Sammel-Thread für FTL-Antriebe aus verschiedenen Scifi-Universen

[Agent Scullie]

Physikalische gesehen gibt es nur 3 mögliche Varianten FTL zu generieren, ohne derzeit bekannte physikalische Gesetze zu brechen:

1. Raumkrümmung (Ausnutzung der einsteinschen Raum-Zeit-Geometrie)
2. Hyperraum (Ausnutzung der Multidimensionalität des Universum)
3. Quantenmechanik (Ausnutzung der exotischen Eigenschaften von Materie im Mikrokosmos)

das ist nur deine Meinung

zu 1: man muss hier unterscheiden zwischen Krümmung des Raumes und Krümmung der Raumzeit. Die hängen zwar beide miteinander zusammen, sind aber nicht dasselbe. Ein Wurmloch z.B. beruht auf der Krümmung des Raumes. Die Raumzeit ist dabei zwar auch gekrümmt, entscheidend für das Wirkprinzip ist aber, dass der Raum gekrümmt ist. Ganz anders beiner Warpblase vom Alcubierre-Typ, wo der Raum in der vorderen Blasenwand kontrahiert und in der hinteren Blasenwand expandiert, und der Raum im Blaseninneren mit der Blase mitgeführt wird. Hier ist nur die Raumzeit gekrümmt, nicht der Raum. Der Raum expandiert und kontrahiert nur, er ist nicht gekrümmt. Die Raumzeit ist dabei gerade so gekrümmt, dass sich die Expansion und Kontraktion ergibt.

Um sich klarzumachen, wie eine Krümmung der Raumzeit zu einer Expansion/Kontraktion des Raumes führt, kann man als Analogie die Erdoberfläche betrachten, mit dem Längengrad als Zeitkoordinate und dem Breitengrad als Raumkoordinate: wandert man vom Nordpol aus Richtung Äquator (zunehmender Längengrad = voranschreitende Zeit), wird der Breitenkreis, an dem man sich gerade befindet, immer größer (=Expansion des Raumes). Wandert man vom Äquator Richtung Südpol, wird der Breitenkreis immer kleiner (=Kontraktion).

Auf der Startseite erwähntest du außerdem noch Raumfaltung. Damit verbinde ich, dass man sich den Raum in eine höherdimensionale Umgebung eingebettet vorstellt, in der der Raum gefaltet werden kann, ähnlich wie ein Blatt Papier, wodurch Punkte, die im Raum weit auseinanderliegen, in der höherdimensionalen Umgebung nahe zusammengeführt werden. Das aber würde dann eher zu Kategorie 2 zählen.

Zu 2: ein höherdimensionaler Raum ist nur eine Variante eines Hyperraum-Konzepts. Eine andere Variante wäre ein Parallelraum, der Seite an Seite mit dem Normalraum existiert, und die gleiche Dimensionenzahl wie dieser hat. Es sollte erwähnt werden, dass diese Vorstellung kein höherdimensionales Einbettungsmedium erfordert, das beide Räume enthält, jedenfalls nicht solange man sich immer nur in einem der beiden Räume befinden kann, und keine kontinuierliche Bewegung "dazwischen" möglich ist. Auch die gekrümmte Raumzeit der allgemeinen Relativitätstheorie ist nicht in eine höherdimensionale Umgebung eingebettet, deswegen würde auch eine Raumfaltung wie oben beschrieben die Grenzen der ART sprengen.

Ebenso muss ein Hyperraum nicht notwendigerweise eine Abkürzung sein, es könnte auch so sein, dass dort einfach höhere Geschwindigkeiten zulässig sind. AFAIK trifft das z.B. auf Perry Rhodan zu. Und bei der Abkürzungsvariante gäbe es noch die Unterteilung, dass entweder Raumfaltungs-like der Normalraum im Hyperraum verbogen ist (hierfür wird häufig die Analogie einer Kugeloberfläche gebracht, wo der Weg durch's Kugelinnere kürzer ist als über die Oberfläche), was freilich eine Höherdimensionalität erfordern würde, oder aber dass jedem Punkt des Normalraumes ein Punkt im Hyperraum entspricht, und die Abstände im Hyperraum kleiner sind (so eine Art MIP-Mapping).

zu 3: das verstehe ich jetzt nicht so ganz. Auf der Startseite sprachst du von Zustandsänderung, jetzt sagst du was exotischen Eigenschaften im Mikrokosmos. Du erwähntest Tunnelung, meinst du den Tunneleffekt, bei dem der Herr Nimtz gemessen haben will, dass der überlichtschnell sei? Nimtz' Resultate lassen sich auf einen Interpretationsfehler zurückführen: er lässt ein Wellenpaket tunneln und misst die Geschwindigkeit anhand der Ankunftszeit des Maximums des Wellenpakets. Theoretisch ergibt sich aber, dass das getunnelte Paket verkürzt ist, und das Maximum daher dichter an der Frontwelle liegt, so dass die auf diese Weise gemessene Geschwindigkeit zu hoch ist. Mehr dazu, falls es interessiert, unter:

Superluminales Tunneln
Aber ist das nicht Überlichtgeschwindigkeit?

Und bei Zustandsänderung der Raum-Zeit-Struktur frage ich mich, inwieweit sich eine solche von Kategorie 1 abgrenzen ließe.

Unter 1. fallen z.B. der Warpantrieb

der Warpantrieb, wie er im TNG-TM dargestellt wird, lässt sich hier nicht eindeutig zuordnen. Von einer Krümmung des Raumes oder der Raumzeit ist im TM keine Rede, es fällt wohl andeutungsweise der Begriff "Kontinuums-Distorsion", aber ohne Erläuterung was das sein soll. Die physikalischen Grundlagen des Warpantriebs werden völlig im unklaren gelassen, es wird zwar dauernd von einem "Subraum" und einer "Subraumfeldverzerrung" geredet, aber nicht gesagt was das sein soll. Man könnte zu der Annahme verleitet sein, der Subraum sei so etwas wie ein Hyperraum, also eher Kategorie 2. Dass der Warpantrieb auf dem Alcubierre-Konzept basieren würde, ist eine reine Fan-Erfindung.

Wurmlöcher sind z.B. eine Mischung von 1 und 2.

aber auch nur wenn der Autor die ART nicht kennt
Wie schon erwähnt braucht die ART keine Einbettung der gekrümmten Raumzeit oder des gekrümmten Raumes. Wurmlöcher, wie sie die heutige Physik bereits in der Theorie kennt, fallen allein in die Kategorie 1. Zur Veranschaulichung des Wurmlochprinzips wird zwar zuweilen eine gekrümmte 2D-Fläche eingebettet in einen 3D-Raum dargestellt, dieser 3D-Raum ist aber nur ein Hilfsmittel zur Illustration. Das bedeutet nicht, dass es eine Einbettung des gekrümmten 3D-Raumes in einem 4D-Raum gäbe.

Alle Antrieb die in keine dieser 3 Kategorien passen sind physikalisch nicht möglich

was verstehst du unter physikalisch nicht möglich? Nach dem heutigen Stand der Physik nicht möglich? Damit fällt aber die ganze Kategorie 2 weg, da die heutige Physik keinen Hyperraum kennt. Es gibt vielleicht die Stringtheorie mit ihren eingerollten Zusatzdimensionen, die bieten aber keine Abkürzungen, keine Möglichkeiten zur Raumfaltung, auch keine Möglichkeit irgendwie schneller zu fliegen.
Die Kategorie 1 fällt praktisch auch weg:
- Wurmlöcher sind zwar von der ART erlaubt, man hat aber keine Möglichkeit zu steuern, wo sich der Ausgang bildet, man würde also bei Erzeugen eines künstlichen Wurmlochs an einem völlig zufälligen Ort im Universum landen, von daher nicht praktikabel.
- Für die Alcubierre-Warpblase schließlich bräuchte man nicht nur großen Mengen negativer Energie, diese müsste sich auch noch mit der Blase mitbewegen, und das nicht innerhalb der Blase, wo dies möglich wäre, sondern in den Blasenwänden, wo die Krümmung aber nicht ausreicht, um dies ohne Verletzung der RT zu ermöglichen. Eine passende Analogie zum Alcubierre-Antrieb lautet: man muss erst mit Unterlichtgeschwindigkeit die Schienen verlegen, über die man dann mit Überlichtgeschwindigkeit fahren kann. Dieses Thema werde ich beim Erläutern meines FTL-Konzepts noch einmal aufgreifen.

Mein eigenes FTL-Konzept werde ich in einem seperaten Posting erläutern.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 1 Stunde, 7 Minuten und 28 Sekunden:

Ok, kommen wir zu meinem eigenen FTL-Konzept

Grundsätzlich gibt es zwei Probleme zu lösen. Das erste, fundamentalere, unter Laien und Scifi-Autoren aber leider weniger bekannte, ergibt sich aus der Relavität der Gleichzeitigkeit:

Relativität der Gleichzeitigkeit ? Wikipedia
Bild:Minkowski-Diagramm - Kausalität.png ? Wikipedia

Betrachtet man zwei Ereignisse A und B, von denen A im Zentrum des dargestellten Minkowski-Diagramms sei und B sich im grau dargestellten Bereich befinde, dann folgt aus der Lorentz-Transformation, dass keine vom Bezugssystem unabhängige Aussage über die zeitliche Reihenfolge von A und B möglich ist. Man beachte die Raumachsen x und x', im System (x,t) kann B später sein als A, während es im System (x',t') umgekehrt ist. Das hat zur Folge, dass ein Bewegung, die in (x,t) überlichtschnell ist (Reise von A zu B), in (x',t') eine Reise rückwärts in der Zeit ist.
Da außerdem nach dem Relativitätsprinzip beide Systeme (x,t) und (x',t') gleichberechtigt sind, würde, wenn man annimmt dass FTL-Reisen erlaubt seien, nichts dagegen sprechen, zunächst von A aus in (x,t) mit hoher Überlichtgeschwindigkeit, also praktisch entlang der schwarzen x-Achse, zu reisen, und nach Erreichen des Zielorts (z.b. die schwarze Pfeilspitze) dann in Gegenrichtung entlang einer nach unten verschobenen blauen x'-Achse in den Vergangenheitslichtkegel von A zu gelangen.
Die Relativität der Gleichzeitigkeit in Verbindung mit der Gleichberechtigung aller Inertialsysteme führt daher bei erlaubten FTL-Reisen zu hübschen kausalen Schleifen.

Das ist auch einer der Gründe, warum in der ART Wurmlöcher sowohl für Raumreisen als auch für Zeitreisen verwendet werden: das Relativitätsprinzip erlaubt es nicht, beides hinreichend voneinander abzugrenzen.

In der Scifi-Literatur wird dieses Problem praktisch überhaupt nicht beachtet. Vermutlich ist den meisten Autoren dieser Aspekt der Relativitätstheorie gar nicht bekannt. Tatsächlich gibt es aber eine sehr einfache Lösung: man muss das Relativitätsprinzip, die Gleichberechtigung aller Inertialsysteme, fallenlassen, und ein bevorzugtes Bezugssystem einführen, das eine absolute Gleichzeitigkeit definiert. Nehmen wir z.B. an, im obigen Minkowski-Diagramm sei (x,t) dieses System. Dann folgt daraus, dass eine Reise entlang der blauen x'-Achse in negative x'-Richtung nicht mehr zulässig ist, da sie im bevorzugten System eine Reise rückwärts in der Zeit wäre.
Durch Annahme eine bevorzugten Bezugssystems können also überlichtschnelle Reisen ohne Auftreten kausaler Schleifen, ohne Kausalitätsverletzung, möglich sein.

Wenn man genauer hinsieht, stellt man aber fest, dass diese Lösung durchaus in der Literatur Verwendung findet, auch wenn sich der Autor dessen gar nicht bewusst ist. In Robert A. Heinlein's Roman "Von Stern zu Stern" z.B. fliegen Raumschiffe mit hoher Unterlichtgeschwindigkeit und unterliegen dabei der Zeitdilatation, zur Kommunikation mit der Erde benutzen sie aber Telepathenpaare, die instantan kommunizieren können. Dabei fällt auf, dass für den Partner auf der Erde die Gedanken des Partners im Raumschiff durch die Zeitdilatation verlangsamt sind. Der Partner im Raumschiff aber empfindet die Gedanken seines Partners auf der Erde beschleunigt, in eklatantem Widerspruch zum Relativitätsprinzip, nach dem beide, Raumschiff und Erde, Inertialsysteme und damit gleichberechtigt sind, und sich daher gegenseitig als zeitdilatiert sehen müssten. Heinlein verwendet also ein bevorzugtes Bezugssystem, gegenüber dem das Raumschiff sehr viel schneller bewegt ist als die Erde, und legt zugrunde, dass telepathische Signale in diesem System instantan sind.

Vergleichbares findet man auch in anderen Serien. So werden FTL-Flüge - egal ob in ST, SW, BSG, ... - einhellig so dargestellt, dass dabei keine Zeitdilatation auftritt, die Borduhren von Raumschiffen im FTL-Flug offenbar mit Uhren auf der Erde oder anderen Planeten synchron sind. Nach dem Relavititätsprinzip müsste man aber fragen: warum sollen die Borduhren ausgerechnet mit der Erdzeit synchron sein? Warum nicht mit der Zeit eines beliebigen anderen, relativ zur Erde mit beliebiger Unterlichtgeschwindigkeit bewegten Inertialsystems? Man erkennt unschwer, dass hier einfach ein bevorzugtes System angenommen wird, mit dem die Borduhren synchron laufen.

Die Diskussion des zweiten, bekannteren, aber weniger fundamentaleren Problems folgt im nächsten Posting.

[McWire]

das ist nur deine Meinung

Glaube ich zwar nicht, aber zumindestens beruht sie auf viel Lesen in diverser Literatur zum Thema, wo sich die Autoren relativ einig sind.
Außerdem sind im Scifi-Mainstream nur Antriebsvarianten eingebettet, welche diesen 3 Prinzipien unterliegen.

zu 1: man muss hier unterscheiden zwischen Krümmung des Raumes und Krümmung der Raumzeit. Die hängen zwar beide miteinander zusammen, sind aber nicht dasselbe. Ein Wurmloch z.B. beruht auf der Krümmung des Raumes. Die Raumzeit ist dabei zwar auch gekrümmt, entscheidend für das Wirkprinzip ist aber, dass der Raum gekrümmt ist.

Zumindestens wenn das Wurmloch als Abkürzung dienen soll

Ganz anders beiner Warpblase vom Alcubierre-Typ, wo der Raum in der vorderen Blasenwand kontrahiert und in der hinteren Blasenwand expandiert, und der Raum im Blaseninneren mit der Blase mitgeführt wird. Hier ist nur die Raumzeit gekrümmt, nicht der Raum. Der Raum expandiert und kontrahiert nur, er ist nicht gekrümmt.
Die Raumzeit ist dabei gerade so gekrümmt, dass sich die Expansion und Kontraktion ergibt.

Kontraktion und Expansion habe ich unter dem Oberbegriff "Krümmung" zusammengefasst. Wenn ich von "Krümmung" spreche, meine ich damit im Allgemeinen jede Veränderung des Kontinuum. Ich glaube daher das ein Missverständnis vorliegt.

Um sich klarzumachen, wie eine Krümmung der Raumzeit zu einer Expansion/Kontraktion des Raumes führt, kann man als Analogie die Erdoberfläche betrachten, mit dem Längengrad als Zeitkoordinate und dem Breitengrad als Raumkoordinate: wandert man vom Nordpol aus Richtung Äquator (zunehmender Längengrad = voranschreitende Zeit), wird der Breitenkreis, an dem man sich gerade befindet, immer größer (=Expansion des Raumes). Wandert man vom Äquator Richtung Südpol, wird der Breitenkreis immer kleiner (=Kontraktion).

Ja, ok, ist schon klar.

Auf der Startseite erwähntest du außerdem noch Raumfaltung. Damit verbinde ich, dass man sich den Raum in eine höherdimensionale Umgebung eingebettet vorstellt, in der der Raum gefaltet werden kann, ähnlich wie ein Blatt Papier, wodurch Punkte, die im Raum weit auseinanderliegen, in der höherdimensionalen Umgebung nahe zusammengeführt werden. Das aber würde dann eher zu Kategorie 2 zählen.

Raumfaltung zählt für mich zu 1 und 2, ähnlich wie Scifi-Wurmlöcher.
Unter Raumfaltung verstehe ich eine einmalige Zusammenführung von zwei Punkten des Raum-Zeit-Kontinuum, während ich Raumkrümmung nur als Streckenverkürzung sehen.

Zu 2: ein höherdimensionaler Raum ist nur eine Variante eines Hyperraum-Konzepts. Eine andere Variante wäre ein Parallelraum, der Seite an Seite mit dem Normalraum existiert, und die gleiche Dimensionenzahl wie dieser hat. Es sollte erwähnt werden, dass diese Vorstellung kein höherdimensionales Einbettungsmedium erfordert, das beide Räume enthält, jedenfalls nicht solange man sich immer nur in einem der beiden Räume befinden kann, und keine kontinuierliche Bewegung "dazwischen" möglich ist.

Wenn man sich zwischen diesen Parallelräumen nicht bewegen kann, ergeben sie für FTL-Flug auch keinen Sinn, daher habe ich diese Variante bewusst aussen vorgelassen.

Auch die gekrümmte Raumzeit der allgemeinen Relativitätstheorie ist nicht in eine höherdimensionale Umgebung eingebettet, deswegen würde auch eine Raumfaltung wie oben beschrieben die Grenzen der ART sprengen.

Raumfaltung sehe ich als eine Extremform der Raumkrümmung, nämlich einer Krümmung gegen unendlich.

Ebenso muss ein Hyperraum nicht notwendigerweise eine Abkürzung sein, es könnte auch so sein, dass dort einfach höhere Geschwindigkeiten zulässig sind. AFAIK trifft das z.B. auf Perry Rhodan zu.

Dies trifft auf Babylon 5 bspw auch zu. Höhere Geschwindigkeit habe ich mit "Abkürzung" gleichgesetzt, da es mir bei der Liste um sichtbare Effekte geht. Höhere Geschwindigkeit ist dann eine Form von zeitlicher Abkürzung.

Und bei der Abkürzungsvariante gäbe es noch die Unterteilung, dass entweder Raumfaltungs-like der Normalraum im Hyperraum verbogen ist (hierfür wird häufig die Analogie einer Kugeloberfläche gebracht, wo der Weg durch's Kugelinnere kürzer ist als über die Oberfläche), was freilich eine Höherdimensionalität erfordern würde, oder aber dass jedem Punkt des Normalraumes ein Punkt im Hyperraum entspricht, und die Abstände im Hyperraum kleiner sind (so eine Art MIP-Mapping).

Richtig. Die MIP-Mapping-Sache dürfte dem Subraum aus Star Trek entsprechen. Die andere Abkürzungsvariante ist mir in TV-Scifi-Serien nicht bekannt.. die kenne ich nur aus populärwissenschaftlicher Literatur.

zu 3: das verstehe ich jetzt nicht so ganz. Auf der Startseite sprachst du von Zustandsänderung, jetzt sagst du was exotischen Eigenschaften im Mikrokosmos. Du erwähntest Tunnelung, meinst du den Tunneleffekt, bei dem der Herr Nimtz gemessen haben will, dass der überlichtschnell sei? Nimtz' Resultate lassen sich auf einen Interpretationsfehler zurückführen: er lässt ein Wellenpaket tunneln und misst die Geschwindigkeit anhand der Ankunftszeit des Maximums des Wellenpakets. Theoretisch ergibt sich aber, dass das getunnelte Paket verkürzt ist, und das Maximum daher dichter an der Frontwelle liegt, so dass die auf diese Weise gemessene Geschwindigkeit zu hoch ist. Mehr dazu, falls es interessiert, unter:

Superluminales Tunneln
Aber ist das nicht Überlichtgeschwindigkeit?

Ehrlicherweise muss ich sagen, dass "3" eine Sammelkategorie für alle exotischen Antriebe ist, die ich weder mir 1 oder 2 erklären kann. Ich habe mir einfach anhand der Beschreibung vorgestellt, dass diese Antriebe die Struktur der Materie oder den Kontinuum verändern.
Der Oszillationsantriebs aus Captain Future habe ich mir früher immer so erklärt, dass die Materiestruktur zwischen zwei Dimensionen schwingt und somit eine imaginäre Masse geschaffen wird, die nach der Lorentz-Formel für Massedilatation für v>c einen reellen endlichen Zahlenwert erzeugt.

Und bei Zustandsänderung der Raum-Zeit-Struktur frage ich mich, inwieweit sich eine solche von Kategorie 1 abgrenzen ließe.

Antriebe der Kategorie 1 verändert die Raumgeometrie. Antriebe der Kategorie die Raumstruktur, das Raumgewebe wenn man so will.

der Warpantrieb, wie er im TNG-TM dargestellt wird, lässt sich hier nicht eindeutig zuordnen. Von einer Krümmung des Raumes oder der Raumzeit ist im TM keine Rede, es fällt wohl andeutungsweise der Begriff "Kontinuums-Distorsion", aber ohne Erläuterung was das sein soll. Die physikalischen Grundlagen des Warpantriebs werden völlig im unklaren gelassen, es wird zwar dauernd von einem "Subraum" und einer "Subraumfeldverzerrung" geredet, aber nicht gesagt was das sein soll. Man könnte zu der Annahme verleitet sein, der Subraum sei so etwas wie ein Hyperraum, also eher Kategorie 2. Dass der Warpantrieb auf dem Alcubierre-Konzept basieren würde, ist eine reine Fan-Erfindung.

Der Warpantrieb ist eine Mischung aus 1 und 2, wobei er mehr 1 als 2 ist.
Da der Subraum nach dem MIP-Mapping mit dem Normalraum verbunden ist, erzeugt der Warpantrieb eine Verzerrung des Subraum, welcher eine proportional größere Verzerrung im Normalraum erzeugt. Im wesentlichen ist das Wirkprinzip also immernoch nach 1 eine Raumkrümmung bzw Raum-Zeit-Krümmung, jedoch mit dem Hilfsmittel des (nach 2) Subraum.

aber auch nur wenn der Autor die ART nicht kennt
Wie schon erwähnt braucht die ART keine Einbettung der gekrümmten Raumzeit oder des gekrümmten Raumes. Wurmlöcher, wie sie die heutige Physik bereits in der Theorie kennt, fallen allein in die Kategorie 1. Zur Veranschaulichung des Wurmlochprinzips wird zwar zuweilen eine gekrümmte 2D-Fläche eingebettet in einen 3D-Raum dargestellt, dieser 3D-Raum ist aber nur ein Hilfsmittel zur Illustration. Das bedeutet nicht, dass es eine Einbettung des gekrümmten 3D-Raumes in einem 4D-Raum gäbe.

Im Scifi geht man fast automatisch von der Existent des 4D-Raum aus, daher kann man Kategorie 1 in diesem Erklärungsraum auch gleich mit Kategorie 2 verbinden bzw die Existenz von Kategorie 2-Modellen stillschweigend annehmen.

was verstehst du unter physikalisch nicht möglich? Nach dem heutigen Stand der Physik nicht möglich? Damit fällt aber die ganze Kategorie 2 weg, da die heutige Physik keinen Hyperraum kennt. Es gibt vielleicht die Stringtheorie mit ihren eingerollten Zusatzdimensionen, die bieten aber keine Abkürzungen, keine Möglichkeiten zur Raumfaltung, auch keine Möglichkeit irgendwie schneller zu fliegen.

Der Hyperraum ist physikalisch denkbar und nicht ausgeschlossen... also nicht unmöglich. Er widerspricht auch keinem der bis dato ausgearbeiteten und überprüften Naturgesetzen.

Die Kategorie 1 fällt praktisch auch weg:
- Wurmlöcher sind zwar von der ART erlaubt, man hat aber keine Möglichkeit zu steuern, wo sich der Ausgang bildet, man würde also bei Erzeugen eines künstlichen Wurmlochs an einem völlig zufälligen Ort im Universum landen, von daher nicht praktikabel.
- Für die Alcubierre-Warpblase schließlich bräuchte man nicht nur großen Mengen negativer Energie, diese müsste sich auch noch mit der Blase mitbewegen, und das nicht innerhalb der Blase, wo dies möglich wäre, sondern in den Blasenwänden, wo die Krümmung aber nicht ausreicht, um dies ohne Verletzung der RT zu ermöglichen. Eine passende Analogie zum Alcubierre-Antrieb lautet: man muss erst mit Unterlichtgeschwindigkeit die Schienen verlegen, über die man dann mit Überlichtgeschwindigkeit fahren kann. Dieses Thema werde ich beim Erläutern meines FTL-Konzepts noch einmal aufgreifen.

Der Star Trek Warpantrieb arbeitet im wesentlichen nach dem Alcubierre-Prinzip, jedoch umgeht man das Problem mit der negativen Energiedichte, indem man sich exotische Eigenschaften eines 4D-Raum zur Hilfe nimmt.
Das bedeutet, dass er praktisch unmöglich ist, da wir keinen 4D-Raum mit diesen Eigenschaften nachgewiesen haben, aber er widerspricht auch keinem physikalischen Gesetz das wir bis dato erkannt und bewiesen haben.

Mir geht es nicht darum, dass meine Antriebsideen praktisch möglich sind, sondern nur das sie nicht zur realen Physik widersprüchlich sind.
Nur so ist ein fiktives Universum denkbar, welches die gleichen Gesetze wie das reale Universum beinhaltet, aber trotzdem die Antriebsvarianten funktionieren lässt.

[Agent Scullie]

Grafiken eingefügt

so, dann will ich mal zum eigentlichen Hauptaspekt meines Konzepts kommen:

Das zu lösende Problem ist allgemein als relativistische Massenzunahme bekannt. Nebenbei sei angemerkt, dass dies eine veraltete Sprechweise ist, heutzutage bezeichnet man nur noch die Ruhmasse als Masse, die somit nicht zunimmt, zunehmen bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit tut nur die Energie, aber das braucht im folgenden nicht weiter interessieren. Wesentlich ist, dass die Massenzunahme/Energiezunahme auf die Zeitdilatation zurückgeführt werden kann: in der relativistischen Mechanik ist der Zeitdilatationsfaktor gamma die zeitliche Komponente u^0 = gamma c eines 4D-Geschwindigkeitsvektors u^mu (das ^ bedeutet keine Potenz, sondern einen sogenannten kontravarianten Index, braucht man sich aber auch nicht merken, es gilt mu=0,1,2,3), die Energie die zeitliche Komponente p^0 = E/c eines 4D-Impulsvektors p^mu, wobei gilt p^mu = m u^mu, mit m=Ruhmasse, so dass E = c p^0 = m c u^0 = gamma m c^2.

Mein Konzept lehnt sich nun an die Alcubierre-Lösung mit einer Warpblase an, dazu ist es nützlich, die Zeitdilation über die Minkowski-Metrik (diese beschreibt eine ungekrümmte Raumzeit) auszudrücken, die, wenn wir der Einfachheit halber nur eine Raumdimension betrachten, für eine Weltlinie, die zwischen zwei Raumzeitpunkten (x,t), (x+dx,t+dt) verläuft, aussagt, dass für ihre raumzeitliche Bogenlänge ds zwischen beiden Punkten

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

gilt (hier sind ^ tatsächlich Potenzen), siehe angehängte Grafik:



Die Zeitdilatation erkennt man folgendermaßen: die für ein Teilchen auf der Weltlinie verstreichende Eigenzeit ist d(tau) = ds/c, außerdem gilt, wenn das Teilchen die Geschwindigkeit v hat, dx = v dt, so dass

dtau = 1/c sqrt( (c dt)^2 - (v dt)^2 ) = dt sqrt(1 - (v/c)^2)

Es gilt die wichtige Regel, dass für Teilchen mit Ruhmasse ds^2 > 0 sein muss (man sagt: die Weltlinie ist zeitartig), für Teilchen ohne Ruhmasse ds^2=0 (lichtartig), und ds^2 < 0 (raumartig) ist verboten. Für ein überlichtschnelles Teilchen würde aus der Minkowski-Metrik

ds^2 = (cdt)^2 - (vdt)^2 < 0, v > c

folgen, die verstreichende Eigenzeit wäre imaginär. Will man außerdem, dass möglichst keine Zeitdilatation auftritt, sollte ds ~ cdt sein. Worauf es bei einem funktionsfähigen FTLAntrieb also ankommt, ist, auch bei Überlichtgeschwindigkeit dafür zu sorgen, dass ds^2 > 0 bleibt.

Hier kommt die Krümmung ins Spiel. Die Minkowski-Metrik ist der Spezialfall einer flachen Raumzeit, für eine allgemeinere, gekrümmte Raumzeit, braucht man den metrischen Tensor, der ist in unserem vereinfachten Fall eine 2*2-Matrix mit 4 Komponenten g_tt, g_tx, g_xx, g_xt. Es gilt dann:

ds^2 = g_tt (cdt)^2 + g_xx dx^2 + (g_tx + g_xt) dx cdt

Im Minkowski-Fall gilt: g_tt = -1, g_xx = 1, g_xt = g_tx = 0.
Damit kommen wir nun zur Alcubierre-Lösung. In dieser ist die Metrik:

ds^2 = (cdt)^2 - (dx - v f(x) dt)^2

Dabei ist f(x) eine Funktion, die innerhalb der Warpblase 1 ist, außerhalb 0, und in den Blasenwänden zwischen 0 und 1 liegt. v ist die Geschwindigkeit der Warpblase. Innerhalb der Blase gilt:

ds^2 = (cdt)^2 - (dx - v dt)^2

Für ein mit der Blase mitgeführtes Teilchen ist dx = v dt, es bleibt somit ds = cdt übrig. Daran sieht man: egal wie groß v ist, die Weltlinie des Teilchens ist stets zeitartig, und es tritt keine Zeitdilatation auf, selbst wenn v viel größer als c wird:



Die Komponeten des metrischen Tensors in der Alcubierre-Lösung sind:

g_tt = 1 - v^2 f^2(x)
g_xx = -1
g_xt = g_tx = v f(x)

Im Grund liefert das Alcubierre-Konzept damit schon die Lösung: die Warpblase kann sich beliebig schnell bewegen, ohne dass man in Konflikt mit der Zeitdilation gerät oder die Weltlinie des Raumschiffs raumartig wird.

Allerdings muss man die Alcubierre-Metrik erstmal erzeugen. Miguel Alcubierre versuchte dies auf der Grundlage der ART-Feldgleichungen. Diese gestatten jedoch nicht, den metrischen Tensor direkt zu manipulieren. Stattdessen muss man den Umweg über den Ricci-Tensor gehen, der sich aus zweiten Ableitungen des metrischen Tensors zusammensetzt. Es handelt sich dabei um ein Prinzip, das man auch in anderen Feldtheorien findet. In der Elektrostatik z.B. ist das Pendant zum metrischen Tensor das elektrische Potential (Differenzen in diesem Potential sind als elektrische Spannung messbar). Dieses wird durch elektrische Ladungen beeinflusst, aber auch nicht direkt, sondern nach dem Coulomb-Gesetz über die Divergenz der elektrischen Feldstärke (die Feldstärke ist der Gradient des Potentials, also die erste Ortsableitung, die Divergenz ist dann davon die Ableitung, und damit die zweite vom Potential).

Die Komponenten des Ricci-Tensors für die Alcubierre-Metrik sind aber nicht im Inneren der Warpblase groß, sondern in den Blasenwänden. Was immer die Manipulation der Metrik bewirken soll, muss sich daher in den Blasenwänden befinden. Dort aber ist die Funktion f(x) kleiner als 1, daher kann die Metrik dort keine Mitführung mit der vollen Blasengeschwindigkeit ermöglichen. Nehmen wir z.B. an, die Blase bewege sich mit v = 10c. In der Mitte der Blasenwand aber ist f(x) = 1/2, so dass dort befindliche Materie nur mit v/2 = 5c mitgeführt werden kann, weiter außen ist es noch schlimmer. Da es aber notwendig wäre, die gesamte die Krümmung erzeugende Materie mitzuführen, ist eine Alcubierre-Warpblase in der ART nicht realisierbar.

Als Ausweg aus dieser Problematik hatte ich eigentlich vor Jahren schon einmal die Idee, eine Energieform zu postulieren, die FTL-fähig ist, sich also raumartig ausbreiten kann. Eine Eigenzeit sollte für diese Energieform keine Bedeutung haben, so dass sie nicht an die Begrenzung ds > 0 gebunden wäre. Diese Energieform sollte in der Lage sein, ebenfalls die Raumzeit zu krümmen, und das nebenbei mit einem weitaus niedrigeren Energieaufwand als aus den ART-Feldgleichungen folgt, und den Part der in den Blasenwänden mittransportierten Materieverteilung übernehmen. Also eine Art Warpfeld, wie man es aus Star Trek kennt. So wirklich glücklich war ich damit allerdings nicht, weil ich darüber nachdachte, was für Gesetzen diese Warpenergie wohl gehorchen könnte, und da fiel mir nur eine nichtrelativistische Feldgleichung, nämlich die Schrödinger-Gleichung, ein.

In den letzten 1,5 Jahren hatte ich dann schließlich zwei Schlüsselideen. Die erste war ein Quantenprinzip für Geschwindigkeiten: es sollen nicht beliebige Überlichtgeschwindigkeiten möglich sein, sondern nur ganzzahlige Vielfache von z.B. 2c. Auf die Idee kam ich dadurch, dass der Warpantrieb aus ST offensichtlich nur Überlichtgeschwindigkeiten kann. Es scheint nicht möglich zu sein, ihn für unterlichtschnelle Flüge zu benutzen. Im TM wird außerdem erwähnt, dass die Enterprise bei Warp 1 immer zwischen zwei Geschwindigkeiten ober- und unterhalb der Lichtgeschwindigkeit hin und her wechselt, und so nie wirklich mit c fliegt. Allerdings ist das dann problematisch, wenn jemand im Schiff herumläuft, z.B. gegen die Flugrichtung, wenn das Schiff gerade oberhalb von c ist. Dann ist er unterhalb von c und das Schiff oberhalb. Ist aber 2c die niedrigstmögliche Warpgeschwindigkeit, ist das kein Problem mehr: alles was sich innerhalb des Schiffs bzw. der Warpblase bewegt, ist für einen ruhenden Beobachter stets überlichtschnell.

Damit hatte ich dann ein Gesetz für meine Warpenergie: das des quantenmechanischen harmonischen Oszillators. So wie man den in diskreten Stufen anregen kann, indem man Energiepakete h*f zuführt, wobei f die Eigenfrequenz des Oszillators ist, kann man die Warpenergie auf die nächsthöhere Warpstufe (nächstes Vielfaches von 2c) schalten.

Die zweite Idee war, dass die Metrik der Raumzeit nicht fundamental ist. Auf der untersten Ebene der Realität haben Raumzeitpunkte nur Positionen (x,t), aber keine Abstände. Die Metrik, die Abstände definiert, ist nur sekundär, quasi eine Zuordnungsfunktion. Das ist auch der Grund, warum ich oben so viel Mathematik gebracht habe. Man zerlege die Raumzeit in einen Stapel von Räumen (raumartige Hyperflächen) jeweils konstanter Zeitkoordinate. Betrachtet man einen Punkt (x,t) des Raumes mit der Zeitkoordinate t, so sagt die Metrik diesem Punkt, welcher der Punkte (x+dx,t+dt) des Raumes mit der Zeitkoordinate t+dt den Abstand ds = cdt von ihm hat. Die Minkowski-Metrik ist eine Art "Default"-Metrik, die sagt, es ist der Punkt mit dx=0, also (x,t+dt). Mein Raumantrieb - oder auch mein "Warpfeld" - macht nun nichts anderes, als diese Zuordnungsfunktion zu ändern. Die modifizierte Funktion sagt dem Punkt: es ist der Punkt (x + v dt, t + dt), der den Abstand ds = cdt von dir hat. Die resultierende modifizierte Metrik ist gerade die Alcubierre-Metrik.

Edit: man werfe noch einmal einen Blick auf den blauen und grünen Pfeil in obiger Grafik, dann wird das Prinzip deutlich.

Anders als in der Alcubierre-Lösung im Rahmen der ART realisiere ich die Alcubierre-Metrik aber nicht dadurch, dass ich irgendetwas in den Blasenwänden manipuliere. Ich manipuliere direkt den metrischen Tensor. Dies führt dazu, dass die Raumzeit selbst nichtlokale Eigenschaften, wie man sie aus der Quantentheorie kennt, erhält. Statt einer FTL-fähigen Energieform, die lokal in den Blasenwänden die Raumzeit manipuliert, manipuliere ich die Raumzeit innerhalb der Blase, und die Raumzeit in den Wänden bekommt dies zu spüren, ohne lokale Vermittlung, also auf nichtlokalem Wege.

Man kann jetzt natürlich darüber diskutieren, ob das wirklich einen Unterschied macht oder nicht letztendlich äquivalent ist (hat die Raumzeit einen nichtlokalen Effekt zwischen Blaseninnerem und Blasenwand, oder erzeugt das Warpfeld im Blaseninneren nichtlokal ein Sekundärfeld in der Wand, und das erst beeinflusst die Raumzeit?)

Ich persönlich tendiere dazu, beide Ideen, die auf N*2c quantisierte Geschwindigkeit und die im Blaseninneren manipulierte Metrik zu kombinieren, d.h. der Faktor v in der Metrik kann nur auf Vielfache von 2c eingestellt werden. Das kann man natürlich auch anders machen, wenn einem eines von beidem nicht gefällt.

Will man mein Konzept in deine drei Kategorien einordnen, wird es wohl in jedem Fall auf eine Kombination von 1+3 hinauslaufen. Kategorie 2 könnte man eventuell auch noch unterbringen, z.B. könnte die quantisierte Dynamik der Warpenergie in einem Parallelraum beheimatet sein, in dem räumliche und zeitliche Abstände keine Bedeutung haben. Oder noch eine Variante wäre, dass mein Raumschiff die Koordinatendifferenz dx = v dt in einem Parallelraum zurücklegt, in dem räumliche Distanzen keine Bedeutung haben, wodurch die Koordinatendifferenz zum dx in ds^2 = (cdt)^2 - dx^2 nicht beiträgt.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 28 Minuten und 2 Sekunden:

Glaube ich zwar nicht, aber zumindestens beruht sie auf viel Lesen in diverser Literatur zum Thema, wo sich die Autoren relativ einig sind.

die Frage ist: wie viel verstehen die Autoren von Physik, und wie weit sind sie bereit, sich Gedanken über eine neue Physik zu machen, die FTL erlaubt?

Kontraktion und Expansion habe ich unter dem Oberbegriff "Krümmung" zusammengefasst. Wenn ich von "Krümmung" spreche, meine ich damit im Allgemeinen jede Veränderung des Kontinuum. Ich glaube daher das ein Missverständnis vorliegt.

diese Sprechweise halt ich für sehr missverständlich. Mir sind schon viele Scifi-Fans untergekommen, die das wirklich nicht unterscheiden können. Manche verwechseln sogar Wurmlöcher und Warpblasen.

Unter Raumfaltung verstehe ich eine einmalige Zusammenführung von zwei Punkten des Raum-Zeit-Kontinuum, während ich Raumkrümmung nur als Streckenverkürzung sehen.

was ist der Unterschied?

Wenn man sich zwischen diesen Parallelräumen nicht bewegen kann, ergeben sie für FTL-Flug auch keinen Sinn,

man kann ja durchaus vom einen Parallelraum zum anderen wechseln, es gibt nur keinen Ort "zwischen" beiden Räumen, wo man sich aufhalten könnte. Man ist entweder im einen oder im anderen. Oder vielleicht quantenmechanisch in einer Superposition aus beidem.

Raumfaltung sehe ich als eine Extremform der Raumkrümmung, nämlich einer Krümmung gegen unendlich.

das wäre eine Singularität. Ich wüsste nicht wo die einem was nützen soll.

Richtig. Die MIP-Mapping-Sache dürfte dem Subraum aus Star Trek entsprechen.

hast du dafür eine Quelle?

Der Warpantrieb ist eine Mischung aus 1 und 2, wobei er mehr 1 als 2 ist.
Da der Subraum nach dem MIP-Mapping mit dem Normalraum verbunden ist, erzeugt der Warpantrieb eine Verzerrung des Subraum, welcher eine proportional größere Verzerrung im Normalraum erzeugt. Im wesentlichen ist das Wirkprinzip also immernoch nach 1 eine Raumkrümmung bzw Raum-Zeit-Krümmung, jedoch mit dem Hilfsmittel des (nach 2) Subraum.

auch ne interessante Variante. Da könnte man auch folgendes draus machen: das Warpfeld breitet sich im Subraum nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit aus, die resultierende Warpblase im Normalraum hat dann aber Überlichtgeschwindigkeit.

Im Scifi geht man fast automatisch von der Existent des 4D-Raum aus, daher kann man Kategorie 1 in diesem Erklärungsraum auch gleich mit Kategorie 2 verbinden bzw die Existenz von Kategorie 2-Modellen stillschweigend annehmen.

da wäre ich eher vorsichtig. Ehrlicherweise muss ich zugeben, dass ich kein Freund von FTL by higher dimensions bin.

Der Star Trek Warpantrieb arbeitet im wesentlichen nach dem Alcubierre-Prinzip, jedoch umgeht man das Problem mit der negativen Energiedichte, indem man sich exotische Eigenschaften eines 4D-Raum zur Hilfe nimmt.

was auf eine Frage führt, die sich mir immer stellt, wenn ich von FTL-Konzepten mit höheren Dimensionen höre: warum soll ein höherdimensionaler Raum eigentlich irgendwelche exotischen Eigenschaften haben? Wenn wir uns die bekannte 4D-Raumzeit nehmen und diese um eine 4. Raumdimension erweitern, dann erhält die resultierende 5D-Raumzeit in keinster Weise exotische Eigenschaften.

[McWire]

so, dann will ich mal zum eigentlichen Hauptaspekt meines Konzepts kommen:

Das zu lösende Problem ist allgemein als relativistische Massenzunahme bekannt. Nebenbei sei angemerkt, dass dies eine veraltete Sprechweise ist, heutzutage bezeichnet man nur noch die Ruhmasse als Masse, die somit nicht zunimmt, zunehmen bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit tut nur die Energie, aber das braucht im folgenden nicht weiter interessieren. Wesentlich ist, dass die Massenzunahme/Energiezunahme auf die Zeitdilatation zurückgeführt werden kann: in der relativistischen Mechanik ist der Zeitdilatationsfaktor gamma die zeitliche Komponente u^0 = gamma c eines 4D-Geschwindigkeitsvektors u^mu (das ^ bedeutet keine Potenz, sondern einen sogenannten kontravarianten Index, braucht man sich aber auch nicht merken, es gilt mu=0,1,2,3), die Energie die zeitliche Komponente p^0 = E/c eines 4D-Impulsvektors p^mu, wobei gilt p^mu = m u^mu, mit m=Ruhmasse, so dass E = c p^0 = m c u^0 = gamma m c^2.

Mein Konzept lehnt sich nun an die Alcubierre-Lösung mit einer Warpblase an, dazu ist es nützlich, die Zeitdilation über die Minkowski-Metrik (diese beschreibt eine ungekrümmte Raumzeit) auszudrücken, die, wenn wir der Einfachheit halber nur eine Raumdimension betrachten, für eine Weltlinie, die zwischen zwei Raumzeitpunkten (x,t), (x+dx,t+dt) verläuft, aussagt, dass für ihre raumzeitliche Bogenlänge ds zwischen beiden Punkten

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

gilt (hier sind ^ tatsächlich Potenzen). Die Zeitdilatation erkennt man folgendermaßen: die für ein Teilchen auf der Weltlinie verstreichende Eigenzeit ist d(tau) = ds/c, außerdem gilt, wenn das Teilchen die Geschwindigkeit v hat, dx = v dt, so dass

dtau = 1/c sqrt( (c dt)^2 - (v dt)^2 ) = dt sqrt(1 - (v/c)^2)

Es gilt die wichtige Regel, dass für Teilchen mit Ruhmasse ds > 0 sein muss (man sagt: die Weltlinie ist zeitartig), für Teilchen ohne Ruhmasse ds=0 (lichtartig), und ds < 0 (raumartig) ist verboten. Für ein überlichtschnelles Teilchen würde aus der Minkowski-Metrik

ds^2 = (cdt)^2 - (vdt)^2 < 0, v > c

folgen, die verstreichende Eigenzeit wäre imaginär. Will man außerdem, dass möglichst keine Zeitdilatation auftritt, sollte ds ~ cdt sein. Worauf es bei einem funktionsfähigen FTLAntrieb also ankommt, ist, auch bei Überlichtgeschwindigkeit dafür zu sorgen, dass ds > 0 bleibt.

Hier kommt die Krümmung ins Spiel. Die Minkowski-Metrik ist der Spezialfall einer flachen Raumzeit, für eine allgemeinere, gekrümmte Raumzeit, braucht man den metrischen Tensor, der ist in unserem vereinfachten Fall eine 2*2-Matrix mit 4 Komponenten g_tt, g_tx, g_xx, g_xt. Es gilt dann:

ds^2 = g_tt (cdt)^2 + g_xx dx^2 + (g_tx + g_xt) dx cdt

Im Minkowski-Fall gilt: g_tt = -1, g_xx = 1, g_xt = g_tx = 0.
Damit kommen wir nun zur Alcubierre-Lösung. In dieser ist die Metrik:

ds^2 = (cdt)^2 - (dx - v f(x) dt)^2

Dabei ist f(x) eine Funktion, die innerhalb der Warpblase 1 ist, außerhalb 0, und in den Blasenwänden zwischen 0 und 1 liegt. v ist die Geschwindigkeit der Warpblase. Innerhalb der Blase gilt:

ds^2 = (cdt)^2 - (dx - v dt)^2

Für ein mit der Blase mitgeführtes Teilchen ist dx = v dt, es bleibt somit ds = cdt übrig. Daran sieht man: egal wie groß v ist, die Weltlinie des Teilchens ist stets zeitartig, und es tritt keine Zeitdilatation auf, selbst wenn v viel größer als c wird.
Die Komponeten des metrischen Tensors in der Alcubierre-Lösung sind:

g_tt = 1 - v^2 f^2(x)
g_xx = -1
g_xt = g_tx = v f(x)

Im Grund liefert das Alcubierre-Konzept damit schon die Lösung: die Warpblase kann sich beliebig schnell bewegen, ohne dass man in Konflikt mit der Zeitdilation gerät oder die Weltlinie des Raumschiffs raumartig wird.

Allerdings muss man die Alcubierre-Metrik erstmal erzeugen. Miguel Alcubierre versuchte dies auf der Grundlage der ART-Feldgleichungen. Diese gestatten jedoch nicht, den metrischen Tensor direkt zu manipulieren. Stattdessen muss man den Umweg über den Ricci-Tensor gehen, der sich aus zweiten Ableitungen des metrischen Tensors zusammensetzt. Es handelt sich dabei um ein Prinzip, das man auch in anderen Feldtheorien findet. In der Elektrostatik z.B. ist das Pendant zum metrischen Tensor das elektrische Potential (Differenzen in diesem Potential sind als elektrische Spannung messbar). Dieses wird durch elektrische Ladungen beeinflusst, aber auch nicht direkt, sondern nach dem Coulomb-Gesetz über die Divergenz der elektrischen Feldstärke (die Feldstärke ist der Gradient des Potentials, also die erste Ortsableitung, die Divergenz ist dann davon die Ableitung, und damit die zweite vom Potential).

Die Komponenten des Ricci-Tensors für die Alcubierre-Metrik sind aber nicht im Inneren der Warpblase groß, sondern in den Blasenwänden. Was immer die Manipulation der Metrik bewirken soll, muss sich daher in den Blasenwänden befinden. Dort aber ist die Funktion f(x) kleiner als 1, daher kann die Metrik dort keine Mitführung mit der vollen Blasengeschwindigkeit ermöglichen. Nehmen wir z.B. an, die Blase bewege sich mit v = 10c. In der Mitte der Blasenwand aber ist f(x) = 1/2, so dass dort befindliche Materie nur mit v/2 = 5c mitgeführt werden kann, weiter außen ist es noch schlimmer. Da es aber notwendig wäre, die gesamte die Krümmung erzeugende Materie mitzuführen, ist eine Alcubierre-Warpblase in der ART nicht realisierbar.

Als Ausweg aus dieser Problematik hatte ich eigentlich vor Jahren schon einmal die Idee, eine Energieform zu postulieren, die FTL-fähig ist, sich also raumartig ausbreiten kann. Eine Eigenzeit sollte für diese Energieform keine Bedeutung haben, so dass sie nicht an die Begrenzung ds > 0 gebunden wäre. Diese Energieform sollte in der Lage sein, ebenfalls die Raumzeit zu krümmen, und das nebenbei mit einem weitaus niedrigeren Energieaufwand als aus den ART-Feldgleichungen folgt, und den Part der in den Blasenwänden mittransportierten Materieverteilung übernehmen. Also eine Art Warpfeld, wie man es aus Star Trek kennt. So wirklich glücklich war ich damit allerdings nicht, weil ich darüber nachdachte, was für Gesetzen diese Warpenergie wohl gehorchen könnte, und da fiel mir nur eine nichtrelativistische Feldgleichung, nämlich die Schrödinger-Gleichung, ein.

In den letzten 1,5 Jahren hatte ich dann schließlich zwei Schlüsselideen. Die erste war ein Quantenprinzip für Geschwindigkeiten: es sollen nicht beliebige Überlichtgeschwindigkeiten möglich sein, sondern nur ganzzahlige Vielfache von z.B. 2c. Auf die Idee kam ich dadurch, dass der Warpantrieb aus ST offensichtlich nur Überlichtgeschwindigkeiten kann. Es scheint nicht möglich zu sein, ihn für unterlichtschnelle Flüge zu benutzen. Im TM wird außerdem erwähnt, dass die Enterprise bei Warp 1 immer zwischen zwei Geschwindigkeiten ober- und unterhalb der Lichtgeschwindigkeit hin und her wechselt, und so nie wirklich mit c fliegt. Allerdings ist das dann problematisch, wenn jemand im Schiff herumläuft, z.B. gegen die Flugrichtung, wenn das Schiff gerade oberhalb von c ist. Dann ist er unterhalb von c und das Schiff oberhalb. Ist aber 2c die niedrigstmögliche Warpgeschwindigkeit, ist das kein Problem mehr: alles was sich innerhalb des Schiffs bzw. der Warpblase bewegt, ist für einen ruhenden Beobachter stets überlichtschnell.

Damit hatte ich dann ein Gesetz für meine Warpenergie: das des quantenmechanischen harmonischen Oszillators. So wie man den in diskreten Stufen anregen kann, indem man Energiepakete h*f zuführt, wobei f die Eigenfrequenz des Oszillators ist, kann man die Warpenergie auf die nächsthöhere Warpstufe (nächstes Vielfaches von 2c) schalten.

Die zweite Idee war, dass die Metrik der Raumzeit nicht fundamental ist. Auf der untersten Ebene der Realität haben Raumzeitpunkte nur Positionen (x,t), aber keine Abstände. Die Metrik, die Abstände definiert, ist nur sekundär, quasi eine Zuordnungsfunktion. Das ist auch der Grund, warum ich oben so viel Mathematik gebracht habe. Man zerlege die Raumzeit in einen Stapel von Räumen (raumartige Hyperflächen) jeweils konstanter Zeitkoordinate. Betrachtet man einen Punkt (x,t) des Raumes mit der Zeitkoordinate t, so sagt die Metrik diesem Punkt, welcher der Punkte (x+dx,t+dt) des Raumes mit der Zeitkoordinate t+dt den Abstand ds = cdt von ihm hat. Die Minkowski-Metrik ist eine Art "Default"-Metrik, die sagt, es ist der Punkt mit dx=0, also (x,t+dt). Mein Raumantrieb - oder auch mein "Warpfeld" - macht nun nichts anderes, als diese Zuordnungsfunktion zu ändern. Die modifizierte Funktion sagt dem Punkt: es ist der Punkt (x + v dt, t + dt), der den Abstand ds = cdt von dir hat. Die resultierende modifizierte Metrik ist gerade die Alcubierre-Metrik.

Anders als in der Alcubierre-Lösung im Rahmen der ART realisiere ich die Alcubierre-Metrik aber nicht dadurch, dass ich irgendetwas in den Blasenwänden manipuliere. Ich manipuliere direkt den metrischen Tensor. Dies führt dazu, dass die Raumzeit selbst nichtlokale Eigenschaften, wie man sie aus der Quantentheorie kennt, erhält. Statt einer FTL-fähigen Energieform, die lokal in den Blasenwänden die Raumzeit manipuliert, manipuliere ich die Raumzeit innerhalb der Blase, und die Raumzeit in den Wänden bekommt dies zu spüren, ohne lokale Vermittlung, also auf nichtlokalem Wege.

Man kann jetzt natürlich darüber diskutieren, ob das wirklich einen Unterschied macht oder nicht letztendlich äquivalent ist (hat die Raumzeit einen nichtlokalen Effekt zwischen Blaseninnerem und Blasenwand, oder erzeugt das Warpfeld im Blaseninneren nichtlokal ein Sekundärfeld in der Wand, und das erst beeinflusst die Raumzeit?)

Ich persönlich tendiere dazu, beide Ideen, die auf N*2c quantisierte Geschwindigkeit und die im Blaseninneren manipulierte Metrik zu kombinieren, d.h. der Faktor v in der Metrik kann nur auf Vielfache von 2c eingestellt werden. Das kann man natürlich auch anders machen, wenn einem eines von beidem nicht gefällt.

Will man mein Konzept in deine drei Kategorien einordnen, wird es wohl in jedem Fall auf eine Kombination von 1+3 hinauslaufen. Kategorie 2 könnte man eventuell auch noch unterbringen, z.B. könnte die quantisierte Dynamik der Warpenergie in einem Parallelraum beheimatet sein, in dem räumliche und zeitliche Abstände keine Bedeutung haben. Oder noch eine Variante wäre, dass mein Raumschiff die Koordinatendifferenz dx = v dt in einem Parallelraum zurücklegt, in dem räumliche Distanzen keine Bedeutung haben, wodurch die Koordinatendifferenz zum dx in ds^2 = (cdt)^2 - dx^2 nicht beiträgt.

Das klingt höchst interessant. Ich habe zwar (noch) keine große Ahnung von Tensor-Mathematik, aber der dazugehörige Text klingt irgendwie vertraut.

die Frage ist: wie viel verstehen die Autoren von Physik, und wie weit sind sie bereit, sich Gedanken über eine neue Physik zu machen, die FTL erlaubt?

Ich denke mal die meisten Scifi-Autoren haben ein Physikverständnis eines Abiturienten oder eines Hochschüler mit Physik als Nebenfach. Geht mir ja übrigends genauso.
Mein oberstes Ziel und daher wohl auch die Auswahl an gelesener Literatur, war ein FTL auf der Basis der bereits vorhandenen Physik mit der Erweiterung durch die Ideen der Stringtheorie und mit Zuhilfenahme von Hyperraummodelln.

diese Sprechweise halt ich für sehr missverständlich. Mir sind schon viele Scifi-Fans untergekommen, die das wirklich nicht unterscheiden können. Manche verwechseln sogar Wurmlöcher und Warpblasen.

Eine Krümmung ist bildlich gesprochen eine senkrechte Verzerrung und Expansion und Kompression sind waagerechte Verzerrung. (Gummituch-Modell)
Natürlich muss man diese grundsätzlichen geometrischen Ereignisse auch sprachlich unterscheiden, aber normalerweise habe ich es in Diskussionen auch nicht mit so versierten Menschen wie dich zu tun, die das kleinlich auseinanderhalten.
Übrigends wäre es nett, wenn du mal paar Bildchen zu deinen obigen Formeln bringst, da ich leider nicht alles vollkommen verstanden habe, was mich gerade bissl ärgert

was ist der Unterschied?

Der Mechanismus. Während ich bei einer Raumkompression ala Star Trek Warp einen fließenden Vorgang habe, der nicht die komplette Strecke miteinmal verkürzt (das widerspräche des Canon von Star Trek und allen anderen Scifi-Universen die dieses Konzept beinhalten), habe ich bei der Raumfaltung quasi eine Verkürzung gesamte Strecke mit einem Schlag.
Raumfaltung ist also eine Extremform von Raumkompression oder Raumkrümmung.

man kann ja durchaus vom einen Parallelraum zum anderen wechseln, es gibt nur keinen Ort "zwischen" beiden Räumen, wo man sich aufhalten könnte. Man ist entweder im einen oder im anderen. Oder vielleicht quantenmechanisch in einer Superposition aus beidem.

Ja. Übrigends habe ich sogar aus meinem Lieblings-Franchise vier Beispiele gefunden, die möglicherweise diese Form benutzen:

1. Ansata-Inverter (ein Transporter auf Basis von "Dimensionsverschiebung")
2. Losira-Transporter (gleiche Aussage wie 1)
3. Iconianisches Portal (Instantantransportgerät das einem Stargate ähnelt)
4. Subraumkatapult (eine Art Hyperraumsprungantrieb)

das wäre eine Singularität. Ich wüsste nicht wo die einem was nützen soll.

Keine Singularität sondern eine Verschmelzung zweiter RZ-Punkte... quasi eine Superposition von beiden Raumbereichen in denen dann ein Materieaustausch stattfindet.

hast du dafür eine Quelle?

Es entspricht der Beschreibung des Subraums in diversen Folgen.
Der Subraum verringert den Energieaufwand der nötig ist den Normalraum zu komprimieren (Warpfeldeffekt).
Dies geht eigentlich nur, wenn man den Subraum mit weniger Energieaufwand komprimieren kann und diese Kompression auf den Normalraum durchschlägt.
Das der Subraum direkt mit dem Normalraum verbunden sein muss, ergibt sich einfach dadurch, dass es in den Serien so dargestellt wird, dass man quasi von einem bestimmten Punkt im Subraum immer im gleichen Normalraumpunkt herauskommt... diverse Raumanomalien beruhen auf diesem Prinip (Astralwirbel, Gravitonellipse, Subraumspalte)

auch ne interessante Variante. Da könnte man auch folgendes draus machen: das Warpfeld breitet sich im Subraum nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit aus, die resultierende Warpblase im Normalraum hat dann aber Überlichtgeschwindigkeit.

Ja so in etwa ist auch meine Vorstellung, nur das der Proportionalitätsfaktor nicht konstant ist. Laut Theorie vieler Fans, die die exorbitanten Geschwindigkeitsunterschiede im Canon analysiert haben, gibts es Raumregionen in denen man mit gleicher Warpeinstellung, gleichem Warpfaktor schneller vorrankommt als in anderen. Ausserdem lässt sich die Geschwindigkeit bekanntermaßen zwischen 1 und einem Wert x steuern.
Übrigends gibts in ST auch Warpfelder unter 1c, diese bewirken aber keinen Antriebseffekt, sondern dienen zur Generierung von Effekten wie Schutzschilde und Traktorstrahlen.

da wäre ich eher vorsichtig. Ehrlicherweise muss ich zugeben, dass ich kein Freund von FTL by higher dimensions bin.

Tja, dann stehst du hier einem großen Fan dieser FTL-Gattung gegenüber

was auf eine Frage führt, die sich mir immer stellt, wenn ich von FTL-Konzepten mit höheren Dimensionen höre: warum soll ein höherdimensionaler Raum eigentlich irgendwelche exotischen Eigenschaften haben? Wenn wir uns die bekannte 4D-Raumzeit nehmen und diese um eine 4. Raumdimension erweitern, dann erhält die resultierende 5D-Raumzeit in keinster Weise exotische Eigenschaften.

Eigentlich sind diese exotischen Eigenschaften nicht auf den Subraum oder Hyperraum beschränkt, sondern im Normalraum nur deshalb nicht wirksam, weil die Vermittlungsquanten 4-dimensional sind und daher im Normalraum nicht die entsprechende Wirkung haben.

In Star Trek gibts eine Menge sogenanten Subraumpartikel (zufälligerweise habe ich erst kürzlich dazu den Artikel bei Memory Alpha erstellt ).
Einige Physiker begründen die relative Schwäche der Gravitation ja auch damit, dass die hypothetischen Graviton-Strings in sich geschlossen und nicht an das RZ-Kontinuum gebunden sind, während es die Vermittlungsquanten der anderen fundamentalen Wechselwirkungen sind.
Auf diese Erklärung aufbauend könnte man sich hypothetische Vermittlungsquanten von anderen fundamentalen Wechselwirkungen vorstellen, die jedoch so schwach sind, das sie im RZ-Kontinuum keine sichtbaren Auswirkungen haben und nur im 4D-Raum gewisse Effekte erzeugen.

[Gyges]

Hi,

auf die Gefahr hin das ich lästig werde...

... mir spukt seit einiger Zeit eine Geschichte durch den Kopf die ich nicht loswerde. Allerdings liegt ihr ein "neues" Antriebskonzept zu Grunde. Naja, ich kenne jedenfalls nichts ähnliches (am ehesten wäre es die Sprungtechnik aus BSG).

Da ich auch nicht über ein solch fundiertes Wissen verfüge (siehe oben) jedoch eine logische Grundlage für die Geschichten haben will, brauche ich jemanden der Krtik übt.


Ich fang einfach mal an

Grundlegend basiert meine Überlegung auf der Formel

E=mc²

Da Geschwindigkeit nichts anderes als ein zurückgelegter Weg in einer bestimmten Zeitspanne ist und Lichtgeschwindigkeit das Maximum darstellt möchte ich diese Schranke nicht mittels Hyperraum oder Faltwerk lösen sondern statt der Geschwindigkeit (Warp) oder den Weg (Hyperraum) einfach die Zeit manipulieren. Also den Weg mit einer "normalen" Unterlichtgeschwindigkeit zurücklegen allerdings die dafür nötige Zeit beeinflussen.



Bildlich stelle ich mir die Einsteinsche Ebene (Das gespannte Leintuch, das durch Masse eingedellt wird) so vor.
-Die Zeit ist ein Art Fluss. Sie fließt immer gleich schnell von der Zukunft in die Vergangenheit.
-Unsere bekannte Materie (und damit unsere Existens) gibt es nur im Jetzt also innerhalb der Ebene bzw. Spanntuch. Außerhalb (oben, unten) existiert sie nicht in der uns bekannten Form, wir sind somit in diesem Spannleintuch gefangen.
-Das Spannleintuch stellt also das Jetzt dar, den Zeitfluss der genau in der ebene des Leintuches unsere Existens "kreuzt" (und damit die Materie erzeugt).
-Masse beeinflusst diesen Zeitfluss womit sie diese Ebene wölbt und damit Gravitation erzeugt.


Mein FTL funktioniert im Prinziep so, dass ein Raumschiff mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fliegt. Beim aktivieren des Sprungs verlässt das Raumschiff das "Leintuch" und springt wie ein "Floh auf dem gespannten Leintuch" eine bestimmte Strecke. An dem Punkt wo der Floh das Leintuch, bzw das Raumschiff die Zeitebene berührt tritt es wieder in unsere Existenzebene ein. Es springt also in NULLZEIT von A nach B.
In Nullzeit deswegen, weil ja Masse sich nicht auflösen kann und etwas später einfach wieder da ist. Sie muss immer in unserer Zeitebene in irgendeiner Form existieren (Erhaltungsgesetz).
Es ist also eigentlich eine Zeitreise in die Zukunft und zurück, während das Raumschiff mit der Startgeschwindigkeit die Strecke zurücklegt. Für die Reisenden und den Rest des Universums passiert das aber in Nullzeit. (Materie kann nur innerhalb der Ebene existieren, also gibt es die Materie und damit das Bewusstsein für die Reisenden nicht).

Ich will einige Beschränkungen einbauen. So soll ein Sprung nur auf einer "Null-Gravitationslinie" möglich sein. Ein Raumschiff muss also an den Rand eines Systems, oder zumindest so das die Planetengravitation diese Linie aus dem Sonnensystem erzeugen. Und es kann nur ins Nachbarsystem gesprungen werden, da es sich eben den ganzen Flug über auf dieser Null-Gravitationslinie befinden muss. Sollte es nicht so sein, wird das Schiff zerissen, da die Gravitationskräfte durch den Zeitsprung exponentiell verstärkt werden.
Eine weitere Beschränkung ist die Sprunganzahl pro Sprungpunkt. Ein sprung bewirkt eine Verwirbelung der Ebene und damit Gravitationskräfte (ähnlich einem Wassertropfen auf glatter Wasseroberfläche). In der nähe befindliche Schiffe können zerstört werden und der Sprung (Abflug und Ankunft) ist mehr oder weniger im ganzen System zu Orten (Hierbei beeinflusst die Startgeschwindigkeit und Masse des Schiffes die "höhe" des Floh-Sprunges und damit diese Wellenbildung. Hoher Floh-Sprung=langsame Startgeschwindigkeit, flacher Sprung=hohe StGeschw.). So sind größere Schiffe mit Leichtigkeit auszumachen während extrem schnelle Sonden nur in unmittelbarer nähe Endteckt werden können. Flottenverbände können also nur springen indem sie ihre Position und Formation so weit fächern das die entstehenden Wellen nicht die Schiffe zerreisen oder sich zu einem Schiff zusammenschließen und zusammen springen.
Auch noch wichtig, der Sprunggenerator muss vor jedem Sprung aufgeladen werden was durchaus einige Minuten dauern kann (abhängig von der "Höhe" des Sprunges). Ist er so weit wird er aktiviert, er erzeugt ein Feld um das Schiff welches sich langsam Aufbaut um dann mit dem gesamten Schiff urplötzlich zu verschwinden. Das kann ca. 2 bis 40 Sekunden dauern. Dieses Aktivieren und Aufbauen des Feldes tritt beim Zielpunkt genauso und Zeitgleich auf nur mit dem Unterschied das das Schiff auftaucht.
Weitere Beschränkung, dieser Feldaufbau kann zwar Abgebrochen werden, erzeugt aber diese Gravitationswelle und entleert den Sprunggenerator womit dieser erst wieder geladen werden muss.


Ach ja, Zeitreisen im Sinne von Star Trek oder SG sind NICHT MÖGLICH. Es gibt nur das Hier und Jetzt, keine 2. Chance.





Bitte übt Kritik damit ich endlich dieses Gedankengespinnst aus meinem Kopf kriege...

[Hades]

Also ich will mal die Gelegenheit nutzen, um auch für mein noch ziehmlich "rohes" Universum Expertenmeinung einzuholen. Technologien sind ungefähr angesetzt:
- Warpantrieb als "Primärer" FTL-Antrieb
- Ionenantrieb als Sublicht bis 10 PSL
- Künstliche Schwerkraft und Antischwerkraft, also ohne Rotation.
- Schutzschilde a la Star Trek

Allerdings spielt mein bisheriger Handlungszeitraum von jetzt bis in etwa 500 Jahren. Also soll eine gewissen Entwicklung stattfinden. Angefangen das Warp erst später kommt, Schilde auch, Waffen usw. Aber um zum Thema zu kommen:

In den späteren Abschnitten soll die Ausbreitung in den Tiefenraum weiterhin nicht zu schnell fortschreiten, die Entfernungen zwischen den "Kernwelten" allerdings auch keine Monate brauchen.

Deshalb soll es dann 2 Antriebe im FTL Bereich geben.
Warp, dass jedes Schiff aus eigener Kraft und bis zu 2 LJ pro Tag erreichen kann.
Und dann eine Art "Sprungtore", die an Wichtigen Punkten im Raumgebiet erbaut sind, und die ein paar Sprünge am Tag von jeweils bis zu 15 Lichtjahre gestatten.

Ich überlege jetzt über "Methoden nach", die meine Sprungtore rechtfertigen, erklären. Die Tore sollen jedenfalls an Massereichen Objekten wie Sonnen oder SL errichtet werden, und sich die Massen und die nat. Raumkrümmung der Objekte zu nutzen machen.

Und am liebsten währe es mir, wenn man die Massen auch zur Geschwindigkeitsfestlegung nutzen könnte, also der Sprung zwischen 2 sehr Massereichen Objakten schneller ist, als zwischen 2 leichteren. Aber man kan nicht alles haben.

Aber hats du McWIre vielleicht ein Vorschlag? Wenn nicht lass ich die Technologie dahinter offen.

[Agent Scullie]

Eine Krümmung ist bildlich gesprochen eine senkrechte Verzerrung und Expansion und Kompression sind waagerechte Verzerrung. (Gummituch-Modell)

das trifft so auch nur in der populärwissenschaftlichen Variante zu. Die Krümmung ist in der ART stets eine Eigenschaft der inneren Geometrie des Raumes bzw. der Raumzeit, sie greift nicht auf eine externe Geometrie, wie eine Richtung "senkrecht" zum Raum, zurück. Wohl lassen sich bestimmten Lösungen der ART-Feldgleichungen durch Einbettungsdiagramme veranschaulichen, z.B. die Raumgeometrie der Schwarzschildlösung, die die lokalen Gravitationsfelder von Himmelskörpern beschreibt, durch das bekammte Gummituch-Modell. Man sollte das aber nicht zu ernst nehmen.

Natürlich muss man diese grundsätzlichen geometrischen Ereignisse auch sprachlich unterscheiden, aber normalerweise habe ich es in Diskussionen auch nicht mit so versierten Menschen wie dich zu tun, die das kleinlich auseinanderhalten.

wie gesagt, ich sehe da die Gefahr, dass ein Laie so was liest und es sich so merkt, und darauf aufbauend eine falsche Vorstellung entwickelt.

Übrigends wäre es nett, wenn du mal paar Bildchen zu deinen obigen Formeln bringst, da ich leider nicht alles vollkommen verstanden habe, was mich gerade bissl ärgert

ich denke, ich werde mal ein Bildchen machen, das den Effekt der Minkowski- und Alcubierre-Metrik anhand zweier raumartiger Hyperflächen illustriert.

Der Mechanismus. Während ich bei einer Raumkompression ala Star Trek Warp einen fließenden Vorgang habe, der nicht die komplette Strecke miteinmal verkürzt (das widerspräche des Canon von Star Trek und allen anderen Scifi-Universen die dieses Konzept beinhalten), habe ich bei der Raumfaltung quasi eine Verkürzung gesamte Strecke mit einem Schlag.

du meinst, im einen Fall eine kontinuierliche Annäherung, im anderen Fall einen (zeitlich) kurzen Sprung? Verstehe.

Ja so in etwa ist auch meine Vorstellung, nur das der Proportionalitätsfaktor nicht konstant ist. Laut Theorie vieler Fans, die die exorbitanten Geschwindigkeitsunterschiede im Canon analysiert haben, gibts es Raumregionen in denen man mit gleicher Warpeinstellung, gleichem Warpfaktor schneller vorrankommt als in anderen.

Ich persönlich tendiere dazu das einfach darauf zurückzuführen, dass die Autoren immer nur eine Folge weit denken, oder jedes Mal ein anderer drankommt, der die vorherigen Folgen nicht gesehen hat. Für solche Zwecke gibt es den Logik-Kompensator.

Jeder nicht vollkommen debile Captain würde logischerweise sein Schiff da entlang fliegen lassen, wo es am schnellsten geht, auch wenn das einen Bogen um den geraden Weg bedeuten würde.

Übrigends gibts in ST auch Warpfelder unter 1c, diese bewirken aber keinen Antriebseffekt, sondern dienen zur Generierung von Effekten wie Schutzschilde und Traktorstrahlen.

eben. Also scheint 1c irgendeine Art Grenze zu sein, unterhalb der ein Warpfeld nicht als Antrieb verwendet werden kann. Was eigentlich nicht plausibel ist, wenn man annimmt, der Warpantrieb sei eine Kombination aus einer Alcubierre-Warpblase und einer Energieverteilung im Hyperraum.

Tja, dann stehst du hier einem großen Fan dieser FTL-Gattung gegenüber

was dir vielleicht auch aufgefallen ist:
ich bin auch kein Fan von diesen Abkürzungs-Antrieben, wo einfach nur die zurückzulegende Strecke verkürzt wird. Mir missfällt daran vor allem, dass man die verkürzte Strecke immer noch auf herkömmliche Weise zurücklegen muss, indem man auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und dabei sowohl Trägheitskräften unterliegt als auch Zeitdilatationseffekte spürt. Nehmen wir z.B. an in einem Hyperraum sei die Strecke um den Faktor 1000 verkleinert. Dann könnte ich zwar theoretisch mit 1000-facher Lichtgeschwindigkeit fliegen, bei Annäherung an diese würden aber Zeitdilatationseffekt auftreten, so wie wenn ich im Normalraum mit annähernd Lichtgeschwindigkeit reisen würde.

Deswegen bevorzuge ich Antrieb vom Alcubierre-Typ, wo ich im Prinzip keinen Zentimeter weit fliege, sondern vom Raum mitgeführt werde. Das habe ich dann auch in mein Konzept eingebaut.

Ein Bekannter von mir meinte tatsächlich einmal, der Warpantrieb in ST sei nur dazu da, die, wie er sagte, "3D-Einflüsse abzuschirmen", die eigentliche Fortbewegung mit Warpgeschwindigkeit werde hingegen mit dem Impulsantrieb realisiert.

Eigentlich sind diese exotischen Eigenschaften nicht auf den Subraum oder Hyperraum beschränkt, sondern im Normalraum nur deshalb nicht wirksam, weil die Vermittlungsquanten 4-dimensional sind und daher im Normalraum nicht die entsprechende Wirkung haben.

das ist nicht wirklich plausibel: der Normalraum wäre ja einfach ein 3D-Unterraum dieses 4D-Hyperraumes, etwa so wie die Bildschirmfläche meines Monitors ein 2D-Unterraum des 3D-Raumes ist. Es ist nicht einleuchtend, dass in diesem Unterraum andere Regeln gelten sollen oder irgendeine Wirkung eine andere sein soll als im übrigen Hyperraum. Das ist auch einer meiner Hauptkritikpunkte am Perry-Rhodan-Universum.

Einige Physiker begründen die relative Schwäche der Gravitation ja auch damit, dass die hypothetischen Graviton-Strings in sich geschlossen und nicht an das RZ-Kontinuum gebunden sind, während es die Vermittlungsquanten der anderen fundamentalen Wechselwirkungen sind.

das ist wahrscheinlich eine Variante dieser Branentheorie. Demzufolge ist unser 3D-Raum nicht einfach ein Unterraum eines höherdimensionalen Raumes, sondern eine bestimmte Struktur in diesem, eben eine Brane. Oder so ähnlich, kenne mich damit auch nicht so genau aus.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 1 Stunde und 25 Sekunden:

Grundlegend basiert meine Überlegung auf der Formel

E=mc²

Da Geschwindigkeit nichts anderes als ein zurückgelegter Weg in einer bestimmten Zeitspanne ist und Lichtgeschwindigkeit das Maximum darstellt möchte ich diese Schranke nicht mittels Hyperraum oder Faltwerk lösen sondern statt der Geschwindigkeit (Warp) oder den Weg (Hyperraum) einfach die Zeit manipulieren. Also den Weg mit einer "normalen" Unterlichtgeschwindigkeit zurücklegen allerdings die dafür nötige Zeit beeinflussen.

das lässt sich so einfach nicht trennen. Wenn du dir mal den metrischen Tensor in der Alcubierre-Lösung ansiehst, fällt auf, dass da maßgeblich die Komponente g_tt, also die Zeit-Zeit-Komponente, manipuliert wird.
Eine andere Variante, die mehr in deine Richtung gehen würde, wäre z.B. eine Beeinflussung nur von g_tt, während alle anderen Komponenten unverändert blieben:

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

Wenn du einfach g_tt größer machst, würde ds^2 für beliebig große dx/dt größer als null bleiben, effektiv würdest du damit nichts anderes machen als die Lichtgeschwindigkeit erhöhen.

Bildlich stelle ich mir die Einsteinsche Ebene (Das gespannte Leintuch, das durch Masse eingedellt wird) so vor.

du bist dir bewusst, dass das Gummituch-Modell den Raum darstellt, nicht die Raumzeit?

-Die Zeit ist ein Art Fluss. Sie fließt immer gleich schnell von der Zukunft in die Vergangenheit.
-Unsere bekannte Materie (und damit unsere Existens) gibt es nur im Jetzt also innerhalb der Ebene bzw. Spanntuch. Außerhalb (oben, unten) existiert sie nicht in der uns bekannten Form, wir sind somit in diesem Spannleintuch gefangen.
-Das Spannleintuch stellt also das Jetzt dar, den Zeitfluss der genau in der ebene des Leintuches unsere Existens "kreuzt" (und damit die Materie erzeugt).
-Masse beeinflusst diesen Zeitfluss womit sie diese Ebene wölbt und damit Gravitation erzeugt.

damit betrachtest du die Raumzeit als Einbettungsmedium für den gekrümmten Raum, das ist verkehrt. Die Zeit als Raumzeitdimension kommt im Gummituch-Modell nicht vor, sie ist insbesondere nicht die Richtung senkrecht zum Gummituch. Die Einbettungsdimension senkrecht zum Tuch ist eine Hilfsdimension, um die Krümmung zu veranschaulichen, sie hat nichts mit der Zeitdimension zu tun. Wollte man sie in der Raumzeit berücksichtigen, wäre sie eine 5. Dimension, senkrecht zur Raumzeit. Tatsächlich kann man sich die gekrümmte Raumzeit in eine solche 5D-Umgebung eingebettet vorstellen, aber auch nur zu Veranschaulichungszwecken.

Deine Vorstellung würde auch nicht mit der gravitativen Zeitdilatation zusammenpassen: eine Uhr in der Wölbung ist ja lediglich um eine konstante Strecke gegenüber der Tuchebene nach unten verschoben, eine Uhr würde demnach im Gravitationsfeld nur um eine konstante Zeitdifferenz nachgehen, aber nicht langsamer laufen.

Mein FTL funktioniert im Prinziep so, dass ein Raumschiff mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fliegt. Beim aktivieren des Sprungs verlässt das Raumschiff das "Leintuch" und springt wie ein "Floh auf dem gespannten Leintuch" eine bestimmte Strecke. An dem Punkt wo der Floh das Leintuch, bzw das Raumschiff die Zeitebene berührt tritt es wieder in unsere Existenzebene ein. Es springt also in NULLZEIT von A nach B.

nun, das wäre einfach eine Hyperraumlösung: du fliegst die zurückzulegende Strecke außerhalb des Normalraumes durch einen Hyperraum.
Das geht dann aber in eine ganz andere Richtung als eine Manipulation der Zeit.

In Nullzeit deswegen, weil ja Masse sich nicht auflösen kann und etwas später einfach wieder da ist. Sie muss immer in unserer Zeitebene in irgendeiner Form existieren (Erhaltungsgesetz).

ganz so einfach ist es nicht. Es gibt ja nicht nur einen Energieerhaltungssatz. Sondern z.B. auch eine Kontinuitätsbeziehung zwischen Energiedichte und Energiestrom. Die besagt: wenn von irgendeinem Ort Energie verschwindet, muss sie von diesem Ort wegfließen, oder anders ausgedrückt, wenn aus dem Inneren eines Raumvolumens Energie entfernt wird, muss ein Energiestrom durch die Oberfläche des Volumens vorhanden sein.

Ich will einige Beschränkungen einbauen. So soll ein Sprung nur auf einer "Null-Gravitationslinie" möglich sein. Ein Raumschiff muss also an den Rand eines Systems, oder zumindest so das die Planetengravitation diese Linie aus dem Sonnensystem erzeugen. Und es kann nur ins Nachbarsystem gesprungen werden, da es sich eben den ganzen Flug über auf dieser Null-Gravitationslinie befinden muss.

was soll eigentlich eine "Null-Gravitationslinie" sein? Die Gravitation eines beliebigen Himmelskörpers fällt mit 1/r^2 ab, die wird nirgendwo null. Es gibt keine Linie um das Sonnensystem herum, wo dransteht "hier endet die Sonnengravitation".

Die Formel E=mc^2, die doch eigentlich Grundlage deiner Überlegungen sein sollte, ist in deinen Ausführungen bislang auch nicht aufgetaucht.

Bitte übt Kritik damit ich endlich dieses Gedankengespinnst aus meinem Kopf kriege...

reicht dir meine für's erste?

[McWire]

das trifft so auch nur in der populärwissenschaftlichen Variante zu. Die Krümmung ist in der ART stets eine Eigenschaft der inneren Geometrie des Raumes bzw. der Raumzeit, sie greift nicht auf eine externe Geometrie, wie eine Richtung "senkrecht" zum Raum, zurück. Wohl lassen sich bestimmten Lösungen der ART-Feldgleichungen durch Einbettungsdiagramme veranschaulichen, z.B. die Raumgeometrie der Schwarzschildlösung, die die lokalen Gravitationsfelder von Himmelskörpern beschreibt, durch das bekammte Gummituch-Modell. Man sollte das aber nicht zu ernst nehmen.

wie gesagt, ich sehe da die Gefahr, dass ein Laie so was liest und es sich so merkt, und darauf aufbauend eine falsche Vorstellung entwickelt.

Am besten sagen wir einfach Raumdistorsion, was ja auch der kanonische Begriff ist.
Ich habe leider nicht genug mathematische Bildung in diese Richtung um RZ-Kontinuum oder Hyperaum adäquat zu beschreiben. Ich versuche mir da lieber alles bildlich vorzustellen. Ich sollte mir vielleicht noch ein Buch zu ART kaufen, wo bissl mehr mathematische Grundlagen enthalten sind.

ich denke, ich werde mal ein Bildchen machen, das den Effekt der Minkowski- und Alcubierre-Metrik anhand zweier raumartiger Hyperflächen illustriert.

Das wäre super

du meinst, im einen Fall eine kontinuierliche Annäherung, im anderen Fall einen (zeitlich) kurzen Sprung? Verstehe.

Genauso könnte man es sagen.

Ich persönlich tendiere dazu das einfach darauf zurückzuführen, dass die Autoren immer nur eine Folge weit denken, oder jedes Mal ein anderer drankommt, der die vorherigen Folgen nicht gesehen hat. Für solche Zwecke gibt es den Logik-Kompensator.

Ich emfehle dir mal http://www.scifi-forum.de/science-fi...ml#post1324342 (und die verlinkten Diskussionsthreads)
Dort ist alles zusammengetragen, was über Star Trek Warp- und Subraumtheorie bekannt ist. Die mathematische Ausarbeitung der Modell überlass ich dir

Jeder nicht vollkommen debile Captain würde logischerweise sein Schiff da entlang fliegen lassen, wo es am schnellsten geht, auch wenn das einen Bogen um den geraden Weg bedeuten würde.

Tun sie ja auch, warum es in Star Trek sehr selten linare Flugbahnen gibt sondern sie immer gekrümmt sind.

eben. Also scheint 1c irgendeine Art Grenze zu sein, unterhalb der ein Warpfeld nicht als Antrieb verwendet werden kann. Was eigentlich nicht plausibel ist, wenn man annimmt, der Warpantrieb sei eine Kombination aus einer Alcubierre-Warpblase und einer Energieverteilung im Hyperraum.

Subraumfelder unter 1 Cochrane (Subraumfeldäquivalent zu 1c) werden z.B. für den Impulsantrieb genutzt, um die träge Masse des Raumschiffes zu reduzieren.

was dir vielleicht auch aufgefallen ist:
ich bin auch kein Fan von diesen Abkürzungs-Antrieben, wo einfach nur die zurückzulegende Strecke verkürzt wird. Mir missfällt daran vor allem, dass man die verkürzte Strecke immer noch auf herkömmliche Weise zurücklegen muss, indem man auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und dabei sowohl Trägheitskräften unterliegt als auch Zeitdilatationseffekte spürt. Nehmen wir z.B. an in einem Hyperraum sei die Strecke um den Faktor 1000 verkleinert. Dann könnte ich zwar theoretisch mit 1000-facher Lichtgeschwindigkeit fliegen, bei Annäherung an diese würden aber Zeitdilatationseffekt auftreten, so wie wenn ich im Normalraum mit annähernd Lichtgeschwindigkeit reisen würde.

Ja irgendwo ist das schon war. Allerdings sind diese Antriebe energieeffizienter. In Star Trek können die Borg mit dem Energieäquivalent eines Warpkern Subraumtunnel, sogenannte Transwarpkanäle, errichten, welche ihnen erlaubt in Stunden die Galaxie zu durchqueren, während beim Warpantriebs über 10.000c Schluss ist, da man die benötigen Energieraten nicht mehr aufbringen kann.
Laut der TM-Grafik bzw einer Weiterextrapolation davon müsste man bei Warp 9,99 schon ca 10 kg Antimaterie pro Sekunde durch den Warpkern jagen, während es bei Warp 8 gerade mal 1 kg ist.

Deswegen bevorzuge ich Antrieb vom Alcubierre-Typ, wo ich im Prinzip keinen Zentimeter weit fliege, sondern vom Raum mitgeführt werde. Das habe ich dann auch in mein Konzept eingebaut.

Das ist ja auch die bisher kreativste Verbindung von realer Wissenschaft mit Scifi. Es dürfte nach wie vor die eleganteste FTL-Form ever sein.

Ein Bekannter von mir meinte tatsächlich einmal, der Warpantrieb in ST sei nur dazu da, die, wie er sagte, "3D-Einflüsse abzuschirmen", die eigentliche Fortbewegung mit Warpgeschwindigkeit werde hingegen mit dem Impulsantrieb realisiert.

Diese Fan-Theorie ist eigentlich seit Alcubierre überholt. Jedoch wird zur Energiereduzierung ein 4D-Raum als Hilfsmittel genutzt.

das ist nicht wirklich plausibel: der Normalraum wäre ja einfach ein 3D-Unterraum dieses 4D-Hyperraumes, etwa so wie die Bildschirmfläche meines Monitors ein 2D-Unterraum des 3D-Raumes ist. Es ist nicht einleuchtend, dass in diesem Unterraum andere Regeln gelten sollen oder irgendeine Wirkung eine andere sein soll als im übrigen Hyperraum. Das ist auch einer meiner Hauptkritikpunkte am Perry-Rhodan-Universum.

Es gelten (in Star Trek) ja keine anderen Regeln, sondern die verschiedenen Wechselwirkungen sind in unterschiedlich-dimensionalen Räumen unterschiedlich stark ausgeprägt.

das ist wahrscheinlich eine Variante dieser Branentheorie. Demzufolge ist unser 3D-Raum nicht einfach ein Unterraum eines höherdimensionalen Raumes, sondern eine bestimmte Struktur in diesem, eben eine Brane. Oder so ähnlich, kenne mich damit auch nicht so genau aus.

Genau drauf beziehe ich meine Theorien zum Star Trek Subraum und den exotischen Partikeln und Phänomen die dort auftreten.
Es reicht ja nicht einfach den Warpantrieb zu erklären, sondern auch das ganze Drunherum.

[Gyges]

das lässt sich so einfach nicht trennen. Wenn du dir mal den metrischen Tensor in der Alcubierre-Lösung ansiehst, fällt auf, dass da maßgeblich die Komponente g_tt, also die Zeit-Zeit-Komponente, manipuliert wird.
Eine andere Variante, die mehr in deine Richtung gehen würde, wäre z.B. eine Beeinflussung nur von g_tt, während alle anderen Komponenten unverändert blieben:

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

Wenn du einfach g_tt größer machst, würde ds^2 für beliebig große dx/dt größer als null bleiben, effektiv würdest du damit nichts anderes machen als die Lichtgeschwindigkeit erhöhen.

Das verstehe ich nicht ganz, oder du mich nicht. Ich will einen Zeitsprung machen (mehr oder weniger). Also die Strecke mit normaler Geschwindigkeit zurücklegen und dann (quasi) in die Vergangenheit reisen.
Die Lichtgeschwindigkeit bleibt gleich hoch...

du bist dir bewusst, dass das Gummituch-Modell den Raum darstellt, nicht die Raumzeit?

Ja bin ich. Es diehnt zur veranschaulichung.
Allerdings läßt sich damit auch die Zeit als 4. Dimension schön erklären (zumindest lt. meinem Wissen darüber und genau hier brauch ich Hilfe...). Die Zeit würde mit der Flusstheorie auch gleichzeit eine Erklärung für die Gravitation sein...

damit betrachtest du die Raumzeit als Einbettungsmedium für den gekrümmten Raum, das ist verkehrt. Die Zeit als Raumzeitdimension kommt im Gummituch-Modell nicht vor, sie ist insbesondere nicht die Richtung senkrecht zum Gummituch. Die Einbettungsdimension senkrecht zum Tuch ist eine Hilfsdimension, um die Krümmung zu veranschaulichen, sie hat nichts mit der Zeitdimension zu tun. Wollte man sie in der Raumzeit berücksichtigen, wäre sie eine 5. Dimension, senkrecht zur Raumzeit. Tatsächlich kann man sich die gekrümmte Raumzeit in eine solche 5D-Umgebung eingebettet vorstellen, aber auch nur zu Veranschaulichungszwecken.

Ist die Zeit nicht die 4. Dimension? Davon bin ich ausgegangen...

Deine Vorstellung würde auch nicht mit der gravitativen Zeitdilatation zusammenpassen: eine Uhr in der Wölbung ist ja lediglich um eine konstante Strecke gegenüber der Tuchebene nach unten verschoben, eine Uhr würde demnach im Gravitationsfeld nur um eine konstante Zeitdifferenz nachgehen, aber nicht langsamer laufen.

Wenn die Zeit nicht immer gleich schnell fließt weil die Raumzeitebene den Zeitfluss bremst, dann wären Uhren in der Delle langsamer als Uhren außerhalb. Oder nein, Masse muss ja der Zeit einen Wiederstand bieten, sonst würde sich die Ebene ja nicht eindellen. Daraus folgt das in der Delle die Zeit etwas langsamer geht als dort wo sie ungehindert die Ebene schneideit. Wie das der heutigen Physik wiederspricht kann ich nicht sagen....

Kann das nicht auch das Mysterium bei Fly-By Manövern erklären? Zur Zeit nimmt man ja an, das Zeit mehr oder weniger einfach da ist. Wenn man sie sich als Fluss vorstellt ergibt sich ja ein Dopplereffekt, oder???

Fly-By Manöver
http://de.wikipedia.org/wiki/Fly-by-Anomalie

Dopplereffekt
http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt

nun, das wäre einfach eine Hyperraumlösung: du fliegst die zurückzulegende Strecke außerhalb des Normalraumes durch einen Hyperraum.
Das geht dann aber in eine ganz andere Richtung als eine Manipulation der Zeit.

Sicher wäre es eine Möglichkeit. Aber das hört sich doch irgendwie von irgendwem kopiert an, oder nicht? (So einfallslos) Ich wollte was eigenes...

ganz so einfach ist es nicht. Es gibt ja nicht nur einen Energieerhaltungssatz. Sondern z.B. auch eine Kontinuitätsbeziehung zwischen Energiedichte und Energiestrom. Die besagt: wenn von irgendeinem Ort Energie verschwindet, muss sie von diesem Ort wegfließen, oder anders ausgedrückt, wenn aus dem Inneren eines Raumvolumens Energie entfernt wird, muss ein Energiestrom durch die Oberfläche des Volumens vorhanden sein.

Das hab ich doch einfließen lassen. Mein Grundgedanke ist eben das der Sprung das Schiff aus unserer Zeitebene katapultiert. Da Energie aber nicht einfach so verschwinden kann taucht es für den Beobachter in absoluter Nullzeit am Zielpunkt wieder auf. Richtig gesehen hätte das Schiff aber die Reise mit Normalgeschwindigkeit hinter sich gebracht und wäre dann in die "Vergangenheit", also in den genauen Zeitpunkt der aktivierung des Sprunges zurückgereist. Daher wäre der Sprung für den Beobachter in Nullzeit abgelaufen. Weil für die Besatzung aber die Reise in Normalzeit abgelaufen wäre hab ich mir so ein 4D Modell zurechtgezimmert. Also das neben den 3D die Zeit die 4.D ist. Da ich bisher nichts gehört habe, das die Zeit als 4.D wiederlegt und sich damit auch die Gummitucherklärung Einsteins auch nicht wiederspricht habe ich dieses 4D Modell bisher angenommen. Eben weil ich nicht weiß inwieweit das dem gängigen Weltbild wiederspricht habe ich diese Anfrage erstellt...

was soll eigentlich eine "Null-Gravitationslinie" sein? Die Gravitation eines beliebigen Himmelskörpers fällt mit 1/r^2 ab, die wird nirgendwo null. Es gibt keine Linie um das Sonnensystem herum, wo dransteht "hier endet die Sonnengravitation".

Ich weiß. Aber wenn man 2 Planeten hat, gibt es irgendwo dazwischen einen Bereich der absolut Schwerelos ist (Zwischen + und - gibt es nunmal die 0). Dieser Bereich zieht sich wie eine Linie durch den Raum. Bei mehreren Objekten ergibt sich eben eine Schlangenlinie. Soweit ich weiß wird sie nie Unterbrochen sondern zweigt sich nur auf oder Verschmilzt mit anderen Linien. In meine FTL-Theorie bewirkt diese Beschränkung das Sprünge nicht über/durch andere Sonnensysteme oder Planeten gehen kann oder diese tangiert. Dadurch hat der FTL-Flug eine absolute Geschwindigkeit (in Nullzeit von A nach B) aber die effektive Reise durch mehrere Sonnensysteme geht die mit normaler Sublichtgeschwindigkeit geflogen werden muss wodurch sich sehr lange Reisezeiten ergeben.

Die Formel E=mc^2, die doch eigentlich Grundlage deiner Überlegungen sein sollte, ist in deinen Ausführungen bislang auch nicht aufgetaucht.

Ja, sogesehen Richtig. Ich wollte eigentlich damit nur sagen, das c ja die Zeit enthält. Jeder FTL den ich kenne überschreitet/manipuliert ja die Lichtgeschwindigkeit oder erschafft eine Abkürzung durch irgendwelchen Subraum oder Hyperraum. Meine Variante würde die Zeit beeinflussen.

Ein positiver Nebeneffekt dieses Gummituches in dem Raumzeitfluss ist ja die Jetzt-Ebene, die besagt das unser Hier und Jetzt, unsere erkennbaren 4 Dimensionen nur in der Ebene des Gummituches existiert. Diese (vielleicht dumme und absolut unvereinbare Eigen-)theorie schließt Zeitreisen wie sie derzeit in beinahe jeder SciFi-Story vorkommen vollkommen aus. Es gibt nur einen Versuch, keine möglichkeit für eine Ausbesserung von Fehlern oder solch Wirrwarr und Hirnverknotungen wie "was passiert wenn du in die Vergangenheit reist und deinen Großvater tötest". Denn spätestens wenn die Helden draufgehen fragt sie der Zuseher warum die Überlebenden nicht in die Vergangenheit reisen und die Helden vor ihrem eigenen Tod warnen...

reicht dir meine für's erste?

Ja, genau so hab ichs mir vorgestellt!! Danke

[Agent Scullie]

Ja irgendwo ist das schon war. Allerdings sind diese Antriebe energieeffizienter. In Star Trek können die Borg mit dem Energieäquivalent eines Warpkern Subraumtunnel, sogenannte Transwarpkanäle, errichten, welche ihnen erlaubt in Stunden die Galaxie zu durchqueren, während beim Warpantriebs über 10.000c Schluss ist, da man die benötigen Energieraten nicht mehr aufbringen kann.

das ist jetzt aber etwas, dass von den ST-Autoren willkürlich so festgelegt wurde. Das ist kein Argument dafür, dass ein Abkürzungsantrieb allgemein (also unabhängig von den Besonderheiten des ST-Universums) effizienter sein soll als ein Mitführungsantrieb.

Laut der TM-Grafik bzw einer Weiterextrapolation davon müsste man bei Warp 9,99 schon ca 10 kg Antimaterie pro Sekunde durch den Warpkern jagen, während es bei Warp 8 gerade mal 1 kg ist.

wo steht denn in der TM-Grafik irgendwas von kg/s? Da steht "Energieverbrauch in Megajoules/Cochranen". Was schon nicht sehr sinnvoll ist, da Megajoule eine Energieeinheit ist, keine Leistungseinheit (Energie pro Zeit).

Es gelten (in Star Trek) ja keine anderen Regeln, sondern die verschiedenen Wechselwirkungen sind in unterschiedlich-dimensionalen Räumen unterschiedlich stark ausgeprägt.

ja eben, und das ist genausowenig plausibel. In der Bahnebene der Erde z.B., um mal einen 2D-Unterraum des normalen 3D-Raumes zu nennen, sind alle bekannten Wechselwirkungen genauso ausgeprägt wie überall sonst im 3D-Raum. Ebenso auf der Verbindungslinie Erde-Sonne, die sogar nur ein 1D-Unterraum ist.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 29 Minuten und 32 Sekunden:

Ist die Zeit nicht die 4. Dimension? Davon bin ich ausgegangen...

die Zeit gilt zwar als vierte Dimension der Raumzeit, aber nicht als Dimension eines Einbettungsraumes. Wenn du den gekrümmten 3D-Raum in einen flachen 4D-Raum einbettest, hat der zwar auch 4 Dimensionen, dessen 4. Dimension (senkrecht zur Gummituchebene) ist aber nicht die Zeitdimension.

Wenn die Zeit nicht immer gleich schnell fließt weil die Raumzeitebene den Zeitfluss bremst, dann wären Uhren in der Delle langsamer als Uhren außerhalb. Oder nein, Masse muss ja der Zeit einen Wiederstand bieten, sonst würde sich die Ebene ja nicht eindellen. Daraus folgt das in der Delle die Zeit etwas langsamer geht als dort wo sie ungehindert die Ebene schneideit.

wenn die Richtung senkrecht zur Gummituch-Ebene die Zeitdimension wäre, wäre die Position in dieser Richtung ja die Zeitkoordinate. Da die Eindelltiefe aber konstant ist, würde eine Uhr in der Delle nur um eine konstante Zeitdifferenz nachgehen, aber nicht langsamer laufen. Um langsamer zu laufen, müsste die Tiefe der Delle immer größer werden.
Hinzu kommt, dass sich die gravitative Zeitdilatation darin äußert, dass die für die Uhr verstreichende Eigenzeit langsamer ansteigt als die Zeitkoordinate. D.h. die Zeitkoordinate bleibt die gleiche wie für Uhren weit außerhalb der Delle. Wäre also die Zeitkoordinate die Position in Richtung senkrecht zur Gummituchebene, dürfte es gar keine Eindellung geben.

Kann das nicht auch das Mysterium bei Fly-By Manövern erklären? Zur Zeit nimmt man ja an, das Zeit mehr oder weniger einfach da ist. Wenn man sie sich als Fluss vorstellt ergibt sich ja ein Dopplereffekt, oder???

ich bin mir nicht sicher, ob ich die Frage verstehe.
Um die Welt der ART zu verstehen, solltest du dir die Zeit vielleicht nicht unbedingt als Fluss vorstellen. Gehe lieber von einer 4-dimensionalen Menge von Punkten aus, in der man 4D-Koordinatensysteme (t,x,y,z) konstruieren kann, und in der Flugbahnen (Weltlinien) von Teilchen Bogenlängen haben, die sich als verstreichende Eigenzeiten zeigen.

Also das neben den 3D die Zeit die 4.D ist. Da ich bisher nichts gehört habe, das die Zeit als 4.D wiederlegt und sich damit auch die Gummitucherklärung Einsteins auch nicht wiederspricht habe ich dieses 4D Modell bisher angenommen.

wie schon gesagt, du musst unterscheiden zwischen der 4D-Raumzeit und dem 4D-Einbettungsraum für den gekrümmten 3D-Raum. Das ist nicht dasselbe.

Ich weiß. Aber wenn man 2 Planeten hat, gibt es irgendwo dazwischen einen Bereich der absolut Schwerelos ist (Zwischen + und - gibt es nunmal die 0).

du meinst den Lagrange-Punkt. Erscheint aber nicht einleuchtend, dass FTL-Flüge nur von einem Lagrange-Punkt aus gestartet werden können.

Ein positiver Nebeneffekt dieses Gummituches in dem Raumzeitfluss ist ja die Jetzt-Ebene, die besagt das unser Hier und Jetzt, unsere erkennbaren 4 Dimensionen nur in der Ebene des Gummituches existiert.

hier und jetzt geht's aber durcheinander
Das Gummituch beschreibt den Raum zu einem festen Zeitpunkt, also einen 3D-Unterraum der Raumzeit, definiert durch t=const, hat also nur 3 Dimensionen. Man nennt so etwas auch raumartige Hyperfläche. "Jetzt" ist dabei die Zeitkoordinate, t = "jetzt".
Das "Hier und Jetzt" schließlich ist von dieser 3D-Hyperfläche des "Jetzt" wiederum ein Unterraum, und zwar ein 0-dimensionaler, festgelegt durch Konstantsetzung der verbleibenden 3 Raumkoordinaten: x = const, y=const, z=const.
Unsere erkennbaren 4 Dimensionen sind die gesamte Raumzeit, also ein Stapel von ganz vielen raumartigen Hyperflächen mit unterschiedlichen Zeitkoordinaten, so gesehen ganz viele Gummitücher.

[Gyges]

Nein Moment, wenn ich dich Richtig verstanden habe, habe ich mich unklar ausgedrückt. Ich meine mit dem Zeitfluss und dem Gummituch die Raumzeit. Also unser sichtbares Universum mit X Y Z Achsen und der Zeit...


Meine Theorie beruht auf

-3 Dimensionaler Raum, so wie wir ihn kennen.
-4. Dimension ist die Zeit. Diese fließt von der Zukunft in die Vergangenheit.
(=Raumzeit)

Zur Erläuterung lasse ich die 3. Dimension des Raumes weg (Z-Achse) und erhalte eine Ebene mit 0 höhe.
Die 4. Dimension fällt von oben senkrecht auf die Ebene und durch sie hindurch. Materie und damit Masse hat einen Wiederstand in diesem Zeitfluss, der Fluss verliert also an Geschwindigkeit und Energie wenn er durch die Masse fließt.
Durch den Wiederstand dellt sich die Ebene ein und schon erhalten wir das bekannte Schema Einsteins. Die Masse erzeugt also Gravitation indem sie dem Zeitfluss einen Wiederstand bietet womit die Ebene verdellt wird.
Die verlorene Geschwindigkeit des Zeitflusses entspricht der Gravitation (damit ist ihre Quelle geklärt) und als Nebeneffekt kommt die Zeitdilletation zu stande, eben weil ein Teil der "Zeitenergie" in Gravitation umgewandelt wird.

Jetzt kommt der Trick mit dem Hüftknick.
Das Hier und Jetzt, kann nur in dieser Ebene existieren. Oder anders gesagt, nur in unseren 3 Dimensionen kann die Materie existieren, außerhalb dieser 3 Dimensionen gibt es sie nicht in dieser Form. Unsere 3 Dimensionen halten quasi die Materie wie in einem Netz gefangen, während die Zeit durch dieses Netz wie Wasser fließt.
Daraus ergibt sich das Zeitreisen nicht möglich sind.
Die Geschwindigkeit des Zeitflusses hängt mit der Lichtgeschwindigkeit zusammen. Fliegt man beinahe so schnell wie das Licht, bekommt man zur normalen Delle die die Masse verursacht den Durchflusswiederstand dazu, wenn das Raumschiff (um auf die Bildliche Darstellung der Raumzeit zurück zu kommen, dem Gummituch) sich auf der Ebene fortbewegt. Irgendwann fliegt das Raumschiff so schnell, das es die Delle extrem vertieft wird. Das "Netz" der 3 Dimensionen allerdings verhindert ein Ausbrechen des Schiffes aus dieser Ebene womit man nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit fliegen kann. Eventuell durchbricht das Raumschiff mit der "Lichtmauer" das 3D-Netz und fällt in eine anderes Dimensionsnetz oder hört auf zu existieren.

Zusammengefasst:
Meine Theorie basiert darauf das man mit einer Zeitmaschine nicht hin und her switchen kann, weil es nur das jetzt in unserer Dimension gibt. Zeitreisen im herkömmlichen Sinn wären also unmöglich denn Verlässt man die Ebene (das Jetzt) fällt man in eine andere Dimension oder wird aufgelöst, aber man kann nicht in die Zukunft oder Vergangenheit. Niemand kann den Zeitfluss vollkommen aufhalten oder umkehren.


Der FTL katapultiert das Schiff also gegen die Flussrichtung der Zeit aus unserer Ebene während es mit seiner Geschwindigkeit ohne verminderung weiterfliegt. Irgendwann wird es von dem Zeitfluss gebremst und fällt wieder zurück auf die Ebene und damit ins Jetzt. Es Springt also ohne Zeitverzögerung von A nach B.
Da Materie außerhalb des 3D-Netzes nicht in der uns bekannten Form existiert (ich nehme mal an, sie wird Energie oder sonst was) und dadurch mit anderer Materie interagieren kann, bemerkt der Reisende von dem Zeitsprung nichts. Er springt einfach von A nach B.

Den Grund für den Sprung entlag von Gravitationslinien:
Ich hab zwar keine Ahnung was ein Lagrane-Punkt ist, hab auch nichts in der Wiki gefunden, allerdings gehe ich davon aus das wir beide das selbe Meinen. Den Punkt oder Linie wo ein Raumschiff zwischen 2 Planeten weder vom einen noch vom anderen angezogen wird.
Der Sprung katapultiert das Raumschiff also in die Zukunft (des Zeitflusses). Wenn der Sprung durch/über Täler und Berge der Ebene führt variiert ja ständig die Höhe des Sprunges relativ zur Ebene (Raumzeit) die es normalerweise durchfliegen würde. Ich denke mir mal das das dem Materiegefüge des Raumschiffes nicht allzugut tun wird, womit es zerrissen wird wenn es nicht einen "ruhigen" weg für den Sprung sucht.



Soviel mal zu meiner Theorie des FTL-Sprunges...

Ich hoffe diesmal konnte ich mich verständlich ausdrücken...

[Agent Scullie]

Meine Theorie beruht auf

-3 Dimensionaler Raum, so wie wir ihn kennen.
-4. Dimension ist die Zeit. Diese fließt von der Zukunft in die Vergangenheit.
(=Raumzeit)

Zur Erläuterung lasse ich die 3. Dimension des Raumes weg (Z-Achse) und erhalte eine Ebene mit 0 höhe.
Die 4. Dimension fällt von oben senkrecht auf die Ebene und durch sie hindurch. Materie und damit Masse hat einen Wiederstand in diesem Zeitfluss, der Fluss verliert also an Geschwindigkeit und Energie wenn er durch die Masse fließt.
Durch den Wiederstand dellt sich die Ebene ein und schon erhalten wir das bekannte Schema Einsteins.

ich glaube ich habe dir inzwischen zweimal erklärt, dass in Einsteins Einbettungsdiagramm die Richtung senkrecht zur Gummituchebene nicht die Zeitdimension ist, sondern eine weitere, Hilfsdimension, die nur zu Veranschaulichungszwecken eingeführt wird.

Wenn du beide, Zeitdimension und Hilfsdimension einbeziehst, kommst du auf 5 Dimensionen. Dass es in der ART aber nur 4 Dimensionen gibt, liegt daran, dass die Hilfsdimension nur, wie ihr Name schon sagt, eine Hilfsdimension ist. Sie dient nur dazu, die Krümmung des Raumes durch Einbettung in externe Geometrie zu veranschaulichen. Die Krümmung selbst aber ist eine Eigenschaft der inneren Geometrie des Raumes, sie definiert sich nicht durch die Wölbung in Richtung der Hilfsdimension, sondern durch Veränderungen der Metrik, die ein dem Raum interner Beobachter messen kann, z.B. durch Winkelsummen im Dreick, die von 180° abweichen, oder Verhältnissen zwischen Kreisumfang und Radius, die nicht 2 pi sind. Daher ist die Annahme einer Hilfsdimension zur Einbettung unnötig, und es bleibt bei 4 Raumzeit-Dimensionen. Kurzum: die Richtung senkrecht zur Gummituchebene gibt es nicht.

Die Masse erzeugt also Gravitation indem sie dem Zeitfluss einen Wiederstand bietet womit die Ebene verdellt wird.
Die verlorene Geschwindigkeit des Zeitflusses entspricht der Gravitation (damit ist ihre Quelle geklärt) und als Nebeneffekt kommt die Zeitdilletation zu stande,

das funktioniert wie gesagt auch nicht, da damit nur die Zeitkoordinate um einen konstanten Betrag verschoben wäre (die Eindelltiefe), nicht aber die verstreichende Eigenzeit verlangsamt wäre.

Gravitative Zeitdilatation bedeutet, dass beim Voranschreiten von einer raumartigen Hyperfläche mit der Zeitkoordinate t zu einer Hyperfläche mit der Koordinate t+dt die Eigenzeit dtau um weniger als dt voranschreitet, dtau < dt, nicht dass t hinter der dem t der übrigen Hyperfläche hinterherhängt.

eben weil ein Teil der "Zeitenergie" in Gravitation umgewandelt wird.

was soll Zeitenergie sein?

Jetzt kommt der Trick mit dem Hüftknick.
Das Hier und Jetzt, kann nur in dieser Ebene existieren.

dass der Punkt (x,y,z,t) = (x0,y0,z0,t0) nur auf der Hyperfläche t=t0 existieren kann, ist trivial, er ist schließlich ein Punkt auf dieser.

Das "Netz" der 3 Dimensionen allerdings verhindert ein Ausbrechen des Schiffes aus dieser Ebene womit man nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit fliegen kann.

die raumartige Hyperfläche t=t0 ist doch der Raum zu einem festen Zeitpunkt, eine Bewegung in diesem wäre eine Bewegung in Nullzeit, also unendlich schnell. Um eine endlich Strecke dx mit Unterlichtgeschwindigkeit zurückzulegen, musst du zu einer Hyperfläche mit t=t0+dt, mit dt > dx/c, voranschreiten.

Den Grund für den Sprung entlag von Gravitationslinien:
Ich hab zwar keine Ahnung was ein Lagrane-Punkt ist,

das solltest du aber. Jedenfalls wenn du dich ernsthaft mit der Thematik befassen willst. Dieses Forum dient nicht dazu, dir eine physikalische Ausbildung zu ersetzen.

hab auch nichts in der Wiki gefunden, allerdings gehe ich davon aus das wir beide das selbe Meinen. Den Punkt oder Linie wo ein Raumschiff zwischen 2 Planeten weder vom einen noch vom anderen angezogen wird.
Der Sprung katapultiert das Raumschiff also in die Zukunft (des Zeitflusses). Wenn der Sprung durch/über Täler und Berge der Ebene führt variiert ja ständig die Höhe des Sprunges relativ zur Ebene (Raumzeit) die es normalerweise durchfliegen würde. Ich denke mir mal das das dem Materiegefüge des Raumschiffes nicht allzugut tun wird, womit es zerrissen wird wenn es nicht einen "ruhigen" weg für den Sprung sucht.

du meinst Gezeitenkräfte? Die gibt's aber auch an den Lagrangepunkten. Die dem einen Planeten zugewandte Seite des Schiffes wird zu diesem Planeten hin gezogen, die dem anderen Planeten zugewandte Seite zu dem anderen Planeten. Absolut anziehungsfrei ist nur ein einziger Punkt in der Mitte des Schiffes.

[McWire]

Also ich will mal die Gelegenheit nutzen, um auch für mein noch ziehmlich "rohes" Universum Expertenmeinung einzuholen. Technologien sind ungefähr angesetzt:
- Warpantrieb als "Primärer" FTL-Antrieb
- Ionenantrieb als Sublicht bis 10 PSL
- Künstliche Schwerkraft und Antischwerkraft, also ohne Rotation.
- Schutzschilde a la Star Trek

Allerdings spielt mein bisheriger Handlungszeitraum von jetzt bis in etwa 500 Jahren. Also soll eine gewissen Entwicklung stattfinden. Angefangen das Warp erst später kommt, Schilde auch, Waffen usw. Aber um zum Thema zu kommen:

In den späteren Abschnitten soll die Ausbreitung in den Tiefenraum weiterhin nicht zu schnell fortschreiten, die Entfernungen zwischen den "Kernwelten" allerdings auch keine Monate brauchen.

Deshalb soll es dann 2 Antriebe im FTL Bereich geben.
Warp, dass jedes Schiff aus eigener Kraft und bis zu 2 LJ pro Tag erreichen kann.
Und dann eine Art "Sprungtore", die an Wichtigen Punkten im Raumgebiet erbaut sind, und die ein paar Sprünge am Tag von jeweils bis zu 15 Lichtjahre gestatten.

Ich überlege jetzt über "Methoden nach", die meine Sprungtore rechtfertigen, erklären. Die Tore sollen jedenfalls an Massereichen Objekten wie Sonnen oder SL errichtet werden, und sich die Massen und die nat. Raumkrümmung der Objekte zu nutzen machen.

Und am liebsten währe es mir, wenn man die Massen auch zur Geschwindigkeitsfestlegung nutzen könnte, also der Sprung zwischen 2 sehr Massereichen Objakten schneller ist, als zwischen 2 leichteren. Aber man kan nicht alles haben.

Aber hats du McWIre vielleicht ein Vorschlag? Wenn nicht lass ich die Technologie dahinter offen.

Ein Wurmloch wäre ein Kandidat. Da der Abkürzungseffekt der Wurmlöcher von der natürlichen Raumkrümmung abhängt, da Wurmlöcher ja quasi die kürzeste Verbindungen in ener gekrümmten Raum-Zeit darstellen, während eine Strecke im "Normalraum" "gebogen" ist.
Die größer die Krümmung des Raumes, desto größer der Abkürzungseffekt und damit größer die Geschwindigkeit durch das Wurmloch.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 22 Minuten und 2 Sekunden:

das ist jetzt aber etwas, dass von den ST-Autoren willkürlich so festgelegt wurde. Das ist kein Argument dafür, dass ein Abkürzungsantrieb allgemein (also unabhängig von den Besonderheiten des ST-Universums) effizienter sein soll als ein Mitführungsantrieb.

Ich halte es für plausibel, dass es energieärmer ist, einmalig eine Hyperraumverbindung zwischen zwei Raumpunkten aufzubauen, als den gesamten dazwischenliegenden Raum zu verzerren, um den Warpeffekt zu erreichen. (unabhängig davon ob Warp als einmaligen Warpsprung oder als kontinuirlicher Vorgang angesehen wird)

Den Raum zu verzerren benötigt eine große Menge an Energie. Verschiedene Punkte des Raumes durch eine höhere Raumdimension miteinander zu verbinden, bedeutet zwar akut mehr Energie, aber die Verbindung, einmal hergestellt, bleibt ja bestehen.

wo steht denn in der TM-Grafik irgendwas von kg/s? Da steht "Energieverbrauch in Megajoules/Cochranen". Was schon nicht sehr sinnvoll ist, da Megajoule eine Energieeinheit ist, keine Leistungseinheit (Energie pro Zeit).

Das ist wohl ein Schreibfehler uns soll Megawatt/Cochranen heißen bzw es fehlt der Zeit-Zusatz "pro Sekunde".
Aus E=mc² lässt sich dann für E die benötigte Annihiliationsmenge von m (MA+AM) berechnen.
90 PetaWatt (90*10^15 W) sind etwa 1 kg/s, also 500 g AM /s
900 PetaWatt (900*10^15 W) sind dann 10 kg/s bzw 5 kg/s

Wenn man sich jetzt die Potenzen genau ansieht )10^9 Megawatt = 10^15 Watt, 10^10 MegaWatt = 10*10^15 W, 10^11 MegaWatt = 100*10^15 Watt), sieht man in etwa wohin der Graf verläuft.

ja eben, und das ist genausowenig plausibel. In der Bahnebene der Erde z.B., um mal einen 2D-Unterraum des normalen 3D-Raumes zu nennen, sind alle bekannten Wechselwirkungen genauso ausgeprägt wie überall sonst im 3D-Raum. Ebenso auf der Verbindungslinie Erde-Sonne, die sogar nur ein 1D-Unterraum ist.

Ich habe da spontan ein Beispiel, was meinen Ansatz verdeutlicht: Ein Magnetfeld.
Wenn sie ein nulldimensionales geladenes Teilchen entlang einer eindimensionalen Magnetfeldlinie bewegt, so wirkt keine Kraft auf das Teilchen, bewegt es sich senkrecht dazu, also entlang einer zweiten Raumachse, wirkt die Lorentzkraft.

Genauso kann es auch hypothetische Kraftfelder geben, die keine Kraft ausüben, solange man sich senkrecht dazu bewegt aber nicht waagerecht.
Wenn jetzt ein solches Kraftfeld genau entlang einer Hyperachse verläuft, würden Bewegungen entlang der 3 anderen Raumachsen nicht beeinflusst werden. Erst wenn man versucht sich entlang der 4. Hyperachse, würde eine Kraft einwirken oder sich irgendwelche anderen Dinge ereignen.

Man kann eine beliebige Anzahl von Effekten generieren, die nur auftreten wenn man sich in einem bestimmten Winkel zu einer bestimmten bevorzugten Raumachse (in dem Fall der Hyperachse) bewegt.

Die Lichtgeschwindigkeit bspw wird durch die Eigenschaften der 4-dimensionalen Raumzeit bestimmt. Es wäre aber möglich, dass auf der Ebene der 5-dimensionalen Hyperraumzeit, solange man sich in einem Winkel zur Hyperachse bewegt, ein Effekt auftrtitt, der den Lichtgeschwindigkeitsbarriereneffekt überlagert.

Zusammen mit der Bran-Theorie lassen sich das interessante Felder konstruieren, die keine große Wirkung auf die Bran oder bei Bewegungen in der Bran ausüben, jedoch beim Verlassen eben dieser (Hyperraum) einen Effekt auf Strahlung und Materie haben oder zusätzliche Wechselwirkungen produzieren.

[Agent Scullie]

Ich halte es für plausibel, dass es energieärmer ist, einmalig eine Hyperraumverbindung zwischen zwei Raumpunkten aufzubauen, als den gesamten dazwischenliegenden Raum zu verzerren, um den Warpeffekt zu erreichen. (unabhängig davon ob Warp als einmaligen Warpsprung oder als kontinuirlicher Vorgang angesehen wird)

Den Raum zu verzerren benötigt eine große Menge an Energie. Verschiedene Punkte des Raumes durch eine höhere Raumdimension miteinander zu verbinden, bedeutet zwar akut mehr Energie, aber die Verbindung, einmal hergestellt, bleibt ja bestehen.

das hängt alles ganz und gar davon ab, was die noch zu entdeckende neue Physik, die diese Phänomene beschreibt, eben darüber aussagt. Solange wir die nicht kennen, können wir auch nicht wissen, für welchen Mechanismus nun wie viel Energie benötigt wird.
Sich an die ART-Feldgleichungen zu halten, ist hier nicht wirklich angebracht.

Ich habe da spontan ein Beispiel, was meinen Ansatz verdeutlicht: Ein Magnetfeld.
Wenn sie ein nulldimensionales geladenes Teilchen entlang einer eindimensionalen Magnetfeldlinie bewegt, so wirkt keine Kraft auf das Teilchen, bewegt es sich senkrecht dazu, also entlang einer zweiten Raumachse, wirkt die Lorentzkraft.

Genauso kann es auch hypothetische Kraftfelder geben, die keine Kraft ausüben, solange man sich senkrecht dazu bewegt aber nicht waagerecht.
Wenn jetzt ein solches Kraftfeld genau entlang einer Hyperachse verläuft, würden Bewegungen entlang der 3 anderen Raumachsen nicht beeinflusst werden. Erst wenn man versucht sich entlang der 4. Hyperachse, würde eine Kraft einwirken oder sich irgendwelche anderen Dinge ereignen.

na gut, beim Beispiel mit dem Magnetfeld liegt das aber daran, dass gerade lokal ein Magentfeld vorhanden ist, das in eine bestimmte Richtung zeigt, und damit die Rotationsinvarianz des Raumes bricht.
Es ist aber eben ein lokales Phänomen, an einem anderen Ort kann es z.B. ebenfalls ein Magnetfeld geben, das aber in eine ganz andere Richtung zeigt. So dass global gesehen die Rotationsinvarianz erhalten bleibt, weil Magnetfelder in alle Richtungen gleichermaßen zeigen können.

Dein Konzept aber würde erfordern, dass dein hypothetisches Kraftfeld in dem 4D-Raum großräumig in die gleiche Richtung orientiert ist. Zumindest müsste es überall im ganzen bekannten Universum senkrecht zu den bekannten 3 Raumdimensionen sein. So eine Annahme erscheint mir ... sagen wir, unnatürlich.

Edit: hinzu kommt, dass eine im 4D-Hyperraum befindliche Energieverteilung, die die Bewegung einer Warpblase im Normalraum gewährleisten soll, sich mit der Blase mitbewegen müsste, also parallel zum Normalraum. Von Kräften, die nur senkrecht zum Normalraum wirken, könnte sie daher gar nicht profitieren.

Die Lichtgeschwindigkeit bspw wird durch die Eigenschaften der 4-dimensionalen Raumzeit bestimmt. Es wäre aber möglich, dass auf der Ebene der 5-dimensionalen Hyperraumzeit, solange man sich in einem Winkel zur Hyperachse bewegt, ein Effekt auftrtitt, der den Lichtgeschwindigkeitsbarriereneffekt überlagert.

die Größe der Lichtgeschwindigkeit hat eigentlich nichts mit der Zahl der Dimensionen zu tun. Beim Konzept der Raumzeit ist die Rolle der Lichtgeschwindigkeit die, eine Verbindungsgröße zwischen zeitlichen und räumlichen Distanzen zu sein, ausgedrückt durch die Minkowski-Metrik. Würde man der 4D-Raumzeit als 5. Dimension eine weitere Raumdimension spendieren, würde nicht viel aufregendes passieren, die Vierer-Minkowskimetrik

ds^2_4 = (cdt)^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2

würde einfach durch eine Fünfer-Metrik

ds^2_5 = (cdt)^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2 - da^2

wenn a die Koordinate in Richtung der zusätzlichen Raumdimension ist, ersetzt werden. Am Prinzip, dass ds^2 >= 0 sein muss, und deswegen dl/dt <= c, wobei dl die räumliche Distanz ist: dl^2 = dx^2 + dy^2 + dz^2 bzw. dl^2 = dx^2 + dy^2 + dz^2 + da^2, würde sich nichts ändern.

Die Begrenzung v <= c folgt direkt aus dem Konzept der Raumzeit, die Zahl der Raumdimensionen, ob 1, 2, 3, 4 oder sonstwieviele, ist dabei nebensächlich.

Ich vermute, die Autoren von Perry Rhodan haben hier auch einen Schlupfwinkel zu sehen geglaubt und deswegen eine 5. Dimension als vermeintlichen Zugang zur Überlichtgeschwindigkeit gewählt.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 1 Stunde und 28 Sekunden:

was ich noch erwähnen wollte: von meinem FTL-Konzept gibt es noch ein paar Abwandlungen.

Eine Variante entwickelt die Quantelung der Geschwindigkeit weiter zu einer Idee von Geschwindigkeits-"Domänen". Der Bereich von 0 bis c ist sozusagen die 0. Domäne. Daran schließt sich die 1. Domäne im Bereich [c, 3c] an, daran die 2. im Bereich [3c, 5c], usw. Die bekannte Minkowski-Metrik der RT ist eine Manifestation der 0. Domäne, sie wird quasi von dieser "aufgespannt". Alle Bewegungen innerhalb der 0. Domäne, d.h. mit Geschwindigkeite zwischen 0 und c, unterliegen der Minkowski-Metrik. Jede andere Domäne definiert ihre eigene Metrik, die wie eine Alcubierre-Metrik aussieht, wobei der Faktor v durch die Geschwindigkeit in der Domänenmitte, 2c in der 1. Domäne, 4c in der 2., 2nc in der n-ten Domäne, gegeben ist. Die Zeitdilatation ist in der Mitte jeder Domäne minimal und wird an den Rändern der Domäne, an der Grenze zur nächsthöheren oder -niedrigeren, unendlich. Was man folglich tun muss, um auf FTL beschleunigen, ist in die 1. oder höhere Domäne zu wechseln.

Zu beachten ist, dass, wenn man die Dreidimensionalität des Raumes berücksichtigt, Geschwindigkeiten unglich null immer eine Richtung haben. Die 0. Domäne wird dadurch zu einer Kugel mit dem Durchmesser 2c, die anderen Domänen zu Kugelschalen.

Inspiriert wurde ich zu dieser Variante zum einen von der Twistortheorie von Regor Penrose. Laut dieser sind der "Baustoff" der Raumzeit nicht Punkte, also Ereignisse, sondern lichtartigen Weltlinien (von Penrose auch Nulllinien genannt, weil ihre raumzeitliche Länge null ist). Das brachte mich auf die Idee, Geschwindigkeiten als fundamentaler anzusehen als Raumzeitpunkte. Die zweite Inspiration kam auf der Nachrichtentechnik. Dort wird vor allem in der Funktechnik das Prinzip der Modulation benutzt: ein Basisbandsignal aus dem Frequenzbereich [0, f_max] wird einem Trägersignal der Frequenz f0 > 2f_max aufmoduliert, das resultierende Signal nimmt dann ein Frequenzband mit dem Durchmesser 2f_max um die Trägerfrequenz herum ein. In Analogie dazu ergeben sich die Geschwindigkeitsdomänen dadurch, dass Geschwindigkeiten aus der 0. Domäne, sozusagen, dem "Basisband", einer "Träger"-Geschwindigkeit von 2nc "aufmoduliert" werden.

Eine weitere Variante geht verstärkt in Richtung Kategorie 2: zum FTL-Flug erzeugt man sich einen begrenzten Parallelraum, der Seite an Seite mit dem Normalraum existiert, dabei gerade groß genug ist dass das Raumschiff rein passt, und sich gegenüber dem Normalraum mit einem ganzzahligen Vielfachen von 2c bewegt. Dabei gibt es kein Einbettungsmedium für beide Räume, die Bewegung definiert sich einfach dadurch, dass ein Eintreten in den Parallelraum, Verweilen für den Zeitraum t, und eine Rückkehr in den Normalraum dazu führt, dass man um die Strecke l = 2nc*t versetzt ist.

An diesem Konzept gefiel mir besonders, dass man die Geschwindigkeitsquantelung auf ein einfaches Prinzip zurückführen kann: der Zukunftslichtkegel eines Ereignisses im erzeugten Parallelraum, darf sich, wenn man ihn in den Normalraum projiziert, nicht mit demjenigen Zukunftslichtkegel überschneiden, denn man im Normalraum erhält, wenn man das Ereignis in diesen projiziert. Darum muss die Geschwindigkeit mindestens 2c sein. Parallelräume mit höheren Geschwindigkeit ergeben sich dann dadurch, dass man z.B. einen mit 4c als äquivalent zu einem Parallelraum betrachtet, der seinerseits von einem Parallelraum aus erzeugt wurde, der sich mit 2c gegen den Normalraum bewegt.

Für diese Idee hatte ich ebenfalls eine Inspiration, nämlich die Quantelung des magnetischen Flusses, der durch eine stromdurchflossene supraleitende Drahtschleife hindurchgeht. Das Magnetfeld verschiebt die Phase der Wellenfunktion der Elektronen, und weil die Wellenfunktion an jedem Punkt der Drahtschleife eindeutig sein muss, muss die Verschiebung, die nach einem Umlauf auftritt, ein ganzzahliges Vielfaches von 2 pi sein. Das ist nur möglich, wenn der magnetische Fluss ganzzahliges Vielfaches eines bestimmten Flusses Phi0 = h / 2e ist. Der Umlauf ist dann quasi analog zum Eintreten in den Parallelraum und Zurückkehren, der quantisierte Fluss analog zur quantisierten Geschwindigkeit

[McWire]

das hängt alles ganz und gar davon ab, was die noch zu entdeckende neue Physik, die diese Phänomene beschreibt, eben darüber aussagt. Solange wir die nicht kennen, können wir auch nicht wissen, für welchen Mechanismus nun wie viel Energie benötigt wird.
Sich an die ART-Feldgleichungen zu halten, ist hier nicht wirklich angebracht.

Ja, da ist sicher was dran. Solange die Wissenschaft aber nicht das Gegenteil beweist, bleibe ich erstmal beim Canon bzw den TM's.
Um wie die Borg in 1 Stunde 30.000 Lj zu fliegen, müsste man 262,8 Mio Cochrane (262,8 * 10^6 c) in das Warpfeld investieren.
Der dort zu erwartende Energieverbrauch aufgrund des TM-Diagramm ist so groß, dass in einer Sekunde der gesamte Treibstoffvorrat eines Galaxy-Klasse aufgebraucht wäre.
Da die Borg jedoch dies schaffen, kann der Transwarpenergiebedarf nicht mal im Ansatz so groß sein.

na gut, beim Beispiel mit dem Magnetfeld liegt das aber daran, dass gerade lokal ein Magentfeld vorhanden ist, das in eine bestimmte Richtung zeigt, und damit die Rotationsinvarianz des Raumes bricht.
Es ist aber eben ein lokales Phänomen, an einem anderen Ort kann es z.B. ebenfalls ein Magnetfeld geben, das aber in eine ganz andere Richtung zeigt. So dass global gesehen die Rotationsinvarianz erhalten bleibt, weil Magnetfelder in alle Richtungen gleichermaßen zeigen können.

Zumindestens einige Eigenschaften des ST-Subraum scheinen lokal zu sein, da die Gesamtdarstellung des Subraum nicht über alle Folgen konsistent ist

Dein Konzept aber würde erfordern, dass dein hypothetisches Kraftfeld in dem 4D-Raum großräumig in die gleiche Richtung orientiert ist. Zumindest müsste es überall im ganzen bekannten Universum senkrecht zu den bekannten 3 Raumdimensionen sein. So eine Annahme erscheint mir ... sagen wir, unnatürlich.

Ja, ich habe das jetzt nur so als Beispiel gebracht, weil mir nix besseres für diese Diskussion eingefallen. Würden wir uns mal ernsthaft zusammensetzen, könnten wir sicherlich ein passenderes Konzept entwerfen.
Aber ich sehe es schon als Ziel den Warpantrieb und den Subraum erklären zu können, während es dir ja scheinbar in erster Linie nur um das Antriebskonzept geht.

Edit: hinzu kommt, dass eine im 4D-Hyperraum befindliche Energieverteilung, die die Bewegung einer Warpblase im Normalraum gewährleisten soll, sich mit der Blase mitbewegen müsste, also parallel zum Normalraum. Von Kräften, die nur senkrecht zum Normalraum wirken, könnte sie daher gar nicht profitieren.

Der Warpantrieb profitiert auch nicht von den exotischen Eigenschaften des Subraum... Transwarp tut dies ja auch nicht. Sie treten nur auf, wenn es zu Zwischenfällen oder Anomalien kommt.

die Größe der Lichtgeschwindigkeit hat eigentlich nichts mit der Zahl der Dimensionen zu tun. Beim Konzept der Raumzeit ist die Rolle der Lichtgeschwindigkeit die, eine Verbindungsgröße zwischen zeitlichen und räumlichen Distanzen zu sein, ausgedrückt durch die Minkowski-Metrik. Würde man der 4D-Raumzeit als 5. Dimension eine weitere Raumdimension spendieren, würde nicht viel aufregendes passieren, die Vierer-Minkowskimetrik

ds^2_4 = (cdt)^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2

würde einfach durch eine Fünfer-Metrik

ds^2_5 = (cdt)^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2 - da^2

wenn a die Koordinate in Richtung der zusätzlichen Raumdimension ist, ersetzt werden. Am Prinzip, dass ds^2 >= 0 sein muss, und deswegen dl/dt <= c, wobei dl die räumliche Distanz ist: dl^2 = dx^2 + dy^2 + dz^2 bzw. dl^2 = dx^2 + dy^2 + dz^2 + da^2, würde sich nichts ändern.

Die Begrenzung v <= c folgt direkt aus dem Konzept der Raumzeit, die Zahl der Raumdimensionen, ob 1, 2, 3, 4 oder sonstwieviele, ist dabei nebensächlich.

Ich vermute, die Autoren von Perry Rhodan haben hier auch einen Schlupfwinkel zu sehen geglaubt und deswegen eine 5. Dimension als vermeintlichen Zugang zur Überlichtgeschwindigkeit gewählt.

Ich habe das nur mal als allgemeinen Einwand vorgebracht, nicht als ernstgemeintes Beispiel.
Ich selbst bin ja ein Gegner dieser "im Hyperraum ist Überlichtgeschwindigkeit möglich"-Erklärung. Die "MIP-Mapping + Raumverzerrung"-Idee des ST-Subraum gefällt mir da schon eher. Im übrigen kenne ich PR nicht wirklich, daher kann ich zu dem Universum nicht viel sagen.