Warpantrieb

[Admiral Sisco]

Hi Ihr Linearen Sterblichen,

mal ne Frage kann mir einer von euch direkt beschreiben, wie der Warpantrieb Funktioniert. Aber dazu bitte gleich mit die Raum-Zeitkrümmung erklären.

Wäre auch nicht böse drüber wenn einer von euch mir Links geben könnte, wo ich bilder dazu finde.

[derDude]

Hallo!

Zur Funktion schaust Du bitte hier.

[Admiral Sisco]

Ok, jetzt weis ich, wie ein Warpantrieb funktioniert.

Jetzt brauch ich nur noch 2 was:

         - Erklärung, wie man eine Raum-Zeitkrümmung erzeugt

           und was da genau abläuft

         - Technische Bilder zu Warp und RZ-Krümmung

[T'Jara]

Na du verlangst sachen - der WARP Antrieb ist reine THEORIE! so schnell wird es den Menschen nicht möglich sein ihn einzusetzen - muss sich doch erst mal jemand dran machen Antimaterie zu beweisen!

Und wenn ich Einsteins Relativitätstheorie richtig verstanden habe, dann müsste ein Körper der schneller als Lichtgeschwindigkeit fliegt unendlich schwer werden - nun wie willst denn das noch fortbewegen?

[Admiral Sisco]

Antimaterie? Gibt es!

Neulich habe ich auf N24 einen bericht über Rakenantriebe gesehen wo forscher sagten das sie in der lage sind Antimaterie herzustellen, und das dies später für den Raumflug benutzt wird.

Noch so nebenbei (dummes N24 team) : In dem Bericht wurde die Enterprise-D gezeigt und unter Ihr haben die von N24 "aus Star Trek Voyager" hingeschrieben.

[derDude]

Und wenn ich Einsteins Relativitätstheorie richtig verstanden habe, dann müsste ein Körper der schneller als Lichtgeschwindigkeit fliegt unendlich schwer werden - nun wie willst denn das noch fortbewegen?

Na ja, fast! Du spielst sicher auf Einsteins Formel E=m*c² an.

Diese besagt das (im Bezug auf Geschwindigkeit), wenn sich ein Körper der Lichtgeschwindigkeit nähert, er an Masse zunimmt. Würde er Lichtgeschwindigkeit erreichen, wäre seine Masse unendlich groß. Ergo, ist Lichtgeschwindigkeit nur möglich, wenn die Masse des Körpers unendlich klein ist. (so wie die der Lichtteilchen)

Doch der Warpantrieb umgeht dieses Gesetzt in dem er einen Raum (das Warpfeld) um ein Schiff erzeug. Das Schiff ändert in Bezug auf diesen Raum nicht seine Geschwindigkeit (um mit Einsteins Worten zu sprechen, daß Schiff befindet sich relativ zu seinem Bezugsystem in Ruhe) Das Warpfeld (was eigentlich eine Raum-Zeit Krümmung ist) interagiert mit der normalen Raum-Zeit und beschleunigt es über die Lichtgeschwindigkeit hinaus. Also nicht das Schiff fliegt mit Lichtgeschwindigkeit, sondern der es umgebene Raum tut es.

wo forscher sagten das sie in der lage sind Antimaterie herzustellen,

Ja, das stimmt. Das kann man schon ein paar Jahre. Nur gibt es Grundsätzlich zwei Probleme:

• 1. Die Energie die zur Erzeugung der Antimaterie notwendig ist, ist um ein vielfaches höher als die Energie die man bei der Reaktion mit Materie gewinnen kann!
• 2. Antimaterie reagiert sofort mit der sie umgebene Materie. Somit kann man bis heute Antimaterie nicht Lagern, was zur Nutzung als Treibstoff für Raketen aber unbedingt notwendig wäre!

[StarTrekBestKnower]

der WARP Antrieb ist reine THEORIE! so schnell wird es den Menschen nicht möglich sein ihn einzusetzen - muss sich doch erst mal jemand dran machen Antimaterie zu beweisen!

Antimaterie reagiert sofort mit der sie umgebene Materie. Somit kann man bis heute Antimaterie nicht Lagern, was zur Nutzung als Treibstoff für Raketen aber unbedingt notwendig wäre!

warp ist eine theorie (alles ist ne theorie bevor es realisiert wird) aber es ist technisch bereits fast möglich... das einzige problem liegt in der energieaufbringung. dies kann man aber in form eines energie walles bewältigen, der die ausgestossene energie zum kern zurückleitet.

antimaterie KANN man lagern. ist ganz einfach: man gibt sie in ein vakuum unnd lässt sie in nem magnetfeld kreisen, dass sie nicht mit den stabilisatoren des vakuums in kontakt kommt

alles klar?  

[T'Jara]

Gut erklärt Dude - und ich hab's sogar verstanden!

Aber eine blöde Frage hätte ich noch - Antimaterie ist ja eigentlich nicht da - also wie kann ich sie herstellen bzw. nachweisen? Ist das so ähnlich wie mit der Quantentheorie - also das jedes Teil ein "Gegeteil" hat?

[StarTrekBestKnower]

antimaterie entsteht zB in der umgebung von schwarzen löchern, da die extreme gravitation die elektronegativität der einzelnen atombestandteilen umkehrt...

antimaterie ist einfach materie, nur mit umgekehrten spannungen der elektronen und neutronen (was auch immer)

[T'Jara]

Irgentwie kommt mir das bekannt vor, doch... also wie das mit der Quantentheorie oder ist sie das eigentlich. Physik hat mich immer so verwirrt!

[StarTrekBestKnower]

also: ein atom besteht aus neutronen, elektronen und protonen

materie:

neutronen = neutral

elektronen = negativ

protonen = positiv

antimaterie:

neutronen = neutral

elektronen = positiv

protonen = negativ

(bin mir jeztt nicht mehr ganz sicher, ob sich das jetzt nur vertauscht bei

e- => e+

p+ => p-

oder ob es MIT den neutronen kreist)

[StarShip]

Ich würde das ganze so abfassen:

Antimaterie gibt es, die braucht auch nicht weiter bewiesen werden. Dabei handelt es sich, wie bereits gesagt, um die jeweiligen Antiteilchen, die zwar die gleichen Massen aber die betragsmäßig gleiche Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen haben. Dazu kommt noch, dass der Eigendrehimpuls (Spin) ebenfalls entgegengesetzt ist, und dadurch unterscheiden sich auch die Anti-Neutronen. Das entscheidende Problem beim Warp-Antrieb ist, daß es nicht möglich ist, genügend Antimaterie zu anihilieren.

Zum Warpantrieb: Die Raumschiffe bewegen sich keineswegs mit Licht- oder gar Überlichtgeschwindigkeit. Wie auch  bereits gesagt wurde, ist dies nach Einsteins spezieller Relativitätstheorie für Körper mit träger Masse nicht möglich (relativistische Massenzunahme). Genauer gesagt ruhen die Raumschiffe bei der Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit. Klingt widersprüchlich, ist aber so. Es kommt nämlich auf das Bezugssystem an (RELATIVitätstheorie !). Die Warpgondeln erzeugen durch hohe Energien (und dazu wird natürlich die Antimaterie benötigt) eine Krümmung der Raumzeit (alllg. Relativitätstheorie). Der Raum hinter dem Raumschiff wird kontrahiert, während der Raum vor dem Schiff divergiert wird. Dadurch befindet sich das Raumschiff in einer "Warpblase", also eine Art Unterraum des innertiellen Raums. Im Bezug auf diesen Unterraum bewegt sich das Raumschiff nicht. Die Warpblase kann nun durch die komplexe Raumgeometrie auch mit mehr als Lichtgeschwindigkeit durchdringen, da es sich dabei lediglich um eine Impulsübertragung eines System geht, das keine träge Masse hat. Um das im Detail genau zu verstehen, wären einige Semester theoretische Physik und ein gutes Verständnis von Riemann-Geometrie und Tensoranalysis nötig. Der Warp-Antrieb ist vom Prinzip her auch nicht erst durch StarTrek erfunden worden, diese Überlegungen gab es schon vorher.

[Roadrunner]

Der Warp-Antrieb ist vom Prinzip her auch nicht erst durch StarTrek erfunden worden, diese Überlegungen gab es schon vorher.

Das stimmt allerdings - aber man sollte Roddenberry deshalb umso dankbarer sein, dass er nicht einfach ne Rakete auf ein Fantasieschiff gedübelt hat, sondern sich damals bei Industrie, NASA etc. informiert hat und dieses Schiff (also die 1701) nach dem besten Infos der damaligen Zeit "konstruiert" hat...

[StarTrekBestKnower]

add: mir fällt grad ein, was ich in stephen hawking's "das universum in der nussschale" erfasst habe:

es müssen mindestens 90% des raums aus antimaterie bzw. dunkler materie bestehen, weil sonst das universum nicht schwaz sein kann

weiters: das universum kann nicht unendlich sein, weil sonst der gesamte himmel von sternen übersäät sein müsste (dann stellt sicher allerdings das gegenargument: das licht könnte noch nicht bei uns sein )

[Ich, Q]

es müssen mindestens 90% des raums aus antimaterie bzw. dunkler materie bestehen, weil sonst das universum nicht schwaz sein kann

90% sind Dunkle Materie, was eine dritte Materie, neben der Materie und der Antimaterie ist...

weiters: das universum kann nicht unendlich sein, weil sonst der gesamte himmel von sternen übersäät sein müsste

Seit der Urknall bewissen ist, kann dies auch unmöglich sein. Das Universum hat sich ja nicht innerhalb von einer Sekunde Unendlich weit Ausgebreitet.

Theoretisch müsste es einen Durchmesser von 30.000.000.000 Lichtjahre haben (Allgemeine Raumkrümmung von Planeten und Sonnen und sonstigem nicht berücksichtigt).

Das Universum ist schätzungsweiße 15.000.000.000 Jahre alt. Und da Materie nicht schneller fliegen kann wie das Licht, müsste das Universum einen Durchmesser von 30.000.000.000 Lichtjahren haben (weiß jemand etwas genaueres dazu? Das habe ich mir nur so zusammengereimt).

[StarShip]

weiters: das universum kann nicht unendlich sein, weil sonst der gesamte himmel von sternen übersäät sein müsste (dann stellt sicher allerdings das gegenargument: das licht könnte noch nicht bei uns sein )

Das ist richtig. Der erste, der das dokumentierte, war paradoxerweise ein Mediziner aus der Nähe von Bremen der auf den Namen Oelbers hört (übrigens ein Zeitgenosse von Gauss). Demnach ist diese Theorie auch als "Oelber'sches Paradoxon" bekannt.

[StarShip]

Seit der Urknall bewissen ist, kann dies auch unmöglich sein. Das Universum hat sich ja nicht innerhalb von einer Sekunde Unendlich weit Ausgebreitet.

Theoretisch müsste es einen Durchmesser von 30.000.000.000 Lichtjahre haben (Allgemeine Raumkrümmung von Planeten und Sonnen und sonstigem nicht berücksichtigt).

Das Universum ist schätzungsweiße 15.000.000.000 Jahre alt. Und da Materie nicht schneller fliegen kann wie das Licht, müsste das Universum einen Durchmesser von 30.000.000.000 Lichtjahren haben (weiß jemand etwas genaueres dazu? Das habe ich mir nur so zusammengereimt).

Da muß ich was richtigstellen: Der Urknall ist in keinster weise bewiesen. Es ist nur die Theorie, die die beobachteten Phänomene, insbesondere die Hubble-Expansion, am besten erklärt. Und eine Theorie gilt so lange als richtig, bis sie eindeutig widerlegt wird. Und das ist bei der Urknalltheorie bisher nicht gelungen, auch wenn es viele Zweifler gibt.

Ich weiß nicht, woher Du die Zahl 30.000.000.000 LY hast. Aus Beobachtungsdaten des InfraRot Hintergrunds des gesammten Kosmoss (ISO-Survey) konnte man die "Abkühlung" des Kosmos nach dem Urknall bestimmen (leider nur unter Annahmen éiniger Parameter). Demnach kommt man auf ein Alter des Universums zwischen 12.000.000.000 LY und 15.000.000.000 LY. In dem Zusammenhang ist mir nict klar, wo die Zahl 30.000.000.000 LY herkommt.

[Ich, Q]

Ich weiß nicht, woher Du die Zahl 30.000.000.000 LY hast. Aus Beobachtungsdaten des InfraRot Hintergrunds des gesammten Kosmoss (ISO-Survey) konnte man die "Abkühlung" des Kosmos nach dem Urknall bestimmen (leider nur unter Annahmen éiniger Parameter). Demnach kommt man auf ein Alter des Universums zwischen 12.000.000.000 LY und 15.000.000.000 LY. In dem Zusammenhang ist mir nict klar, wo die Zahl 30.000.000.000 LY herkommt.

Nehmen wir die 15.000.000.000 Jahre. Ich nehme mal an, dass das Universum sich in allen Richtungen verbreitet. Also hat es sich bis jetzt 15.000.000.000 LY in die eine Richtung verbreitet, und 15.000.000.000 LY in die endgehgebgesetzte Richtung, und nach oben und unten, und überall. 15.000.000.000 LY + 15.000.000.000 LY = 30.000.000.000 LY (bzw. bei 12.000.000.000 Jahren, wären es dann 24.000.000.000 LY). Außer, das Universum dehnt sich nur in eine Richtung aus, dann wäre es nur 15.000.000.000 LY.

(wir gehen jetzt mal nur von der Urknall Theorie aus)´

Ich wurde es begrüßen, wenn du mich (eventuell) eines Besseren belerne könntest

[Roadrunner]

Also man hat schon Licht aufgefasst, dass 14 Mrd. Jahre alt ist - das Universums soll 15 Mrd. Jahre alt sein. Es fehlt somit nur noch die letzte Mrd. um an den Anfang zu gucken - aber das wird so schnell nicht möglich sein. Fragt mich jetzt bitte nicht nach dem physikalischen Hintergrund - diese drei Sätze sind die Essenz einer Quarks und Co Sendung    und alles, was ich davon noch weiß.

[StarShip]

Das mit der räumlichen Ausdehnung des Kosmos ist so eine Sache. Man kann nicht davon ausgehen, dass wir im Zentrum des Geschehens sind. Es ist eher davon auszugehen, dass jeder Punkt im Zentrum ist, da es kein ausgezeichnetes Zentrum gibt. Der limitierende Faktor ist und bleibt die Laufzeit des Lichts. Man hat demnach immer auch noch wenigstens die 4. Dimension (Zeit) bei der Rechnung mit einzubeziehen. Minkowski hat das Gebilde damals 4er-Vektor genannt (3 Raumkkordinaten x,y,z und t). Man darf also dir räumliche Ausdehnung des Kosmos nicht 3-dimensional auffassen. Die Beobachtung der Ausdehnung 15.000.000.000 LY ist IMMER relativ zum Beobachter zu verstehen.

Was die Berechnung der Entfernung kosmologischer Größenordnungen angeht: Um diese zu Bestimmen, bedient man sich der Rotverschiebung und der Hubble-Relation. Diese besagt, dass die Entfernung eines Objekts proportional zu seiner Geschwindigkeit ist, mit der es sich von uns entfernt. Diese Geschwindigkeit kann man aus der Dopplerverschiebung im beobachteten Spektrum gewinnen. Die Proportionalitätskonstannte der Hubble-Beziehung ist die Hubble-Konstannte.Diese zu bestimen ist sehr kompliziert und setzt voraus, dass zuvor notwendige Entfernungsmessungen (z.B. basierend auf der Beobachtung von Cepheiden) exakt sind. Diese Methoden wurden nun im Laufe der vergangenen Jahrzehnte immer besser, so dass die Hubble-Konstannte immer wieder neu bestimmt wurde. Der derzeit aktuelleste Wert ist meines Wissens nach H0 ≈ 71 (+/- 6) km/s/Mpc und ist durch das H0-Key Project mit dem Hubble-Space-Telescope ermittelt worden. Demnach soll das Úniversum eine Ausdehnung von ca. 12.000.000.000 LY haben.

[Ich, Q]

Ich habe zwar jetzt nicht alles 100% verstanden, aber genug um mir ein Bild zu machen... (oder um zu verstehen, dass die Theorie mit den 30.000.000.000 LY bzw. 24.000.000.000 LY, falsch ist).

Danke...

[StarTrekBestKnower]

hört sich blöd an, aber ich wills trotzdem wissen:

weiss jemand, warum die unschärferelation die unschärferelation ist? (nicht wegen dem namen sondern wegen der besonderheiten)

oder wisst ihr das gar nicht ?

[Tolayon]

Ich glaub' die besagt dass man nicht gleichzeitig Ort und Geschwindigkeit eiens Elementarteilchens bestimmen kann, sondern nur eins von beiden...

[StarTrekBestKnower]

definition:

unschärferelation nach (irgendwer):

Impuls (geschwindigkeits) - Positionsunschärferelation:

je genauer man zu einem zeitpunkt die position eines teilchens (objekt) weiss/berechnet, desto ungenauer kann man seine aktuelle geschwindigkeit (im selben zeitpunkt) feststellen und umgekehrt

Energie - Zeitunschärferelation:

je genauer man die energie eines objektes zu einem bestimmten zeitpunkt feststellen kann, desto ungenauer kann man dessen Zeit (wie das gemeint ist weiss ich auch nicht genau, irgendwas mit zeitraum) feststellen (im selben augenblick) und umgekehrt

[StarShip]

Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt, dass der Ort und der Impuls eines Teilchens nie exakt bestimmbar sind. Mißt man den Ort sehr genau, ist der Impuls umso ungenauer. Das Produkt aus dem Schwankungsquadrat des Ortes und des Impulses ist immer größer gleich h-quer/4, wobei h-quer eine Konstante (Plancksches Wirkungsquantum) dividiert durch 2pi ist.