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Thema: Raumfahrt: Mit Solitonen zu Überlichtgeschwindigkeit?

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  1. #1

    Standard Raumfahrt: Mit Solitonen zu Überlichtgeschwindigkeit?

    Die Lichtgeschwindigkeit stellt in der Raumfahrt eine bislang unüberwindbare Hürde dar. Antriebe, die in Science-Fiction-Filmen schnelle Reisen in weit entfernte Regionen der Galaxie erlauben, lassen sich höchstens theoretisch realisieren. Nun hat ein Wissenschaftler einen Ansatz vorgeschlagen, der ihm technisch machbarer erscheint. Noch erfordert er allerdings riesige Energiemengen. (15. März 2021)

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  2. #2
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    Also ganz ehrlich: zuerst dachte ich an einen verfrühten Aprilscherz - die Allgemeine Relativitätstheorie aushebeln? Der gute alte Onkel Albert müßte ja im Grab rotieren. Doch zahlreiche Fundstellen nach Recherche im Netz erschütterten diese Erstmeinung - trotz meiner beschränkten Physikkenntnisse, ich bin schließlich kein Wissenschaftler, sondern nur Astronomie- und SciFi-Fan. Der mich am meisten beeindruckende Satz aber war, " ... dass es nicht zu den Komplikationen des sogenannten "Zwillingsparadoxons" kommen würde." Also Bewegung mit v>c unter Beibehaltung der Eigenzeit? Das würde genau in eine SciFi-Geschichte passen, an der ich gerade arbeite! Aber hauptsächlich wegen diesem Punkt bleiben letzte Zweifel. Vielleicht gibt es ja den einen oder anderen Fachmann, der (in auch für Laien verständlicher Form) dazu etwas kommentieren kann?

  3. #3
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    Standard

    Hallo kuhnibert,

    mit v>c soll man in der Zeit zurück reisen können. Beim Zwillingsparadoxon macht der von der Erde wegfliegende Zwilling Zeit gut - reist also in die Zukunft. Auf dem Rückweg reist er in der Zeit zurück und kommt genauso alt auf der Erde an, wie sein Zwilliingsbruder zu diesem Zeitpunkt ist. Das wären soweit meine naiven Vorstellungen.

    Ob diese zutreffend sind bzw. sich das Vorhaben v>c wirklich realisieren lässt, bleiben Fragezeichen. Glauben würde ich es ohnehin erst, wenn wirklich geschehen - also bewiesen ist. Ich habe schon zu viele derartige Ankündigungen gesehen.

    Gruß, Astrofreund
    "Organisation ist die Kunst, andere für sich arbeiten zu lassen. Überorganisation ist die Kunst, andere von der Arbeit abzuhalten."
    Jonathan Zenneck (1871 - 1959, Funkpionier und Miterfinder der Kathodenstrahlröhre)

  4. #4
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    Standard

    Zitat Zitat von astrofreund Beitrag anzeigen
    Auf dem Rückweg reist er in der Zeit zurück und kommt genauso alt auf der Erde an, wie sein Zwilliingsbruder zu diesem Zeitpunkt ist. Das wären soweit meine naiven Vorstellungen.
    Die Erklärung geht hier etwas anders:

    Der Gang von Uhren ist nicht nur vom Bewegungszustand, sondern auch vom jeweiligen Gravitationspotential abhängig.

    Beim Warp-Antrieb spielen beide Effekte eine wichtige Rolle und bei der hier vorgestellten Soliton-Lösung heben sich beide Effekte für den Raumfahrer anscheinend geschickt aus, so dass theoretisch keine oder nur eine ganz kleine Zeitdilatation, d.h. Zeitverschiebung entsteht.
    Freundliche Grüße, B.

  5. #5
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    Standard

    Hallo kuhnibert,

    Zitat Zitat von kuhnibert Beitrag anzeigen
    die Allgemeine Relativitätstheorie aushebeln?
    es steht doch im Artikel, dass es eben darum NICHT geht. Das Besondere an der Arbeit ist ja gerade die Verträglichkeit mit der ART und dem Fehlen von exotischen Energiequellen. Sonst gäbe es den Artikel hier gar nicht .
    Freundliche Grüße, B.

  6. #6
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    das hängt dann wohl mit den "unerforschten Soliton-Konfigurationen", "shift vector-Komponenten der Raum-Zeit-Metrik" und deren "hyperbolischen Beziehung" zusammen? Wie gesagt, ich bin physikalischer Laie und kann mit diesen Begriffen rein gar nix anfangen. Ich war nur immer der Meinung, dass die ART jede Geschwindigkeit >c selbst für die Übermittlung von Information, geschweige denn Materie ausschließt ...??

  7. #7
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    Zitat Zitat von kuhnibert Beitrag anzeigen
    Ich war nur immer der Meinung, dass die ART jede Geschwindigkeit >c selbst für die Übermittlung von Information, geschweige denn Materie ausschließt ...??
    Sorry. Ich kann es anschaulich leider auch nicht gut erklären und versuche da eher die Mathematik zu verstehen.

    Vielleicht hilft ja dieser WP-Artikel noch etwas weiter: https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive

    Etwas in dieser Art bildet das Thema des Artikels.
    Freundliche Grüße, B.

  8. #8
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    Habt ihr schon mal ein Tischtuch oder ein Bettleinen so geschüttelt, dass nur eine einzelne Welle darüber läuft? Das ist ein Soliton: eine Wellental-Wellenberg-Kombination, die in kompakter Form über das Medium läuft, ohne zu zerfallen.

    Genauso, schlägt das Paper vor, könnte auch der Warp-Antrieb funktionieren: anstatt zu versuchen, den Raum vor bzw. hinter dem Raumschiff mit positiven / negativen Massen zu krümmen, erzeugt man nur ein Raumzeit-Soliton, das sich dann durch die Raumzeit fortbewegt (da das ganze in 3D wäre, wäre das Raumzeit-Soliton kugelförmig). Die Geschwindigkeit dieses Solitons kann - rein theoretisch zumindest - beliebig hoch sein, auch >c, denn die Geschwindigkeit, mit der sich Raum ausdehnen / stauchen lässt, ist nicht von c limitiert. Theoretisch lässt sich auch die Raumzeit-Geometrie des Solitons so gestalten, dass es im Inneren eine "flache" Raumzeit gibt, ohne Verzerrungseffekte. Das heisst, wenn das Raumschiff in 5 Tagen (auf der Erde gemessen) nach Alpha Centauri fliegt, vergehen auch im Raumschiff drin 5 Tage.

    Das alles ist zur Zeit rein theoretisch, aber interessant. So braucht die Methode der Erzeugung des Solitons eine gewaltige Energiemenge, und das Soliton muss stets auch unabhängig von seiner Erzeugung auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt werden.

    Beim Zwillingsparadoxon macht der von der Erde wegfliegende Zwilling Zeit gut - reist also in die Zukunft. Auf dem Rückweg reist er in der Zeit zurück und kommt genauso alt auf der Erde an, wie sein Zwilliingsbruder zu diesem Zeitpunkt ist. Das wären soweit meine naiven Vorstellungen.
    Das Zwillingsparadoxon besagt, dass der Zwilling, der vom anderen wegbeschleunigt (nennen wir ihn A), bremst, umkehrt, zurück beschleunigt und wieder bremst, um bei zurückgebliebenen Zwilling (B) wieder zur Ruhe zu kommen, weniger stark gealtert ist als B. Das ist nicht besonders paradox, sondern hängt davon ab, dass "bewegte Uhren langsamer gehen". Paradox wird es nur dann, wenn man sich in Erinnerung ruft, dass die Relativitätstheorie ja eben gerade keinen fixierten Hintergrund festlegt, relativ zu dem man (zumindest auf den ersten Blick, vermeintlich) sagen könnte, welcher der beiden Zwillinge langsamer altern muss. Denn aus der Sicht von A könnte man ja auch sagen, dass B von ihm wegbeschleunigt, umkehrt und wieder bremst. Die Lösung des Paradoxons liegt darin, dass nur A (insgesamt vier) Beschleunigungen verspürt, was die Gleichberechtigung der beiden Betrachtungsweisen aufhebt. Würde nämlich A von B wegbeschleunigen und wieder bremsen, worauf B ihm folgt, dann wären beide bei ihrem Wiedersehen wieder gleich alt - sie haben nun ja auch die gleiche Beschleunigungs-Geschichte!

    Ich war nur immer der Meinung, dass die ART jede Geschwindigkeit >c selbst für die Übermittlung von Information, geschweige denn Materie ausschließt ...??
    Materie oder Information kann sich gemäss ART nicht mit v > c *durch* den Raum ausdehnen. Der Raum selbst ist aber - zumindest theoretisch - keiner solchen Beschränkung unterworfen, und könnte deshalb benutzt werden, um mit v > c zu kommunizieren oder Materie zu verschicken. Eine praktische Beschränkung auf v ~ c ergibt sich aber z.B. bei Gravitationswellen trotzdem, weil es keinen Prozess innerhalb der Raumzeit gibt, der diese Wellen auf v > c beschleunigen könnte. Es ist zu vermuten, dass es auch mit technischen Möglichkeiten schwierig bis unmöglich ist, ein Soliton (oder eine andere passende Raumzeit-Konfiguration) auf v > c zu beschleunigen.
    Geändert von Bynaus (17.03.2021 um 00:02 Uhr)
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  9. #9
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    Standard

    ja, danke, das ist durchaus hilfreich; den Versuch, "die Mathematik dahinter zu verstehen", hab ich als wissenschaftlicher Laie allerdings aufgegeben ... ;-)

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