Warpgeschwindigkeit

[Hazard]

Danke.

1. Bewirkt die Krümmung der Raumzeit die Kontraktion und Expansion?

2. Wenn ja, weshalb muß man dann eine Formel benutzen, statt die Krümmung manuell einzugeben, also Werte, statt Variablen? So in etwa habe ich mir nämlich die Quick & Dirty Methode gedacht.

EDIT:

Damit 2. etwas verständlicher wird, wobei die Bedingung weiterhin ist, dass 1. bejaht werden muss.

Aus der Alcubierre Metrik geht doch hervor, wie die Raumzeit gekrümmt sein muß, damit Kontraktion/Expansion statt findet. Wenn das Bild, das ich fälschlicherweise als Metrik bezeichnet habe, den lokalen Expansionsfaktor* zeigt und dieser aus der Metrik ableitbar ist, so muß man die Werte, die die Alcubierre Metrik ergibt, dahin manuell ändern, dass der ungewünschte Teil der Raumzeitkrümmung neutralisiert wird. Zur Kontrolle der Werte leitet man dann den lokalen Expansionsfaktor* aus den so gewonnen Werten ab und sieht dadurch, ob der lokale Expansionsfaktor* das gewünschte Ergebnis liefert.

* Du schriebst lokaler Expansionsfaktor des Raums. Bezeichnet man Expansion/Kontraktion stets als lokaler Expansionsfaktor des Raums in diesem Zusammenhang?

[Agent Scullie]

Danke.

1. Bewirkt die Krümmung der Raumzeit die Kontraktion und Expansion?

ja.

2. Wenn ja, weshalb muß man dann eine Formel benutzen, statt die Krümmung manuell einzugeben, also Werte, statt Variablen?

Du meinst, die Komponenten des Kümmungstensors direkt anzugeben, statt sie aus der Metrik zu berechnen? Hm, man könnte mal folgendes machen: für den einen der beiden Bereiche, also entweder den mit expandierendem oder den mit kontrahierendem Raum, die aus der Alcubierre-Metrik folgenden Komponenten des Krümmungstensors einsetzen und für den anderen Bereich alle Komponenten auf null setzen. So etwas müsste eigentlich klappen, werde ich bei Gelegenheit mal durchrechnen. Wird aber ein bisschen dauern, da der Krümmungstensor ein sehr kompliziertes Gebilde ist.

So in etwa habe ich mir nämlich die Quick & Dirty Methode gedacht.

Diese Methode ist eher Slow & Dirty

* Du schriebst lokaler Expansionsfaktor des Raums. Bezeichnet man Expansion/Kontraktion stets als lokaler Expansionsfaktor des Raums in diesem Zusammenhang?

Nein, die Expansion/Kontraktion bezeichnet man selbst nicht als Expansionsfaktor. Man beschreibt sie nur durch einen solchen. Wenn die Expansion/Kontraktion überall gleich ist, wie man in kosmologischen Lösungen üblicherweise annimmt, spricht man auch nicht von einem lokalen Expansionsfaktor, sondern einfach von einem Expansionsfaktor.

Edit: offenbar geht die Rechnung doch etwas einfacher. Statt mit dem Krümmungstensor kann man nämlich auch direkt mit dem Einstein-Tensor auf die beschriebene Weise verfahren. Dieser leitet sich aus dem Krümmungstensor ab und steht auf der linken Seite der ART-Feldgleichungen. Das Ergebnis ist dann, dass in dem Bereich des expandierenden/kontrahierenden Raumes, den man beibehalten will, die Energieverteilung genauso ist wie bei der vollen Alcubierre-Metrik, nur im anderen Teil ist sie null. Insbesondere bleibt die Energiedichte negativ. Wenn man also nur den Bereich des expandierenden Raumes hinter dem Schiff hat, dann reicht der Bereich der negativen Energiedichte einfach nur weniger weit nach. Hat man umgekehrt nur den Bereich des kontrahierenden Raumes vor dem Schiff, dann reicht der Bereich der negativen Energiedichte weniger weit nach hinten.

[Hazard]

Danke für die Mühe.

Ich würde gerne deine Meinung zu diesem Ergebnis erfahren, also dass die Kontraktion und Expansion auch für sich alleine gesehen eine negative Energiedichte zur Folge haben.

[Agent Scullie]

Ich würde gerne deine Meinung zu diesem Ergebnis erfahren, also dass die Kontraktion und Expansion auch für sich alleine gesehen eine negative Energiedichte zur Folge haben.

Eigentlich habe ich dazu keine Meinung. Was für eine Art von Meinung hättest du denn erwartet, dass ich sie habe?

[Hazard]

Gibt es einen Unterschied zwischen den Raumzeitkrümmungen, die Expansion und Kontraktion zur Folge haben und wenn ja, was ist die Ähnlichkeit zwischen den Raumzeitkrümmungen, die Expansion und Kontraktion zur Folge haben, die die negative Energiedichte zur Folge hat?

[Agent Scullie]

Gibt es einen Unterschied zwischen den Raumzeitkrümmungen, die Expansion und Kontraktion zur Folge haben

Die Komponenten des Krümmungstensor sind im Bereich der Expansion nicht alle genauso wie im Bereich der Kontraktion, die Krümmungen sind also unterschiedlich, ja.

und wenn ja, was ist die Ähnlichkeit zwischen den Raumzeitkrümmungen, die Expansion und Kontraktion zur Folge haben, die die negative Energiedichte zur Folge hat?

Auffällig bei der Alcubierre-Metrik ist zunächst einmal, dass in die negative Energiedichte die Quadrate der Änderungen der Warpblasen-Formfunktion in den beiden Richtungen senkrecht zur Fortbewegungsrichtung der Warpblase eingehen. Man könnte also sagen, dass für die negative Energiedichte maßgeblich ist, dass die Expansion/Kontraktion nur in einer Richtung stattfindet (nur in Fortbewegungsrichtung, nicht aber senkrecht dazu) und überdies ungleichmäßig ist, d.h. nicht überall gleich stark. Kurz: die Expansion/Kontraktion anisotrop und inhomogen ist.

Ob daraus aber folgt, dass jede anisotrope und inhomogene Expansion/Kontraktion in der ART stets auf eine negative Energiedichte führt, das lässt sich daraus nicht ersehen. Eine Untersuchung, ob das allgemein so gültig ist, dürfte sehr aufwendig sein.

[Hazard]

Eine Untersuchung, [...] , dürfte sehr aufwendig sein.

Ich sehe das Problem darin, dass wenn die Energieverteilung die Ursache ist, man erst eine Wirkung erfinden muß, um die Ursache untersuchen zu können.

[Thomas W. Riker]

Eben lief auf Tele 5 wieder Enterprise

Die NX-01 hat Warp 4,5.
Dazu gab es ein paar Zeit/Wegangaben:
-Zum Neptun und zurück (~ 60 AU) in 6 Minuten:
Die entspricht 1 AU in 6 sec/ knapp 25 Miokm in 1sec oder 83c

-30 miokm/s: ~ 100c

- Erde - Q'onoS 4 Tage hin und zurück:
Bei 100c wäre die Distanz schlappe 400 Lichttage
Damit wäre der klingonische Heimatplanet in der Oortschen Wolke
Zudem würde die NX-01 während des Fluges nur von Warp 4,3 auf 4,4 gebracht.



Dazu kommt, dass die NX-01 bis zum Jupiter nur mit Impulsgeschwindigkeit (0,25c ?) fliegt.
Hm 5 AU, 750 miokm sind 2500 Lichtsekunden oder 41 min, 40sec hin und ebenso zurück, macht 83min 20 sec : 0,25 macht 5h 33min 20sec.
6 Minuten klappt also nicht!

[TRI´Lo´N_NX]

.. na wenn der Warpantrieb nicht die Lösung ist .. dann vielleicht mit den Hyperraumsprungtoren wie in Babylon 5 aber im Augenblick fehlen uns einfach echte theoretische Lösungsansätze für das Problem ...

[Hades]

Ist doch nun ein altbekanntes Problem das die Autoren nie n Taschenrechner zur Hand nehmen und wild irgend welche Zeiten angeben die zur Handlung passen. Man will ja schnell von Handlungsort zu Ort kommen aber die Galaxie groß und unerforscht lassen.

Erklären kann man das bloß wieder in dem man wieder irgend was ausrechnet, fürs freie All höhere Geschwindigkeiten annimmt undundund.

[Sternengucker]

Eben lief auf Tele 5 wieder Enterprise

Die NX-01 hat Warp 4,5.
Dazu gab es ein paar Zeit/Wegangaben:
-Zum Neptun und zurück (~ 60 AU) in 6 Minuten:
Die entspricht 1 AU in 6 sec/ knapp 25 Miokm in 1sec oder 83c,8

Was an sich ja schon ausserhalb der Spezifikation steht, da ENT ja eher die TOS Skala verwenden sollte mit ihren "bloss" quadratischen Inkrementen, also 4= 16 und 5= 25 fache Lichtgeschwindigkeit...

Dazu kommt, dass die NX-01 bis zum Jupiter nur mit Impulsgeschwindigkeit (0,25c ?) fliegt.

Interessanterweise gibt es keine canonische Angabe zur Impulsgeschwindigkeit, der Wert mit maximal 1/4 der Lichtgeschwindigkeit müsste aus dem TNG Technical Manual stammen und damit ist er so belastbar wie nasses Toilettenpapier...
Physische Grenzen wie "man kann nicht höher beschleunigen als es 100% Umsetzung der Schiffsmasse in Treibstoff erlauben würde" mal aussen vorgelassen gibt es kein Limit für mögliche Impulsgeschwindigkeiten und zu ENT/Erd-Sternenflottenzeiten mag es einfach noch keine Standardisierung gegeben haben, voller Impuls bezeichnet also nicht die "Höchstgeschwindigkeit" sondern so etwas wie 100% Beschleunigung nach Antriebsspezifikation...

Selbst damit wird es zwar nicht klappen die vorgegebenen Zeiten einzuhalten, weil sie ja erstmal von 0 beschleunigen müssten und es da bis zum Jupiter wahrscheinlich nicht einfach werden wird auch nur 0,25C zu erreichen mit realistischen Antriebswerten, aber darüber zu philosophieren wird uns einer Antwort jenseits von "es war ein unglaublich dummer Drehbuchautor" auch nicht näher bringen

btw... du kannst natürlich auch nicht sagen dass sie vier Tage Flugzeit haben, aber die sechzig Sekunden On Screen Time beweisen was ihre Höchstgeschwindigkeit gewesen sein soll Niemand kann theoretisch ausschließen dass Sternenflottenprotokoll vorsieht in der Nachtschicht alle nicht unbedingt missionswichtigen Verbraucher auszuschalten und mit dem gewonnenen Strom auf Warp 4,7 zu gehen wenn es die äußeren Umstände (Nebel und so) zulassen... Es gibt nur eben auch überhaupt keinen canonischen Beweis, dass es so gewesen wäre, nur die intellektuelle Möglichkeit dass hier Dinge nicht vor unseren Augen stattgefunden haben, die am Widerspruch geringfügig mildernd tätig wurden...

[Hades]

Bei diesen 1/4 c für max Impuls war eigentlich die Rede davon dass das eine Begrenzung ist um schwereren Relativistischen Effekten vorzubeugen. Kann ja auch sein, dass man da zu ENT Zeit keine höhere Wichtigkeit zu ordnen und mehr Gas geben

Aber wie bei der Unart mit den Warp "Geschwindigkeiten" um Spielraum mit den Reisezeiten zu haben die dem Durchschnitts-Zuschauer nicht gleich auffallen sollen)

[Sternengucker]

Bloß dass "schwere" relativistische Effekte die einen wirklichen Einfluss auf Personal und Material haben könnten wohl erst weit über 0,5 c greifen, die Grenze ist also mal wieder sehr beliebig und steht argumentativ auf wackeligen Beinen.
Nun wenn es darum ginge, die Stressbelastung durch Subraumfelder (ist ja eine beliebte Theorie dass man auch die hohen Sublichtbeschleunigungen und Geschwindigkeiten nur halten kann, weil das Schiff in eine Art Proto Warp Feld gehüllt wird, das Trägheit, Masse und was sonst noch so an störenden Stöcken von Newton's Physik in die Beine von Einsteins Gleichungen geworfen werden könnte deutlich wenngleich nicht quantifiziert reduzieren helfen kann.... Also auf deutsch: Möglich ist es aber niemand hat sich je drauf festgelegt was da jetzt läuft und wie stark oder schwach es helfen könnte ST Reisen möglich zu machen. Nachrechnen ist also nicht.

[Hades]

Ja wenn man sich manches Anguckt steht vieles auf Wackligen Beinen. In wie fern das "Subraum-Spritspar-Tuning" Feld die Effekte aufhebt hab ich auch noch nicht mit bekommen, ich kenne das als Argument um überhaupt hohe 0,x c erreichen zu können weil für Newtonsche Gesetze zu viel Treibstoff notwenig wären.

[Sternengucker]

Um es mit Volker Pispers zu sagen "Noch einmal Zündschlüssel umdrehen und dann ist es rum", auch die Warpphysik ist zwar eine legitime Möglichkeit "c" zu umgehen, das heisst FTL Reisen zu ermöglichen, aber die in ST angedachten Geschwindigkeiten würden IIRC erfordern dass man ganze Sonnensysteme verheizt während man von einem zum anderen fliegt nur um die Krümmung bewirken zu können...

So ein wenig hat man das ganze ja mit den Ramscoops (also den roten "kappen" vorne auf den Warpgondeln) schon auszugleichen versucht, alles was nicht klinisch sauberer Leerraum ist liefert zumindest noch Bruchteile des Sprites nach den man zum Durchfliegen verbraucht hat und die Idee mit der Antimaterie ist ja auch eine der energiereichsten Möglichkeiten einen Reaktor zu betreiben, wirklich aufgehen tut die Rechnerei aber doch nicht wenn es plötzlich um Geschwindigkeiten von 1000C und höher geht... Zumal der Warpantrieb ja auch nicht verlustfrei zu arbeiten scheint (Tschernenkow-Strahlung also das Blaue Leuchten wenn man zu Warp springt )


Ehhh wie viel Treibstoff man braucht um 0,x c zu erreichen ist dabei durchaus variabel... je schneller man hin will umso mehr verbläst man auch. Wenn man es ganz langsam mit einem Ionenantrieb oder sowas angehen will, kann man in ein paar hundert Jahren sicher auch relativistische Geschwindigkeiten erreichen, ein von Null auf 30.000 km/s in 28 Sekunden Sprint wird aber ein vielfaches an "Stützmasse" bzw Reaktorladung verbrauchen.

Oh und ein anderer Grund für eine Subraum-Aufladung könnte auch sein, dass bei einem Reaktionsantrieb irgendwann der Vortrieb erzeugende Gasausstoß selbst kritische Geschwindigkeiten erreicht, also sowas passiert wie beim Hubschrauber wenn die Rotorblattspitzen die Schallmauer durchbrechen (da reisst auch der Auftrieb ab und es kommt zu Problemen), ein klein wenig übergelagerte Energie zum Anschubsen und man könnte die abflauende Zone an Schubstrahlgeschwindigkeit evtl vermeiden bzw überspringen?