Der Warp-Antrieb

[Halman]

Einfach nur schrecklich, das widerspricht allem was man für logisch hält.
Hab mir mal die Links durchgelesen, ich kann Janeway nur zustimmen, über die Zeit nachzudenken verursacht nur Kopfschmerzen.
Die ganze Sache ist extrem interessant aber auch elendig verwirrend.

Glaub mir, ich kann Dich gut verstehen. Dank Agent Scullie und McWire habe ich viel dazu gelernt.

Lass Dich ruhig auf das "Wagnis" ein, Dich mit der relativistischen Physik zu beschäftigen. Sie ist viel interessanter als die klassische Physik.

[Agent Scullie]

Ich hab jetzt nicht die Ahnung davon aber eins würde ich gern wissen.
Ist es nur eine Theorie das man sich nicht schneller als das Licht bewegen kann oder wurde das nur aus dem Grund festgelegt das man noch nichts entdeckt hat das sich schneller als das Licht bewegt?

es ist eine Theorie, auch bekannt als spezielle Relativitätstheorie. Die hat Albert Einstein allerdings nicht einfach so aus Jux aufgestellt, sondern er wurde dazu u.a. durch das von Halman schon genannte Michelson-Morley-Experiment und die darauf aufbauenden Arbeiten von Lorentz und Poincare motiviert. Die Konsequenz aus dieser Theorie, dass nichts schneller als das Licht sein kann, wurde auch bereits in Teilchenbeschleunigerexperimenten bestätigt: man führte Teilchen kinetischen Energien zu, die so hoch waren, dass nach der nichtrelativistischen Newtonschen Mechanik Geschwindigkeiten weit über der Lichtgeschwindigkeit resultiert hätten, und es zeigte sich, dass die Geschwindigkeiten der Teilchen stets geringfügig unterhalb der Lichtgeschwindigkeit blieben.

Bsp: Man fliegt mit einem Schiff 1 Jahr mit 3/4 Lichtgeschwindigkeit wie oben angegeben von der Erde weg und dann wieder 1 Jahr zurück, dann sollten doch auch auf der Erde genau 2 Jahre vergangen sein?

gesetzt, im Bezugssystem der Erde dauert die Reise 2 Jahre, dann vergehen auf der Erde genau 2 Jahre, ganz recht. Nur im Raumschiff vergeht weniger Zeit.

Nur weil man sich schneller fortbewegt ändert sich doch nichts an der Zeit?

folgt man der Relativitätstheorie gibt es nicht "die Zeit". Entsprechend kann sich an einer solchen auch nichts ändern oder nicht ändern. Du stellst dir das am besten so vor, dass es zwischen zwei Ereignissen eine Zeitdifferenz gibt, die vom Bezugssystem abhängig ist. In dem einen Bezugssystem beträgt die Zeitdifferenz zwischen zwei Ereignissen z.B. 2 Jahre, während die Zeitdifferenz zwischen denselben beiden Ereignissen in einem anderen Bezugssystem nur 1 Jahr ist.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 7 Minuten und 53 Sekunden:

Dieser Umstand (wenn auch nicht mit dem Auto ) war für die Physiker am Ende des 19. Jahrhunderts ein Rätsel.
Hendrik Antoon Lorentz entwickelte daher Gleichungen, die Lorentz-Transformationen, in denen die Länge in Bewegungsrichtung verkürzt wird (Längenkontraktion) und die Zeit gedehnt wird (Zeitdilatation), vermochte dafür aber keine physikalische Erklärung zu liefern.

oh, sicher vermochte er das. Seine Erklärung war, dass Längenmaßstäbe sich verkürzen und Uhren langsamer gehen, wenn sie sich relativ zum Äther bewegen. Die Längenkontraktion lässt sich auch ziemlich direkt aus der Annahme ableiten, dass die Abstände zwischen den Atomen eines Körpers durch elektromagnetische Kräfte bestimmt werden.

Oh doch, sie verändert sich.

nein, tut "sie nicht, denn "sie" ["die Zeit"] existiert gar nicht, wenn man nach der Relativitätstheorie geht. Es gibt nur Zeitdifferenzen zwischen Ereignissen, und die "verändern" sich auch nicht, sondern sind einfach nur vom Bezugssystem abhängig.

Bei Lichtgeschwindigkeit würde die Zeit sogar zum Stillstand kommen und die Länge des bewegten Rauschiffes wäre Null. Unglücklicherweise bräuchte es dafür UNENDLICH viel Energie und die kann kein Raumschiff aufbringen. Da jedes Objekt nur eine endliche Energie zur Verfügung hat, kann es diese Geschwindigkeit auch nicht erreichen. Daraus folgt, dass wir uns gemäß der speziellen Relativitätstheorie (SRT) immer mit Unterlichtgeschwindigkeit bewegen.

das ist allerdings nur der sekundäre Grund dafür. Der primäre Grund, dass Geschwindigkeiten oberhalb der Lichtgeschwindigkeit verboten sind, ist die Relativität der Gleichzeitigkeit. Diese würde zu kausalen Schleifen führen, wenn Überlichtgeschwindigkeiten zugelassen wären.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 6 Minuten und 6 Sekunden:

Genau das versteh ich nicht, wenn ich mit dem Schiff 2 Jahre fliege dann sind das doch 2 jahre egal mit welcher Geschwindigkeit.

in demjenigen Bezugssystem, in dem zu 2 Jahre lang unterwegs bist, sind das 2 Jahre, ganz recht. In einem anderen Bezugssystem aber kann diese Zeitdifferenz anders sein als zwei Jahre.

Nur weil man schneller fliegt vergeht doch die Zeit nicht langsamer.

aber die Zeitdifferenz zwischen den Ereignissen "Du fliegst los" und "Du kommst an" kann in dem einen Bezugssystem eine andere sein als im anderen.

Nehmen wir mal an ein Mensch wird genau 100 Jahre alt, auf den Tag genau. Er fliegt mit 3/4 Lichgeschwindigkeit genau die 100 jahre, dann fällt er doch nach den 100 jahren im Schiff einfach um statt plötzlich ein paar Jahre länger zu leben?

wenn die Reise im Bezugssystem des Raumschiffes 100 Jahre dauert, dann fällt er im Bezugssystem des Raumschiffes nach 100 Jahren einfach um, ganz recht. In einem anderen Bezugssystem aber kann die Dauer der Reise eine andere sein als 100 Jahre, z.B. 300 Jahre. In diesem Bezugssystem fällt der Raumfahrer dann erst nach diesen 300 Jahren um.

Nach meinem Verständnis vergeht die Zeit doch überall gleich schnell

wie schon gesagt: "die Zeit" gibt es in der Relativitätstheorie nicht.

[Halman]

oh, sicher vermochte er das. Seine Erklärung war, dass Längenmaßstäbe sich verkürzen und Uhren langsamer gehen, wenn sie sich relativ zum Äther bewegen. Die Längenkontraktion lässt sich auch ziemlich direkt aus der Annahme ableiten, dass die Abstände zwischen den Atomen eines Körpers durch elektromagnetische Kräfte bestimmt werden.

Okay.

Steht nicht im Buch "Gravitation und Raumzeit", dass Lorentz zwar die Gleichungen lieferte, aber Einstein dazu die Theorie entwickelte?

nein, tut "sie nicht, denn "sie" ["die Zeit"] existiert gar nicht, wenn man nach der Relativitätstheorie geht. Es gibt nur Zeitdifferenzen zwischen Ereignissen, und die "verändern" sich auch nicht, sondern sind einfach nur vom Bezugssystem abhängig.

Beziehst Du dich hier nur auf die SRT, oder gilt dies auch für die ART?

das ist allerdings nur der sekundäre Grund dafür. Der primäre Grund, dass Geschwindigkeiten oberhalb der Lichtgeschwindigkeit verboten sind, ist die Relativität der Gleichzeitigkeit. Diese würde zu kausalen Schleifen führen, wenn Überlichtgeschwindigkeiten zugelassen wären.

Ja, ich entzinne mich. Dazu hast Du doch auch eine Grafik entwickelt.

[Agent Scullie]

Okay.

Steht nicht im Buch "Gravitation und Raumzeit", dass Lorentz zwar die Gleichungen lieferte, aber Einstein dazu die Theorie entwickelte?

damit ist vermutlich gemeint, dass die Relativitätstheorie von Einstein entwickelt wurde und nicht von Lorentz. Das bedeutet aber nicht, dass Lorentz keine eigene Theorie gehabt hätte. Es war halt nur nicht die Relativitätstheorie, sondern die Lorentzsche Äthertheorie.

Beziehst Du dich hier nur auf die SRT, oder gilt dies auch für die ART?

auf die SRT. In der ART ist es noch extremer, da dort das Konzept des Bezugssystems nicht mehr anwendbar ist (außer im SRT-Grenzfall). Dort kann man strenggenommen nur noch Eigenzeiten auf Weltlinien betrachten.

[Artefakt]

Vielleicht kann man eines Tages so etwas wie eine Warpstraße/Tor bauen, aber nicht so wie in Star Trek als mobilen Antrieb, gründe wurden ja schon genannt. Wie gesagt, mit viel Fantasie. Jedoch sollte man die Dinge lieber so nehmen, wie sie sind und nicht auf den Weihnachtsmann warten. Soll nicht heißen, dass ich nicht gern meine Steuern für aberwitzige Forschung ausgebe, sondern nur, dass man das Beste macht, was man machen kann. Es wäre doch schön wenn es gelingen würde ein autarkes Raumschiff (was auch ohne Warpantrieb schon schwer genug ist) zu bauen und die Menschen darin auf eine lange Reise zu schicken. Ich finde da sollte man erstmal ansetzen, dass heißt auch endlich mal mehr Satelliten aus unser Sonnensystem zu schicken um zu sehen was uns da an Strahlung, Partikel usw., erwartet. Wenn man so ein Schiff innerhalb von 1000 Jahren haben will (und das will ich xD) sollte man lieber schon mal den Bereich außerhalb unsers Sonnensystems erforschen. So ein Generationenschiff wäre doch auch toll, es würde zumindest meine Erwartungen an die Menschheit bei Weitem übertreffen.

EDIT: Komisch, ich hatte schwören können schon mal vor Jahren hier was geschieben zu haben( siehe Registriert) ^^

[MrPalm]

Warp-Antrieb

Hi ich hab mal gelesen, dass man künstliche Gravitation erzeugen kann. Wäre es dann vielleicht möglich in ferner Zukunft, wenn man größere Energien erzeugen kann, mit einer künstlichen Gravitation eine Raumkrümmung wie beim Warp-Antrieb zu erzeugen? Natürlich müsste man unvorstellbare Energiemengen dafür aufwenden, aber wäre dies theoretisch möglich?

[mastereder3000]

So weit ich das weiß, braucht man bei dem Warp-Antrieb nach Alcubierre auch eine "abstoßende" Gravitation. Wer weiß ob die "künstliche Schwerkraft" von Tajmar entsprechendes liefern kann.

[der Papst]

Die Möglichkeit, sich abzustoßen würde doch negative Gravitation erfordern, oder? Und noch dazu ein Objekt mit ausreichender Masse, um sich davon abzustoßen, zB einen Planeten?

Allerdings wird es schwer bis unmöglich, Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, da die Masse mit der Geschwindigkeit ansteigt. Um Lichtgeschindigkeit zu erreichen wäre unendlich viel Energie notwendig.

Um es auch noch zu erwähnen:
Impuls- oder Ionenantriebe gibt es bereits, diese können auch im All zum Antrieb verwendet werden. Ein Start von der Erde aus ist nicht möglich, die Triebwerke können die Gravitation nicht überwinden.
Der große Vorteil ist, dass kein Brennstoff benötigt wird.

[MrPalm]

@mastereder3000
Das hört sich jetzt vielleicht absurd an, aber wenn sich jetzt diese Scheibe von Tajmar zum Beispiel im Uhrzeigersinn dreht und eine anziehende Gravitation erzeugt, was wäre dann, wenn sie sich gegen den Uhrzeigersinn drehen würde? Wäre es dann vielleicht eine abstoßende Gravitation?

[FltCaptain]

Der Thread hier ist an der falschen Stelle, er gehört eigentlich nach ST-Technik. Aber da gibt es ihn schon:

http://www.scifi-forum.de/science-fi...p-fliegen.html

Les dir das am besten alles mal durch und disskutier da mit

[caesar_andy]

Um es auch noch zu erwähnen:
Impuls- oder Ionenantriebe gibt es bereits, diese können auch im All zum Antrieb verwendet werden. Ein Start von der Erde aus ist nicht möglich, die Triebwerke können die Gravitation nicht überwinden.
Der große Vorteil ist, dass kein Brennstoff benötigt wird.

Das ist grundsätzlich falsch.

Ionen und Impuls, bzw. Fusionsantriebe sind zwar sehr sparsam, es ist aber nicht möglich, Energie (in diesem Fall Schubkraft) aus dem Nichts zu erschaffen.

Ein Ionenantrieb benötigt zunächst einmal Strom (der bekantermaßen auch erstmal erzeugt werden muss) und z.zgl. eine Stützmasse, die Ionisiert wird - zumeist wird dafür aktuell das Edelgas Xenon verwendet. Stützmasse und Strom werden durch den Antrieb verbraucht.
Ionenantriebe existieren heute tatsächlich.

Ein Impuls, bzw. Fusionstriebwerk existiert aktuell noch nicht - aus dem ganz einfach Grund, dass wir heute noch keine stabile Kernfusion erzeugen können. Ein Impuls/Fusionsantrieb ist im prinzip einfach nur ein Fusionsreaktor, dem man das Fusionsplasma entzieht und als Schubstrahl auf Rückstoßsbasis verwendet.
Daher benötigt er auch zumindest den Brennstoff zum ausführen und aufrechterhalten der Kernfusion. Üblicherweise wird heute von einem Deuterium/Trition oder Deuterium/Helium³ Gemisch als Fusionsbrennstoff ausgegangen.

Ich empfehle die folgende Seite für einen Überblick:
Antriebsmethoden für die Raumfahrt ? Wikipedia


Zum Thema selbst:
Der Wissenschaftler sagt selber, seine Entdeckung ist nicht zur Konstruktion eines Antriebs geeignet. Möglicherweise könnten die physikalischen Grundlagen HINTER dieser Entdeckung irgendwann als Basis für einen Antrieb benutzt werden, wenn es die Menscheit schafft, sie zu verstehen. Allerdings versuchen die Menschen auch schon seit mehr als 50 Jahren zu verstehen, wie die Kernfusion funktioniert.

[arthur]

Im Prinzip wirken beim "asymmetrischen Vorwärtstrieb" beide Gondeln wie ein "magnetohydrodynamischer Antrieb":
"Diese Kraft sorgt dafür, dass das Meerwasser aus der Antriebseinheit ausgestoßen wird. Die Antriebseinheit wirkt also mit einer Kraft auf das Wasser, welches seinerseits eine Kraft auf die Antriebseinheit und damit auf das Boot ausübt (Newton III). Somit kommt es zum Vortrieb des Bootes".
oder wie ein Wasserstrahlantrieb OHNE Schubumkehrklappen.

Beim "asymmetrischen Vorwärtstrieb" wird schlicht das Medium (Wasser/Subraum) in Scheibchen geschnitten und parallel an den Gondeln (den einzelnen Spulen) vorbei geleitet - oder die Gondeln am Medium.

Meerwasser = Subraum
Antriebseinheit = Gondel/Spulen
Vortrieb = "Sequenz" (siehe Animation)
Kraft = Subraum-Feldschicht(en)

Tja, so weit waren wir schon........wie bringt man nun das Medium (Wasser/Subraum) dazu nicht parallel an den Gondeln (den Spulen) sequenziell "vorbei zu rutschen", so daß eine aufwärts-/abwärts-Bewegung möglich wäre?

schauen wir uns doch noch einmal diese Grafik......

......und die dazu gehörige Animation an:

......gesehen......?

Nochmal - diesmal nur das wesentliche:


........eine schöne "runde" Injektion.....ein schönes "rundes" Subraumfeld.....

Die Ursache für diese "runde Sache" ist das von der Spule erzeugte "magnetische Plasma-Eindämmungsfeld".
Das Magnetfeld "formt" das Plasma, bestimmt wie es sich in der Spule ausbreitet und somit bestimmt es auch die Form des Subraumfeldes, welches sich "um die Spule legt".
Logisch? Bisher hörte ich keine Einwände......logisch.

Also im Prinzip funktioniert die Steuerung ganze GENAU so wie der magnetohydrodynamische Antrieb:


Der Unterschied ist nur, daß der Vorwärtstrieb bei der Gondel durch die sequenzielle Ansteuerung der einzelnen Spulen erzeugt wird, sprich indem das Medium (Wasser/Subraumfeld) in Scheibchen geschnitten wird, die nacheinandern "aufgestapelt" werden.
Desweiteren ist das Medium als solches erst mal garnicht vorhanden, sondern nur das magnetisch eingedämmte Plasma in der Spule.
Wir erinnern uns (Animation), durch den Wegfall einiger Schichten bei einer Gondel kommt später die "Drehbewegung" zustande:


Der magnetische Einschluß des Plasma geschieht wohl auch hier mittels der Lorentzkraft:
Fusion mittels magnetischen Einschlusses ? Wikipedia
"Betrachtet man das Plasma wie ein Fluid, dann wird sein nach außen gerichteter Druck durch einen nach innen gerichteten Magnetfelddruck kompensiert"

Man kann den Einschluß des Plasma in der Gondelspule mit einer Penning-Falle vergleichen:
Die Lorentz-Kraft eines Magnetfeldes, B, zwingt die Ionen (Masse m, Ladung q) auf eine kreisförmige Bahn mit der Umlauffrequenz fc = qB/(2πm). Das Magnetfeld wird mit Nukliden bekannter Masse kalibriert. Damit die Ionen nicht entlang der Magnetfeldlinien entweichen, wird dem homogenen Magnetfeld ein elektrisches Quadrupolfeld überlagert.

An dieser grafischen Darstellung sieht man die Kräfte die da wirken:

Wichtig dabei ist, daß man dazu eine Zylinderspule brauch, um ein homogenes Magnetfeld zu erzeugen. Also im Prinzip die selben homogenen Feldlinien, an denen das Plasma in einem Fusionsreaktor entlang fließt:


So genug geredet. Versuchen wir doch mal das ganze in die "Trek-Physik" einzubinden. Ich nehme mir also so eine Gondel-Spule vor und wende darauf meine neu erworbenen Kenntniss aus der Physik an:


hmmm.....das passt noch nicht so ganz. Man müßte das ganze einem Bild anpassen das ich im Kopf habe:



Dann experimentieren wir mal......also wenn man die Ionen (das Plasma) wie bei Wiki beschrieben, mit Hilfe des elektrischen Quadrupolfeldes daran hindert, sich entlang der Magnetfeldlinien aus der Falle herauswinden - wenn man ihre Bewegung auf die Art beschränkt - dann sollte es doch tatsächlich so aussehen, wie in der Animation gezeigt:

(INKEKTION)


Sobald die entsprechende Menge Plasma (jenachdem wie schnell man fliegen will) injiziert wurde, werden alle Kräfte innerhalb der Spule abgeschaltet.
Das Plasma breitet sich von einer (technischen) "Mitte" bis zur Spulenoberfläche (Verterium Kortenid) aus, und "legt" sich schön gleichmäßig um die Spule und letztlich um das Schiff.

Ich denke mir das so, daß es auch schon per Bauform der Spule(n) so "ausgeknobelt" wurde, daß die Subraumfelder die SO entstehen (also immer schön aus der "Mitte" heraus), das Schiff auch nur geradeaus fliegen lassen.....somit wäre es doch jetzt mal an der Zeit, entgegen dem Prinzip der "Penning-Falle", die Ionen (das Plasma) sich "entlang der Magnetfeldlinien aus der Falle herauswinden zu lassen"......so etwa:

Die elektrischen Eindämmungsfelder wurden entsprechend so justiert, daß das Plasma etwas weiter oben "gefangen" wurde.
Nun breitet sich das Plasma - nachdem wieder alle Kräfte in der Spule abgeschaltet wurden, nicht aus der technischen "Mitte" heraus aus, sondern etwas oberhalb. Ergo müßten die Ionen die Gondeloberfläche (Verterium Kortenid) OBEN eher berühren als unten bzw. entsprechend so "zeitversetzt", daß am Ende eine völlig neu geformte Subraumschicht entsteht:
eine Subraumschicht die oben etwas stärker (weiter) ausgedehnt ist als unten.
Wenn man nun in die fordere Spule das Plasma wie gezeigt, etwas oberhalb der technischen Mitte injiziert und das so bis zur letzten Spule vortsetzt, daß in der letzten Spule das Plasma unterhalb der technischen Mitte injiziert wird....also so....

......dann müßte die Gondel/das Schiff doch eigentlich die Horizontale verlassen und eben "nach oben" fliegen.

[McWire]

Ich habe mich wegen des Amnesie-Threads und Hades Bemerkung noch mal mit der Warpenergie auseinander gesetzt.

Aufgrund des Diagramms aus "Die Technik der USS Enterprise" habe ich eine empirische Formel für den Anstieg der relativen Energie pro Warpfaktor gefunden und daraus mal ein Diagramm gemacht (siehe Anhang zip-gepackte Excel-Tabelle oder PDF).

Wie man sieht, sinkt bis Warpfaktor 4 der relative Energiebetrag pro 1-fache Lichtgeschwindigkeit und steigt dann rasant an.

Am energieeffzientesten sind die Warpfaktoren 2-7, darum werden diese am häufigsten geflogen.

[bozano]

Naja man kann es so sehen, je kleiner die Warpblase ist, desto geringer ist das Raumvolumen, welches vom Antrieb verzerrt wird.

Die Verzerrungsstärke des Raumes hängt ja davon ab, wie groß die Warpfeldblase ist, wie stark der Raum durch die Blase komprimiert und wie lange diese Kompression zeitlich anhält.

Ist es nicht so, dass das ganze Raumschiff in der Warpblase sein muss? Dann nämlich würde die Gesammtgröße des Raumschiffes den Unterschied machen und nicht der Abstand der Gondeln zum Warpkern.

[McWire]

Ja muss sie, sonst wird das Raumschiff außeinander gerissen. Laut TNG:TM ist die Warpblase bei der Galaxy-Klasse etwa 1 km im Radius.