Interstellare Reisen durchs Weltall: „Nicht die Bewegung des Raumschiffs in der Raumzeit, sondern die Bewegung der Raumzeit selbst!“

Screenshot vimeo.com Screenshot vimeo.com

… es ist Zeit für etwas ganz Neues: nicht die Bewegung des Raumschiffs in der Raumzeit, sondern die Bewegung der Raumzeit selbst! Das erlaubt nicht nur überlichtschnelle Antriebe, sondern auch eine Revolution der Kommunikationssysteme.“ – Statt Raumschiffe durchs All zu schicken, soll also einfach die Raumzeit verändert werden. Diese Worte hat kein Sciencefiction-Autor, sondern der Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden geschrieben.

„Nicht die Bewegung des Raumschiffs in der Raumzeit, sondern die Bewegung der Raumzeit selbst!“

Das Zeitalter für Interstellare Reisen durchs Weltall hat demnach also begonnen. Außerirdische bereisen also fremde Sternensysteme: Nur dass die Menschheit selbst – nach der allgemeinen Definition – die Außerirdischen seien sollen.

„Wann könnte die Menschheit erstmals eine Mission zu einem anderen Sternensystem starten?“

>>Der Standard<<

„Interstellare Reisen frühestens ab 2200 möglich – Wann könnte die Menschheit erstmals eine Mission zu einem anderen Sternensystem starten? In Anbetracht der vielen neuen Exoplaneten, die Astronomen bereits entdeckt haben – und noch entdecken werden – ist dies eine Frage, die immer mehr an Bedeutung gewinnt.“

„Vielen neuen Exoplaneten“ – „Die Astronomen bereits entdeckt haben“

Aus gegenwärtiger Perspektive sollen solche Formen der Weltraumreisen also noch in weiter Ferne liegen? – Oder etwa doch nicht? Selbst die bemannte Raumfahrt – nur in den erdnahen Orbit – bringt noch allerhand Risiken mit. Aus guten Grund muss jeder Raumfahrer bereits vor den eigentlichen Raketenstart seinem Nachlass regeln. Aus technischer Sicht wären Mond und Mars noch erreichbar, vielleicht mit viel gutem Willen wäre noch Reise zum Pluto vorstellbar.

Generationenraumschiff: Konzept für die interstellare Raumfahrt

Zwar sind durchaus technische Konzepte wie das sogenannte Generationenraumschiff vorhanden: Aber die Umsetzung  und Durchführung eines solchen Konzeptes mutet doch sehr Abenteuerlich an. Außerdem würde es eine Reise ohne Wiederkehr sein. Die Menschen an Bord würden mit Unterlichtgeschwindigkeit eine sehr lange Reise – über mehrere Menschheitsgenerationen – antreten. Erst die nachfolgenden Generationen würden – mit viel Glück – ein fremdes Sonnensystem erreichen und dort vielleicht einem bewohnbaren Planten finden.  Aber es sind auch andere Konzepte für die interstellare Raumfahrt vorhanden. Schon Albert Einstein hat im Jahre 1915 die Verzerrungen der Raumzeit beschrieben.

„Theorie beschreibt Gravitationsfelder als Verzerrungen der Raumzeit“

>>Urknall, Sterne, Schwarze Löcher von Dominik Elsässer (Buch) <<

„Als Albert Einstein 1915 seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte, erwähnte er, dass aus ihr ein faszinierendes neues Phänomen folge. Die Theorie beschreibt Gravitationsfelder als Verzerrungen der Raumzeit. Eine sich über die Zeit verändernde Energiequelle – ein um seine Sonne kreisender Planet oder ein Doppelsternsystem – erzeugt eine solche zeitlich schwankende Verzerrung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.“

„Zeitlich schwankende Verzerrung“ – „Die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreite“

Dieselbe Gravitation lässt nicht nur die Menschen auf der Erde volkommen Aufrecht am Boden stehen, sondern sie hält alle Planeten auf einer stabilen Umlaufbahn um die Sonne kreisen. Obwohl es sich bei der Gravitation um eines der wichtigsten physikalischen Grundprinzipien handelt: Die Erforschung läuft hierüber eher auf Sparflamme ab. Dabei können alleine die Gravitationswellen wichtige Erkenntnisse über das Universum liefern.

Gravitationswelle: „Man muss also die Wellenform kennen“

>>Zurück vor den Urknall von Martin Bojowald (Buch) <<

„Hierbei würde das All nicht mit Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung ausgemessen, sondern mit Hilfe der Gravitationswellen. Es ist, als würde man dann nicht nur in den Himmel sehen, sondern auch in ihn hineinhorchen. Dass damit ganz neue Erfahrungen und Erkenntnisse möglich werden, wird durch die Analogie klar gezeigt. Für einen Nachweis durch Detektoren muss man erst einmal wissen, wonach man genau sucht; man muss also die Wellenform kennen: den zeitlichen Verlauf der Intensität einer Gravitationswelle, wie sie durch Kollision entstanden ist und sich ähnlich einer Wasserwelle durch den Kosmos bis zu uns ausgebreitet hat.“

„Zeitlichen Verlauf der Intensität einer Gravitationswelle“

Mit Gravitationswellen lassen sich also wichtige kosmische Ereignisse viel leichter nachvollziehen. Aber die wohl viel drängendere Frage lautet: Weshalb lässt sich Gravitation – respektive Schwerkraft – nicht künstlich erzeugen? Immerhin hat schon Albert Einstein Wechselwirkungen und gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen Materie, Raum und Zeit beschrieben.

„Unzureichenden Kenntnis über die Gravitationskraft“

>>Wissenschaft im Dialog<<

„Dass Schwerkraft bis heute nicht künstlich erzeugt werden kann, hängt mit der unzureichenden Kenntnis über die Gravitationskraft zusammen. Fakt ist: Massen ziehen sich gegenseitig an. Dieser Effekt bewirkt, bedingt durch die Größe der Erde, eine Anziehungskraft. Aber wie die Anziehung der Masse exakt funktioniert, ist immer noch ein Rätsel. Die vorherrschende Meinung prägte Albert Einstein mit der Allgemeinen Relativitätstheorie. Diese beschreibt die Wechselwirkung zwischen Materie, Raum und Zeit. Die Gravitation erzeugt dabei eine Krümmung des Raumes, was dazu führt, dass sich die Massen anziehen.“

„Gravitation erzeugt dabei eine Krümmung des Raumes“

Mit einer künstlich hervorgerufenen Krümmung des Raumes würden die kosmischen Entfernungen zu fernen Sonnensystemen zur „relativen Größe“ zusammenschrumpfen. Mit dem selben Prinzip ließe sich auch eine Einstein-Rosen-Brücke erzeugen, damit wäre gewissermaßen Raumfahrt ohne Weltraumflug möglich. Vergleichbar wie im FilmStargate“ würden die Protagonisten nur eine Art von „Portal“ durchschreiten und würden auf einem anderen Planeten landen. Zwar mutet es alles sehr Abstrakt an: Aber einige wissenschaftliche Erkenntnisse lassen beim genauen Lesen doch aufhorchen.

„Teilchen mit einer “gravitativen Ladung ” betrachten muss, um Gravitationswellen zu finden“

>>ScienceBlogs.de<<

„Wenn wir also elektromagnetische Wellen untersuchen wollen, müssen wir uns ein Teilchen angucken, das elektrisch geladen ist, und dann sehen, was die elektromagnetische Welle mit dem Teilchen macht. Dabei stellen wir fest, dass unser Teilchen sich im elektrischen Feld der em-Welle bewegt – es oszilliert, bewegt sich also periodisch hin und her und wird dabei beschleunigt. Man könnte also – ganz analog – annehmen, dass man ein Teilchen mit einer “gravitativen Ladung ” betrachten muss, um Gravitationswellen zu finden. Da Schwerefelder von Massen erzeugt werden (oder, anders gesagt, da Massen die Raumzeit krümmen), ist eine Masse nichts anderes als eine Gravitationsladung.“

„Schwerefelder von Massen erzeugt werden“ – „Masse nichts anderes als eine Gravitationsladung“

Je mehr Teilchen vorhanden seien, desto größer fällt die Gravitation und gleichzeitig die Verzerrung in der Raumzeit aus. Beispiel: Der Mond hat eine viel geringere Masse wie die Erde und entsprechend wirkt sich dort die Schwerkraft ebenfalls viel schwächer aus.

„Schwerkraft auf dem Mond beträgt etwa ein Sechstel von der Gravitation der Erde“ 

>>Welt<<

„Die Schwerkraft auf dem Mond beträgt etwa ein Sechstel von der Gravitation der Erde. Auf dem Erdtrabanten könnten wir also viel größere Sprünge machen. Genauer: Wir würden etwa drei Meter hoch springen und oben in der Luft rund vier Sekunden lang stehen bleiben, bis es uns wieder nach unten zieht.“

Schwerkraft auf dem Mond: „Wir würden etwa drei Meter hoch springen“

Im übertragenen Sinn könnte also auf dem Mond ein Profifußballer seinem Fußball in den mondnahen Orbit schießen: Der praktisch fehlende Luftwiderstand würde – neben der geringen Gravitation – seinem Teil dazu beitragen. Demzufolge fallen – im kosmischen Vergleich – die Zustände auf der Erde schon sehr Exotisch aus: Denn in den gefühlt endlosen Weiten des Weltalls herrschen Schwerelosigkeit und absolutes Vakuum vor. Die interstellare Raumfahrt hängt also maßgeblich vom Verständnis über Gravitation – respektive der Gravitationsladungen – ab.

„Gravitationsladung – Eine Ladung ist eine physikalische Größe“

>>Max Planck Institute for Gravitational Physics<<

„Gravitationsladung – Eine Ladung ist eine physikalische Größe, die angibt, wie stark ein bestimmtes Objekt an einer gegebenen Wechselwirkung teilnimmt. Für die Newtonsche Gravitation spielt die Masse die Rolle der Gravitationsladung (mehr zu den verschiedenen Massendefinitionen im Vertiefungsthema Träge und Schwere Masse), in der Allgemeinen Relativitätstheorie kommen Größen wie Energie und Druck hinzu (siehe das Vertiefungsthema Masse und mehr).“

„Für die Newtonsche Gravitation spielt die Masse die Rolle der Gravitationsladung“

Abgesehen von wirklich sehr exotischen Umständen bleiben Teilchen eigentlich niemals still im Raum stehen. Vermutlich erzeugt diese spezielle Art der Eigenbewegung der Teilchen eine sehr geringe Gravitationsladung, die sich mit Anzahl der Teilchen immer weiter potenziert, bis das sehr irdische Verständnis von „Schwerkraft“ erreicht ist.

 

–W E R Β U Ν G–

Loading...
WP Tumblr Auto Publish Powered By : XYZScripts.com
Scroll Up