kurzer Zeit beim 1000 Lichtjahre entfernten Stern an (und ist dabei im Erdbezugssysten 1000 Jahre in die Zukunft gereist).

Anders als ein Wurmloch vom Thorne-Typ ist eine Krasnikov-Tube zwar eine Einbahnstraße, aber man kann ja ganz einfach parallel eine zweite Tube bauen, die in Gegenrichtung führt. Die kann z.B. von einer zweiten Raumsonde, die parallel zur ersten fliegt, errichtet werden, die Metrik muss dann nur "anders herum" sein. Wenn also der Reisende mit der ersten Tube am Zielort (1000 Lichtjahr entfernt, 1000 Jahre Erdzeit in der Zukunft) angekommen ist, und es ihm dort nicht gefällt, kann er einfach in die zweite Tube steigen und zur Erde zurückkehren. Dort kommt er an, kurz nachdem er gestartet ist (er reist also knappe 1000 Jahre in der Zeit zurück, wie ein Reisender beim Wurmloch, der dieses in Rückrichtung verwendet).

die Reisenden innerhalb der Tube könnten nicht mit der lokalen Umgebung am Ziel interagieren.

Das ist ja nicht weiter schlimm. Außer vielleicht in der Hinsicht, dass sie nicht feststellen können "Mist, da wartet ja schon die Steuerfahndung auf mich, schnell zurück!".

[Bynaus]

Das ist jedoch bei dem von dir beschriebenen Konzept zur Verwendung von Wurmlöchern nicht anders: eine der beiden Wurmlochöffnungen muss erst einmal mit Unterlichtgeschwindigkeit an den Zielort gebracht werden - also auch erst einmal eine Infrastruktur etabliert werden.

Ja, aber das Wurmloch kann von der Erde aus durchquert werden, sobald es in Eigenzeit am Ziel angekommen ist. Bei 1000 LJ und Gamma = 9000 also nach 1.5 Monaten. Insofern bewegt es sich - "durch" das Wurmloch gesehen - mit Gamma-facher Überlichtgeschwindigkeit.

Hinzu kommt: wenn wir schon darüber spekulieren, dass in alternativen Gravitationstheorien eventuell keine exotische Materie für Wurmlöcher benötigt wird, können wir auch gleich darüber spekulieren, dass in alternativen Gravitationstheorien eventuell der Pilot beim Alcubierre-Antrieb eben doch in der Lage ist, den Antrieb zu steuern.

Kennst du eine Publikation dazu? Ich denke, das Problem der kausalen Abkoppelung von Warpblase und ihrem Inneren ist ein fundamentaler Aspekt des Alcubierre-Antriebs, die man nicht ohne weiteres "wegmathematisieren" kann.

Von dem Artikel ist leider nur der Abstract frei zugänglich

Wirklich? Sorry - ich schreibe von einer Uni aus und offenbar hat die hier ein Abonnement. War mir nicht bewusst, sonst hät ich das nicht verlinkt. Ein arxiv-Preprint des Artikels von Maldacena und Susskind, um den es ursprünglich geht, findet sich hier: [1306.0533] Cool horizons for entangled black holes

Aber schon kurz nach dem Start der Sonde kann ein Reisender in die Tube steigen und kommt in seiner Eigenzeit bemessen nach kurzer Zeit beim 1000 Lichtjahre entfernten Stern an (und ist dabei im Erdbezugssysten 1000 Jahre in die Zukunft gereist).

Dann ist die Krasnikov-Tube einem Wurmloch immerhin auch in diesem Aspekt ähnlich. Bloss dass es natürlicherweise in beide Richtungen durchquerbar ist.

Das ist ja nicht weiter schlimm.

Joa, für interstellare Exploration (oder gar Expansion, wie im Titel erwähnt) wäre ein bisschen Interaktion schon hilfreich.

PS: Hast du dir das Video angeschaut und/oder den Analog-Artikel gelesen? Nur um sicher zu sein, dass wir auch wirklich vom gleichen reden.

[Agent Scullie]

Ja, aber das Wurmloch kann von der Erde aus durchquert werden, sobald es in Eigenzeit am Ziel angekommen ist. Bei 1000 LJ und Gamma = 9000 also nach 1.5 Monaten. Insofern bewegt es sich - "durch" das Wurmloch gesehen - mit Gamma-facher Überlichtgeschwindigkeit.

Wenn man die Alcubierre-Metrik zur Krasnikov-Tube modifiziert, ist das da aber genauso.

Kennst du eine Publikation dazu?

Als diese Geschichte mit den scheinbar überlichtschnellen Neutrinos beim OPERA-Experiment aktuell war, habe ich mal einen Artikel gelesen, wo es um mikroskopische Warpblasen ging, die, so weit ich verstanden habe, durch Quantengravitationseffekte möglich sein sollten. Da war dann auch die Rede davon, dass man mit Hilfe solcher mikroskopischer Warpblasen makroskopische Warpblasen erzeugen könnte, in die ein Raumschiff passen würde.

Ich kann mal gucken, ob ich den Artikel wiederfinde.

Ich denke, das Problem der kausalen Abkoppelung von Warpblase und ihrem Inneren ist ein fundamentaler Aspekt des Alcubierre-Antriebs, die man nicht ohne weiteres "wegmathematisieren" kann.

Es ist ein fundamentaler Aspekt einer kontinuierlichen Raumzeitbildes in Verbindung mit der Festlegung, dass es keine Signalausbreitung zwischen raumartig getrennten Ereignissen geben kann (beim Alcubierre-Antrieb wäre die Weltlinie des Raumschiffes innerhalb der Warpblase zwar zeitartig, die Weltlinie der vordersten Front der Warpblase aber raumartig, und die Weltlinie von Teilen der die Metrik erzeugenden exotischen Materie ebenfalls).

Eine Quantengravitationstheorie mit diskreter Raumzeitstruktur, wie etwa die Loop-Quantengravitation, könnte da Abhilfe schaffen. Ebenso eine Theorie, die zwar die Raumzeit kontinuierlich lässt, aber wie die LQG auf der kanonischen Quantengravitation basiert, wie die Wheeler-deWitt-Theorie. In einer solchen Theorie ist die Raumzeit nicht fundamental, sondern wird aus einer Abfolge von raumartigen Hyperflächen aufgebaut - damit ist dann auch schon eine absolute Gleichzeitigkeit mit eingebaut, wie sie im Raumzeitbild der Relativitätstheorie gerade fehlt. Das würde dann auch einen Signaltransfer zwischen raumartig getrennten Ereignissen prinzipiell erlauben, ohne dass kausale Schleifen die Folge wären.

Wirklich? Sorry - ich schreibe von einer Uni aus und offenbar hat die hier ein Abonnement. War mir nicht bewusst, sonst hät ich das nicht verlinkt. Ein arxiv-Preprint des Artikels von Maldacena und Susskind, um den es ursprünglich geht, findet sich hier: [1306.0533] Cool horizons for entangled black holes

Ich habe den Artikel noch nicht komplett durchgelesen, dafür ist der mit 43 Seiten etwas zu lang (Artikel bei arxiv.org sind in der Regel sehr viel kürzer), aber so weit ich das sehen kann, geht es da eher um das Grundkonzept, verschränkte Zustände mit Einstein-Rosen-Brücken in Verbindung zu bringen. Von einem universumfüllenden "Dickicht" von Wurmlochverbindungen ist da keine Rede. Einstein-Rosen-Brücken sind, wie in dem Artikel korrekt beschrieben wird, auch keine traversablen Wurmlöcher, sie haben lediglich den Effekt, dass zwei räumlich getrennte schwarze Löcher in dieselbe Singularität führen. Zwei Beobachter, von denen der eine in das erste schwarze Loch fällt und der andere in das zweite, können sich begegnen, aber nur um kurz darauf gemeinsam in der Singularität zu enden.

Joa, für interstellare Exploration (oder gar Expansion, wie im Titel erwähnt) wäre ein bisschen Interaktion schon hilfreich.

Ich wüsste jetzt keine für die Exploration oder Expansion notwendige Interaktion, bei der es unbedingt erforderlich wäre, dass man während der Reise zum Zielort mit dem Zielort interagieren können muss.

Man muss nur mal einen Blick in die Geschichte werfen: die Briten haben jahrhundertelang ein Kolonialreich auf der Basis von Segelschiffen betrieben, die mit dem jeweiligen Hafen, den sie gerade ansteuerten, auch nicht interagieren konnten, solange sie ihn noch nicht erreicht hatten. Wenn z.B. James Cook die Kapkolonie anseegelte, hätten deren Bewohner, wenn sie von Zulu-Kriegern angegriffen worden wären, Cooks Schiff nicht anfunken können um mitzuteilen: "Achtung, werden angegriffen, brauchen Unterstützung durch eure Bordkanonen". Cook hätte den Angriff erst bei Ankunft an der Kapkolonie, oder dem, was von ihr übrig geblieben wäre, erkennen können.

PS: Hast du dir das Video angeschaut und/oder den Analog-Artikel gelesen? Nur um sicher zu sein, dass wir auch wirklich vom gleichen reden.

Zum Anschauen des Videos hatte ich noch keine Zeit, aber den Artikel habe ich gelesen.

[Bynaus]

Da war dann auch die Rede davon, dass man mit Hilfe solcher mikroskopischer Warpblasen makroskopische Warpblasen erzeugen könnte, in die ein Raumschiff passen würde.

Ja gut, aber mit der Warpblase allein ist es ja noch nicht getan. Sie muss ja - wie oben diskutiert - auch von innen her steuerbar sein.

Von einem universumfüllenden "Dickicht" von Wurmlochverbindungen ist da keine Rede.

Ich bezog mich (wie auch andere, die diesen Aspekt der Arbeit beleuchten) auf diesen Satz aus dem Abstract:

We suggest that similar bridges might be present for more general entangled states.

Ich wüsste jetzt keine für die Exploration oder Expansion notwendige Interaktion, bei der es unbedingt erforderlich wäre, dass man während der Reise zum Zielort mit dem Zielort interagieren können muss.

Ich meine am Zielort selbst. Man muss die Krasnikov-Tube verlassen können und mit der lokalen Umgebung interagieren. Oder habe ich das falsch verstanden?

EDIT: Hier ist ein Artikel von Cramers zur Karsnikov-Tube: http://www.npl.washington.edu/av/altvw86.html Er schreibt da unter anderem etwas zum Unterschied zwischen Wurmlöchern und Krasnikov-Tubes:

In its impact on interstellar travel, the Krasnikov Tube is similar to that of a hypothetical wormhole mouth launched with an near-lightspeed velocity, a concept that I described in a previous AV column ("Wormholes II: Getting There in No Time", Analog, June, 1990). In both cases the distortion of space-time provides a shortcut that subverts the relativistic rules of interstellar travel. However, there is an important difference: the traveling wormhole provides a shortcut through time and space, so that once the wormhole path was established one could literally walk from one star system to another. On the other hand, the Krasnikov Tube is only a shortcut through time. The distance to Deneb and back must still be traversed by a fast starship with enormous relativistic time dilation.

Eine Tube ist also eine Art Raumzeit-Tunnel, der den Zielstern mit der Erde verbindet - aber trotzdem Lichtjahre lang ist (insofern: ja, ich hatte das oben falsch verstanden). Ein Wurmloch ist eine Verkürzung von Zeit UND Raum, so dass man einfach durch ein Wurmloch hindurch schreiten kann, ohne dass man die gewaltige Distanz zum Ziel durchqueren muss.

[Agent Scullie]

Ja gut, aber mit der Warpblase allein ist es ja noch nicht getan. Sie muss ja - wie oben diskutiert - auch von innen her steuerbar sein.

Dafür nimmt man dann einfach weitere mikroskopische Warpblasen. Die schickt man aus dem Inneren der makroskopischen Blase (also vom Raumschiff aus) in die vordere Wand der makroskopische Blase.

Ich bezog mich (wie auch andere, die diesen Aspekt der Arbeit beleuchten) auf diesen Satz aus dem Abstract:

Das sagt aber noch nicht viel darüber aus, dass das Universum ein "Dickicht" solcher Brücken sei. Und wenn diese Brücken Einstein-Rosen-Brücken sein sollen, sind sie ohnenin nicht traversabel, und somit für interstellare Reisen nutzlos.

Ich meine am Zielort selbst. Man muss die Krasnikov-Tube verlassen können und mit der lokalen Umgebung interagieren.

Die Krasnikov-Tube an ihrem Endpunkt verlassen und dann dort mit der lokalen Umgebung interagieren ist ja auch überhaupt kein Problem. Nur während man noch in der Tube zum Endpunkt unterwegs ist, kann man mit diesem nicht interagieren.

Genauso wie man, wenn man mit der U-Bahn zur Zielhaltestelle unterwegs ist, nicht mit der Zielhaltestelle interagieren kann, solange man sie noch nicht erreicht hat.

EDIT: Hier ist ein Artikel von Cramers zur Karsnikov-Tube: Alternate View Column AV-86 Er schreibt da unter anderem etwas zum Unterschied zwischen Wurmlöchern und Krasnikov-Tubes:

Also das mit dem "The distance to Deneb and back must still be traversed by a fast starship with enormous relativistic time dilation" stimmt aber so nicht ganz.

Schau dir nochmal Figure 3 in diesem Artikel an:

http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9511068.pdf

Von den beiden lichtartigen Vektoren l_I und r_I, die den Zukunftslichtkegel eines Ereignisses in der Tube definieren, zeigt l_I nach links unten (in Richtung Erde und im Erdbezugssystem rückwärts in der Zeit), r_I nach rechts oben (Richtung Deneb und positive Zeitrichtung). Wenn man die Krasnikov-Tube auf diese Weise realisiert, hat Cramer recht, die Tube ermöglicht dann lediglich den Rückflug zur Erde mit Rückankunft in naher Zukunft, ein Reisender muss diesen Rückflug aber immer noch aus eigener Kraft bewerkstelligen. Diese Tube ist dann nur ein Bahngleich, über dieses fahren muss man noch selber. In diesem Fall stimmt aber die Aussage nicht, aus der Tube heraus könne nicht mit dem Zielort interagiert werden, das ist dann nämlich sehr wohl möglich, weil sich ein Lichtsignal vom Zielort aus in die Tube hinein ausbreiten kann.

Man kann die Tube aber auch ganz einfach anders bauen: man modifiziert die Metrik so, dass der Vektor r_I nicht nach rechts zeigt, sondern ebenfalls nach links. Auf diese Weise ist die Tube nicht mehr nur ein Bahngleis, sondern zugleich auch ein Zug, der über dieses Gleis in eine Richtung fährt: ein Reisender in der Tube wird automatisch von der Tube in Richtung Erde transportiert, da ein Verweilen an Ort und Stelle oder eine Reise in Gegenrichtung aus dem Zukunftslichtkegel herausführen würde, lokal gesehen also eine Reise mit Überlichtgeschwindigkeit wäre. In diesem Fall ähnelt die Tube auch eher dem Alcubierre-Antrieb, wo der Reisende ja auch von der Warpblase mitgezogen wird. Dann stimmt auch deine Aussage wieder, dass nicht mit dem Zielort interagiert werden kann, solange man in der Tube unterwegs ist: Lichtsignale können sich nicht vom Zielort aus in die Tube hinein, entgegen der Transportrichtung der Tube, ausbreiten.

Natürlich ist eine solche Tube nur in eine Richtung nutzbar, z.B. in die Richtung Deneb -> Erde. Für die Gegenrichtung Erde -> Deneb bräuchte man immer noch ein speziell-relativistisches Raumschiff mit enormer Zeitdilatation. Dem aber könnte man durch eine zweite, parallele Tube in Gegenrichtung Abhilfe schaffen. In der zeigen die Vektoren l_I und r_I dann beide nach rechts. Dann braucht man für beide Richtungen kein Raumschiff mit enormer Zeitdilatation mehr.

Eine Tube ist also eine Art Raumzeit-Tunnel, der den Zielstern mit der Erde verbindet - aber trotzdem Lichtjahre lang ist (insofern: ja, ich hatte das oben falsch verstanden). Ein Wurmloch ist eine Verkürzung von Zeit UND Raum, so dass man einfach durch ein Wurmloch hindurch schreiten kann, ohne dass man die gewaltige Distanz zum Ziel durchqueren muss.

Vom Reisekomfort her macht das keinen großen Unterschied, man muss die gewaltige Distanz ja nicht aus eigener Kraft zurücklegen (braucht kein Raumschiff mit enormer Zeitdilatation), sondern lässt sich einfach von der jeweiligen Tube für die Hin- oder Rückrichtung transportieren.

[Bynaus]

Dafür nimmt man dann einfach weitere mikroskopische Warpblasen. Die schickt man aus dem Inneren der makroskopischen Blase (also vom Raumschiff aus) in die vordere Wand der makroskopische Blase.

Ich bin hier sicher kein Experte, aber ich glaube nicht, dass sich das Problem so umgehen lässt. Die mikroskopischen Warpblasen haben ja dann ihrerseits dasselbe Problem, dass sie nicht steuerbar sind. Cramers erwähnt in dem verlinkten Artikel auch, dass die Gezeitenkräfte an der Warpblase selbst jegliche dort positionierten Geräte zerreissen würden - droht dies evtl. auch den mikroskopischen Warpblasen? Ich kann da nicht intelligent spekulieren, ich kann nur feststellen, die kausale Abnabelung der Inneren vom Äusseren der Warpblase ist ein sehr verbreiteter Kritikpunkt.

Genauso wie man, wenn man mit der U-Bahn zur Zielhaltestelle unterwegs ist, nicht mit der Zielhaltestelle interagieren kann, solange man sie noch nicht erreicht hat.

Ja, das ist mir jetzt auch klar. Ich hatte da eine falsche Vorstellung.

Diese Tube ist dann nur ein Bahngleich, über dieses fahren muss man noch selber.

Genau so verstehe ich das auch. Das Wurmloch hingegen ist ein direktes "Tor" (so wie in, sagen wir, Stargate).

In diesem Fall stimmt aber die Aussage nicht, aus der Tube heraus könne nicht mit dem Zielort interagiert werden, das ist dann nämlich sehr wohl möglich, weil sich ein Lichtsignal vom Zielort aus in die Tube hinein ausbreiten kann.

Erst nachdem das Schiff dort angekommen ist. Aber wie gesagt, die "Nichtinteraktion mit dem Zielort" war eine Fehlinterpretation der Krasnikov-Tubes meinerseits. Oder erwähnt Cramers das selbst?

Dem aber könnte man durch eine zweite, parallele Tube in Gegenrichtung Abhilfe schaffen.

Genau diese "Abhilfe" wird jedoch zeitliche Paradoxien entstehen lassen (weil man dann theoretisch von der Erde im Jahr 5000 via Deneb zur Erde im Jahr 2000 zurückkehren könnte). Das wird wohl so nicht gehen - Matt Visser schlägt ja vor, dass solche "zeitartigen" Wurmlochverbindungen instabil wären, und das gilt gleichermassen wohl auch für "zeitartige" Krasnikov-Tubes. Cramers spricht das im Vortrag (und soweit ich mich erinnere, auch im Artikel) an.

Aber an Cramers' Aussage ändert sich damit nichts: Eine Krasnikov-Tube ist eine Raumzeit-Röhre mit "normaler" Länge, die zwei (raumartig getrennte) Raumzeitpunkte verbindet. Ein Wurmloch ist demgegenüber eine Raumzeit-Röhre mit deutlich verkürzter Länge. Wurmlöcher wären deshalb die attraktivere Alternative (vorausgesetzt natürlich, sowas lässt sich überhaupt erst mal realisieren).

[Agent Scullie]

Ich bin hier sicher kein Experte, aber ich glaube nicht, dass sich das Problem so umgehen lässt. Die mikroskopischen Warpblasen haben ja dann ihrerseits dasselbe Problem, dass sie nicht steuerbar sind.

Das brauchen sie ja auch nicht. Wenn ich ein ferngesteuertes Auto mit Funkwellen steuere, sind die Funkwellen selbst ja auch nicht steuerbar. Trotzdem kann ich sie nutzen, um das Auto zu steuern. Wenn ich zuerst ein Funksignal sende "Nach links lenken" und mir dann einfällt, dass das Auto besser nach rechts lenken sollte, dann sende ich einfach ein zweites Funksignal "Nach rechts lenken". Das ist auf das erste Funksignal keinen Einfluss nehmen und nicht verhindern kann, dass es beim Auto ankommt, stört dabei nicht weiter.

Cramers erwähnt in dem verlinkten Artikel auch, dass die Gezeitenkräfte an der Warpblase selbst jegliche dort positionierten Geräte zerreissen würden - droht dies evtl. auch den mikroskopischen Warpblasen?

Wenn die Wand der makroskopischen Blase viel dicker ist als der Durchmesser einer mikroskopischen Blase, sollte es da keine Probleme geben.

Ich kann da nicht intelligent spekulieren, ich kann nur feststellen, die kausale Abnabelung der Inneren vom Äusseren der Warpblase ist ein sehr verbreiteter Kritikpunkt.

Dabei wird aber immer von der ART ausgegangen, hier aber wolltest du ja spekulative Alternativtheorien einbeziehen.

Erst nachdem das Schiff dort angekommen ist.

Nein, auch vorher schon. Das Lichtsignal kann sich ja eben vom Zielort aus in die Tube hinein ausbreiten, also auch vom Zielort aus den Reisenden erreichen, wenn der noch in der Tube unterwegs ist. Im hier angenommenen Fall wohlgemerkt, dass l_I und r_I in entgegengesetzte Richtungen zeigen, die Tube also nicht als Einbahnstraße ausgeführt ist, die zugleich den Transport übernähme.

Genau diese "Abhilfe" wird jedoch zeitliche Paradoxien entstehen lassen (weil man dann theoretisch von der Erde im Jahr 5000 via Deneb zur Erde im Jahr 2000 zurückkehren könnte).

Nein, das wird sie nicht, genauso wenig wie die Wurmlochlösung mit der zuvor unterlichtschnell zum Zielort transportierten Wurmlochöffnung dies tut: man kann auf der Erde im Jahr 2000 starten und im Jahr 3600 bei Deneb ankommen, wenn man die Tube in Hin-Richtung nimmt, oder im Jahr 3600 bei Deneb starten und im Jahr 2000 auf der Erde ankommen, wenn man die Tube in Gegenrichtung nimmt. Genauso wie bei der Wurmlochlösung, da kann durch das Wurmloch von (Erde, Jahr 2000) zu (Deneb, Jahr 3600) reisen oder umgekehrt.

Aber an Cramers' Aussage ändert sich damit nichts: Eine Krasnikov-Tube ist eine Raumzeit-Röhre mit "normaler" Länge, die zwei (raumartig getrennte) Raumzeitpunkte verbindet. Ein Wurmloch ist demgegenüber eine Raumzeit-Röhre mit deutlich verkürzter Länge.

Cramers Aussage war jedoch nicht nur, dass die Krasnikov-Tube normale Länge hätte, sondern dass diese normale Länge auf konventionelle Weise, also durch ein Raumschiff mit enormer Zeitdilatation, zurückgelegt werden müsste. Und diese Aussage ist aus den genannten Gründen falsch: in der Einbahnstraßen-Bauweise, wenn l_I und r_I in die gleiche Richtung zeigen, transportiert die Tube den Reisenden "for free" zum Zielort, ganz ohne dass der die Triebwerke seines Raumschiff anwerfern müsste. Gewissermaßen wird dann innerhalb der Tube der Raum selbst zum Transportband.

[Bynaus]

Das brauchen sie ja auch nicht.

Wie gesagt - ich kann deine Idee hier nicht auf ihre Plausiblität beurteilen. Wurde diese Idee in der Literatur irgendwo diskutiert?

Dabei wird aber immer von der ART ausgegangen, hier aber wolltest du ja spekulative Alternativtheorien einbeziehen.

Ich wollte nur erwähnen, dass es in der Literatur auch Vorschläge gibt, wie Wurmlöcher ohne Bedarf auf negative/exotische Materie auskommen könnten. Das könnte sich eines Tages als relevant für diese Diskussion erweisen (wenn diese alternativen Gravitationstheorien sich als richtig herausstellen würden, zum Beispiel).

Andererseits, wenn Woodward wirklich recht hat mit seinen Ableitungen, ist das auch nicht nötig: dann gibt es grundsätzlich einen Mechanismus, der zu negativen Energiedichten führen kann. Wie man diese erzeugt und erhält, ist dann "nur" noch ein Ingenieursproblem (an dem man nichtsdestotrotz scheitern kann...).

Nein, auch vorher schon.

Aber das Schiff baut doch die Tube. Oder meinst du auf dem Rückweg?

Nein, das wird sie nicht, genauso wenig wie die Wurmlochlösung mit der zuvor unterlichtschnell zum Zielort transportierten Wurmlochöffnung dies tut: man kann auf der Erde im Jahr 2000 starten und im Jahr 3600 bei Deneb ankommen, wenn man die Tube in Hin-Richtung nimmt, oder im Jahr 3600 bei Deneb starten und im Jahr 2000 auf der Erde ankommen, wenn man die Tube in Gegenrichtung nimmt.

Wenn die Tubes in eine Richtung gebaut werden müssen und du im Jahr 3600 beginnst, eine zweite Tube von Deneb her zur Erde zu bauen, kommst du im Jahr 5200 bei der Erde an. Dann hast du - über die Rückkehroption innerhalb derselben Tube - die Möglichkeit, von der Erde im Jahr 5200 zur Erde im Jahr 2000 zu reisen. Big nono.

Solche Konfigurationen sollten aber, wie erwähnt, nicht stabil sein, weder im Fall der Krasnikov-Tube noch im Fall des Wurmlochs. Deshalb kann es zu keinen temporalen Paradoxien kommen. Aber das heisst auch, dass im Wurmloch/Krasnikov-Tube-Netzwerk nicht beliebige Verbindungen gebaut werden können. Im Extremfall kann es in diesem Netzwerk nur einen einzigen Knotenpunkt (die Erde bzw. allgemeiner der Ursprung) geben.

sondern dass diese normale Länge auf konventionelle Weise, also durch ein Raumschiff mit enormer Zeitdilatation, zurückgelegt werden müsste.

Du kannst sie auch langsamer durchqueren - bloss dauert das dann halt ewig (so lange wie die Reise ganz normal durch den Raum).

Gewissermaßen wird dann innerhalb der Tube der Raum selbst zum Transportband.

Ich vermute, du hast dann die Tube einfach formal in ein Wurmloch verwandelt.

Warum diskutieren wir das? Um festzustellen, wer die Idee zuerst hatte? Krasnikov's Idee ist leicht verschieden von jener von Cramers (das sagt er ja selber), aber ja, mag sein, vielleicht gibt es Möglichkeiten, die beiden Ideen formal ineinander umzuwandeln. Und was sagt uns das jetzt?

Du hattest zwei Probleme genannt. Ich habe dir zum ersten Problem geantwortet, dass es hier höchstens Ansätze gibt, das ganze aber natürlich spekulativ ist. Hier könnten wir sicher der Frage nachgehen, inwieweit die Idee, dass das Universum bereits von künstlichen Wurmlöchern "durchzogen" sein könnte, auf Akzeptanz stösst bzw. was dafür oder dagagen spricht. Dann natürlich auch die Frage, ob man solche Wurmlöcher irgendwie stabilisieren und aufweiten könnte.

Das zweite Problem, das du genannt hattest, ist, wie erwähnt, gar keines, weil man die Wurmlochenden mit Teilchenbeschleunigern fortbewegt.

Ein weiterer interessanter Aspekt von Wurmloch-Reisen/Netzwerken ist, dass sie im Prinzip das Fermi-Paradoxon erklären können. Eine intelligente Spezies, die Wurmloch-Netzwerke entwickelt, wird damit sicher nicht jeden Stern der Galaxis erschliessen. Denkbar wäre, dass sie Wurmlöcher zu benachbarten, interessanten Sternen legt, später auch weiter entfernte, schliesslich auch intergalaktische Distanzen so überbrückt. Da die Eigenzeit eines Wurmlochs bei sehr grossen Beschleunigern (sagen wir, planeten- oder mondumspannenden) fast beliebig klein werden kann, wird eine Zivilisation also bereits nach wenigen Jahrhunderten praktisch jedes für sie interessante Ziel im sichtbaren Universum ansteuern können. Der gelegentliche Kollaps von Wurmlöchern, der sich ergibt, wenn sich zwei Wurmlochnetzwerke zu überschneiden beginnen, wird ein langsames herantasten zur nächsten Wurmlochnetzwerk-Zivilisation ermöglichen, bis hin zum schliesslichen Kontakt, bei annähernd gleichem technologischen Stand (obwohl die beiden Zivilisationen in jeweils ganz anderen Raumzeit-Punkten beheimatet und z.B. durch viele Jahrmillionen und Millionen Lichtjahre getrennt sind). Die Wurmlochnetzwerke wären für äussere Beobachter aber unsichtbar, gewaltige Gebiete der Raumzeit würden gar nie direkt erschlossen (auch weil, wie erwähnt, die ganze Expansion in wenigen Jahrhunderten Eigenzeit stattfindet - viel zu kurz, um eine Galaxis zu besiedeln): aufstrebende Zivilisationen wären quasi sicher vor Entdeckung durch andere in all dieser Einöde, zumindest so lange, bis sie selber beginnen, Wurmlöcher zu bauen. Sprich, es sähe alles ziemlich so aus, wie wir es auch sehen.

[Agent Scullie]

Aber das Schiff baut doch die Tube.

Also wenn du die Reise des Schiffes, das die Tube erst erbaut, betrachten willst, und mit Zielort hier den Zielort dieses Schiffes, also Deneb, meinst, dann musst du, um das ganze mit der Wurmlochlösung vergleichen zu können, aber auch da die Reise des Wurmloch-Endes nach Deneb betrachten. Und da gilt dann das gleiche: das Wurmloch-Ende kann erst dann mit Deneb interagieren, wenn es dort ankommt. Die Situation ist also äquivalent.

Oder meinst du auf dem Rückweg?

Ich meinte eigentlich das, was du auch bei der Wurmlochlösung meinst: sobald das Wurmlochende bei Deneb installiert ist, kann man nach Belieben hin- und herreisen und dabei während der Reise sowohl mit der Erde als auch mit Deneb interagieren. Das gleiche gilt für eine beidseitig durchquerbare Tube: sobald die installiert ist, kann man nach Belieben hin- und herreisen und dabei stets sowohl mit der Erde als auch mit Deneb interagieren.

Bei der Ausführung der Tube als Einbahnstraße gilt das natürlich nicht.

Wenn die Tubes in eine Richtung gebaut werden müssen und du im Jahr 3600 beginnst, eine zweite Tube von Deneb her zur Erde zu bauen, kommst du im Jahr 5200 bei der Erde an. Dann hast du - über die Rückkehroption innerhalb derselben Tube - die Möglichkeit, von der Erde im Jahr 5200 zur Erde im Jahr 2000 zu reisen.

Das ist aber bei der Wurmlochlösung genauso: sobald die im Jahr 2000 von der Erde nach Deneb ausgesandte Wurmloch-Öffnung Deneb im Jahr 3600 erreicht hat, kann bei Deneb ein zweites Wurmloch hergenommen und eine von dessen Wurmloch-Öffnungen zur Erde gesandt werden. Diese Wurmloch-Öffnung kommt bei der Erde im Jahr 5200 an. Fortan kann dann von der Erde aus im Jahr 5200 über das zweite Wurmloch nach Deneb im Jahr 3600 gereist werden und von da aus über das erste Wurmloch zur Erde im Jahr 2000. Also genau das gleiche Big nono.

Wenn du bei der Wurmlochlösung einen Mechanismus annehmen willst, der ein solches Szenario verhindert, dann lässt sich dieser Mechanismus in der gleichen Weise auf die Tube-Lösung anwenden.

Das von mir beschriebene Szenario ist dann aber sehr wohl noch möglich: das Schiff, das im Jahr 2000 von der Erde startet und im Jahr 3600 bei Deneb ankommt, baut zwei parallele Einbahnstraßen-Tubes, z.B. in einem Sicherheitsabstand von 1 km (statt einem einzigen Schiff kann man auch zwei annehmen, die in diesen Abstand fliegen). Die eine der beiden Tubes führt von der Erde nach Deneb und 1600 Jahre in die Zukunft (von 2000 nach 3600), die andere von Deneb zur Erde und 1600 Jahre in die Vergangenheit (von 3600 nach 2000).

Die Situation ist dann ähnlich wie bei der Wurmlochlösung: man kann von der Erde im Jahr 2000 nach Deneb im Jahr 3600 reisen, oder umgekehrt von Deneb im Jahr 3600 zur Erde im Jahr 2000.

Vielleicht hattest du meine Beschreibung ja dahingehend missverstanden, dass du dachtest, die zweite Tube von Deneb zur Erde würde ebenfalls 1600 Jahre in die Zukunft führen (als vom Jahr 3600 zum Jahr 5200) statt in die Vergangenheit (ins Jahr 2000)?

Ich vermute, du hast dann die Tube einfach formal in ein Wurmloch verwandelt.

Deine Vermutung ist jedoch unzutreffend. Bei der Einbahnstraßen-Tube ist es wie beim Alcubierre-Antrieb: der Raum zwischen dem Reisenden und dem Zielpunkt kontrahiert, während der Raum zwischen dem Startpunkt und dem Reisenden expandiert.

[Redphone]

Ich dachte, diese Kausalitäts- und Zeitreise-Geschichten können bei jeder Form von FTL auftreten, so lange man postuliert, dass die Relativitätstheorie nicht total Müll ist (was man auf Grund der gemachten Beobachtungen wohl ausschließen kann)?

[Agent Scullie]

Ich dachte, diese Kausalitäts- und Zeitreise-Geschichten können bei jeder Form von FTL auftreten, so lange man postuliert, dass die Relativitätstheorie nicht total Müll ist (was man auf Grund der gemachten Beobachtungen wohl ausschließen kann)?

Das Problem mit kausalen Schleifen bei FTL rührt daher, dass es in der Relativitätstheorie keine absolute Gleichzeitigkeit gibt. Eine Bewegung, die im einen Bezugssystem FTL ist, kann der RT zufolge in einem anderen Bezugssystem eine Reise rückwärts in der Zeit sein. Und weil nach dem Relativitätsprinzip alle Inertialsysteme gleichberechtigt sind, kann man zwei solcher Reisen zu einer kausalen Schleife kombinieren.

Eine mögliche Lösung, um FTL eben doch zu ermöglichen, ohne dass kausale Schleifen resultieren, wäre die Annahme einer absoluten Gleichzeitigkeit. Alle bisherigen Bestätigungen der RT schließen eine solche nicht aus, da man sich auch eine Theorie mit absoluter Gleichzeitigkeit vorstellen könnte, die aber in allen bisher durchgeführten Experimenten die gleichen Vorhersagen wie die RT macht.

Bei den hier von Bynaus und mir diskutierten Szenarien ist die Situation aber noch etwas ausgeklügelter. Es ist nämlich gar kein FTL im herkömmlichen Sinne beteiligt. Nimm z.B. die Wurmloch-Variante. Eines der beiden Wurmloch-Enden wird mit beinahe Lichtgeschwindigkeit von der Erde nach Deneb transportiert. Dabei ist alles völlig im Rahmen der SRT. Die Reise des Wurmloch-Endes dauert aus Erdsicht 1600 Jahre, aufgrund der Zeitdilatation vergehen für das Wurmloch-Ende aber nur z.B. 6 Monate. Nachdem nun das Wurmloch-Ende Deneb erreicht hat, kann man von dort aus durch das Wurmloch hindurch zum zweiten, in Erdnähe verbliebenen Wurmloch-Ende gelangen, dort kommt man dann aber nicht 1600 Jahre in der Zukunft an, sondern nur 6 Monate in der Zukunft, man hat sich also etwa 1600 Jahre in der Zeit rückwärts bewegt.

Dies stellt zwar in gewisser Hinsicht eine Zeitreise dar, in gewisser Hinsicher aber auch wieder nicht. Denn es ist auf diese Weise keine kausale Schleife möglich, da man nicht bis zu einem Zeitpunkt zurückreisen kann, bevor das zum Deneb transportierte Wurmloch-Ende überhaupt gestartet ist.

Edit: ich habe da mal ein Raumzeit-Diagramm zu erstellt:



Das Wurmloch-Ende bewegt sich auf der türkisblauen Weltlinie mit beinahe Lichtgeschwindigkeit von der Erde nach Deneb. Das Ereignis P bezeichnet den Start des Wurmloch-Endes von der Erde aus, das Ereignis Q die Ankunft bei Deneb. In orange ist zum Vergleich die Weltlinie eines Lichtsignals, das ebenfalls im Ereignis P von der Erde ausgesandt wird. Gestrichelt in Magenta sind die möglichen Reisen durch das Wurmloch dargestellt, sobald das Wurmloch-Ende bei Deneb angekommen ist. Jede der beiden gestrichelten Linien beginnt/endet bei Deneb kurz nach dem Ereignis Q, also um das Jahr 3600, und bei der Erde kurz nach dem Ereignis P, um das Jahr 2000.