Raumschiffe, die sich schneller als das Licht fortbewegen, sind ein beliebtes Thema für Science-Fiction-Autoren, die das Konzept unter vielen Namen wie Hyperraum, Hyperantrieb, Warp-Geschwindigkeit und Subraum beschreiben. Ein berühmtes Beispiel ist „Star Trek“, wo das Raumschiff Enterprise von Sternensystem zu Sternensystem springt, um andere Planeten zu besuchen.
„Wenn Captain Kirk gezwungen wäre, sich mit der Geschwindigkeit unserer schnellsten Raketen fortzubewegen, würde er hunderttausend Jahre brauchen, um zum nächsten Sternensystem zu gelangen“, sagte Seth Shostak, Astronom am Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute in Mountain View, Kalifornien, in einem Interview mit der Space.com-Schwesterseite LiveScience im Jahr 2010. „In der Science-Fiction wird seit langem ein Weg zur Überwindung der Lichtgeschwindigkeit postuliert, damit die Geschichte etwas schneller voranschreiten kann.“
Doch der Mangel an Forschung und wissenschaftlicher Diskussion über die Transportmethode mache sie eher zu einem praktischen literarischen Mittel als zu einer wissenschaftlichen Möglichkeit, so Shostak. In Wirklichkeit sei das Konzept des Hyperraums „eine Menge Hype“, sagte Shostak.
Andere Dimensionen
Die Physik legt nahe, dass es Abkürzungen durch den Raum gibt, sagte Shostak. Die gekrümmte Natur des Raums wurde erstmals von Einstein vorgeschlagen und führte schnell zu der Idee eines Wurmlochs: ein Teil des Raums, der sich in sich selbst krümmt und zwei ansonsten weit entfernte Teile des Raums miteinander verbindet. Ein Raumschiff könnte theoretisch in eine entfernte Region des Weltraums springen, wenn es in ein solches Wurmloch zwischen den beiden Orten eintritt.
Wie in unserem vertrauten Universum müssten sich Objekte in einem Wurmloch langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, die in einem Vakuum 186.282 Meilen pro Sekunde (299.792 Kilometer pro Sekunde) beträgt. Ein Raumschiff könnte jedoch den Anschein erwecken, dass es diese Grenze überschritten hat, indem es durch ein Wurmloch reist und beispielsweise in wenigen Stunden ein Tausende von Lichtjahren entferntes Sternensystem erreicht.
Unser Zugang zu diesen Autobahnen zwischen den Räumen wäre jedoch durch die Größe des Portals begrenzt.
„Wurmlöcher, so glauben wir, entstehen ständig auf mikroskopischer Ebene“, so Shostak. „Aber die Frage ist, ob wir sie tatsächlich für den Transport nutzen können.“
Ein Wurmloch zu finden oder zu schaffen, das an den richtigen Ort führt, und es zu durchqueren, bevor es sich schließt und das Raumschiff zerschmettert, sind zwei ungelöste Probleme, die die Gesetze der Physik nicht eindeutig ausschließen oder zulassen.
Technisch wäre es möglich, den Raum zu verformen, um ein Wurmloch zu schaffen, wenn man ein sehr dichtes Stück Masse vor sein Schiff setzen könnte, sagte Shostak. Ähnlich wie das „Hyperraumtriebwerk“ aus den „Star Wars“-Filmen würde das Objekt die Form des Raums um sich herum verzerren und so das gewählte Ziel näher an das Schiff heranbringen. Aber das Objekt müsste die Dichte des Zentrums eines schwarzen Lochs haben, um zu funktionieren.
„Das Problem ist, woher bekommt man das schwarze Loch und wie bekommt man es vor das Raumschiff?“ sagte Shostak. „Wie schafft man etwas, das den Raum verformt, und stellt es dann vor das Raumschiff?“
Wie steht es mit der Teleportation?
Eine verwandte Science-Fiction-Idee ist die Teleportation – die Möglichkeit, eine Person oder ein Schiff sofort in einen anderen Teil des Universums zu befördern. Das Phänomen ist in „Star Trek“ zu sehen, wo der so genannte Transporter den eigenen Körper zerlegt und an einem anderen, weit entfernten Ort wieder zusammensetzt.
Es gibt eine gewisse wissenschaftliche Grundlage für diese Idee – Wissenschaftler haben gezeigt, dass subatomare Teilchen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von einem Punkt zum anderen bewegt werden können, sagte der Physiker Ian Durham vom Saint Anselm College in einem Interview aus dem Jahr 2010.
Aber die Fähigkeit, einen ganzen Menschen zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen, scheint unmöglich, so Durham. Aufgrund der Zufallsaspekte, die hinter der Anordnung subatomarer Teilchen stehen, wird es immer schwieriger, sie perfekt umzukehren, je mehr sie sich anhäufen.
Wissenschaftlicher Blick auf den Hyperraum
Während der Hyperraum keine aktuelle Form der Raumfahrt ist, gibt es laufende Forschungen, um herauszufinden, wie realisierbar er ist – und wie die Erfahrung wäre.
Im Jahr 2013 korrigierte eine Gruppe von Physikstudenten die Ansicht, was passiert, wenn Raumschiffe mit Lichtgeschwindigkeit fliegen. Der bekannte Spezialeffekt der Lichtstreifen (zu sehen in „Star Trek“, „Star Wars“ und anderen Serien) wäre nicht der Fall. Stattdessen würde der Anblick eher wie ein zentrales helles Leuchten erscheinen.
Die schnelle Reise würde dazu führen, dass sich das Licht aufgrund des Dopplereffekts in längere Wellenlängen verschiebt, was auch Phänomene erklärt, warum sich der Klang einer Autohupe ändert, bevor sie einen Beobachter passiert und danach. Im Weltraum könnten die Menschen das Sternenlicht nicht sehen, da seine Wellenlängen in das Röntgenspektrum gestreckt würden. Auch das Glühen des Universums – das im Mikrowellenbereich leuchtet – würde sichtbar werden, weil sein Licht in das sichtbare Spektrum gestreckt würde.
Seit einigen Jahren kursieren Berichte über einen realen Motor namens EmDrive. Das Konzept wurde erstmals von dem britischen Forscher Roger Shawyer vor mehr als einem Jahrzehnt entworfen, erlangte aber 2015 große öffentliche Aufmerksamkeit, nachdem Gerüchte aufkamen, dass die NASA einen Warp-Antrieb entwickeln würde. (Die NASA erklärte schnell, dass die Bemühungen „keine greifbaren Ergebnisse gezeigt haben“ und betonte, dass es sich nicht um einen Warp-Antrieb handelt.)
Was den EmDrive interessant macht, ist die Tatsache, dass das Triebwerk keinen Treibstoff verwendet, sondern durch die Reflexion von Mikrowellen innerhalb einer Kammer funktioniert. In einer von Fachleuten begutachteten Arbeit aus dem Jahr 2016 (unter der Leitung von Harold „Sonny“ White vom Johnson Space Center der NASA) heißt es, dass eine Variante des EmDrive trotz dieses unterschiedlichen Designs durchaus Schub erzeugt. Zwei weitere erfolgreiche Tests wurden 2012 (von einem chinesischen Team) und 2013 (von demselben NASA-Team) gemeldet. In der Zwischenzeit haben einige Forscher gesagt, dass dieser Antrieb gegen Newtons drittes physikalisches Gesetz verstößt, das (vereinfacht gesagt) besagt, dass jede Aktion eine gleiche, aber entgegengesetzte Reaktion hervorruft.
Warp-Antriebe in der Science-Fiction
Dies sind einige der vielen Beispiele für Warp-Antriebe, die in der Science-Fiction verwendet werden, wobei der Schwerpunkt auf Fernsehserien und Filmen liegt.
- Eine frühe Erwähnung des Warp-Antriebs (viele Quellen sagen, es war die erste Erwähnung) war in dem Roman „Islands of Space“ von John W. Campbell aus dem Jahr 1931. In der Handlung ging es zum Teil um die Erprobung von Schiffen, die schneller als das Licht sind.
- „Doctor Who“: In dieser seit langem laufenden britischen Serie kann eine Maschine namens TARDIS (die Abkürzung steht für Time and Relative Dimension in Space) die Insassen durch Raum und Zeit transportieren und sie an bestimmten Orten im Universum absetzen. Die Geschichte der TARDIS ist so umfangreich wie die Serie „Doctor Who“ selbst, die 1963 begann und bis heute andauert. Berühmt ist, dass eine TARDIS von innen größer aussieht als von außen. Einige Versionen der TARDIS sehen aus wie ein alter britischer Polizeikasten.
- „Dune“: In dieser Romanreihe von Frank Herbert bringt der Holtzman-Antrieb die Kolonisten an weit entfernte Orte. Dieser Antrieb bringt Schiffe durch das Universum, indem er den Raum verformt.
- „Star Trek“: Dies ist das berühmteste Beispiel für den Warp-Antrieb, der erstmals 1967 in der Episode „Metamorphose“ erwähnt wurde. Das Gerät funktioniert im Wesentlichen durch Materie-Antimaterie-Reaktionen und kann interstellare Schiffe problemlos zwischen Sternensystemen befördern. Der neueste Ableger „Star Trek: Discovery“ (der 2017 seine Premiere feierte) verwendet ein anderes Antriebssystem, den „Sporenantrieb“, der fast augenblicklich zwischen verschiedenen Orten reisen kann.
- „Star Wars“: In diesem Universum gibt es bestimmte Schiffe, die einen Hyperantrieb verwenden. Die Verwendung von „Hypermateriepartikeln“ ermöglicht es einem Schiff, mit Lichtgeschwindigkeit zu fliegen und sich zwischen den Sternen in einer alternativen Dimension, dem Hyperraum, zu bewegen. Der Hyperantrieb (und der berühmte Anblick der Sternenstreifen, die von den Menschen, die ihn bedienen, gesehen werden) wurde zum ersten Mal 1977 in dem Film „Eine neue Hoffnung“ gezeigt und ist seitdem ein fester Bestandteil der Serie.
- „Per Anhalter durch die Galaxis“: Der „Infinite Probability Drive“ funktionierte nach einer Art Quantenmodell, bei dem er Menschen an einen der unwahrscheinlichsten Orte transportierte, die man erwarten würde. Ursprünglich eine BBC-Radiokomödie aus dem Jahr 1978, wurde die Geschichte schnell in Büchern, im Fernsehen und in einem Film verarbeitet.
- „Farscape“: Im Universum von „Farscape“, einer Serie des Syfy Networks, die von 1999 bis 2003 lief, gibt es lebende Schiffe, die Leviathane genannt werden. Einige Leviathaner haben eine Starburst-Fähigkeit, die sie im Notfall schneller als das Licht reisen lässt.
- „Battlestar Galactica“: Dieses Schiff aus der gleichnamigen Fernsehserie von 1978 und dem Reboot von 2004 bis 2009 verfügte über einen Überlichtantrieb, mit dem es versuchte, den bedrohlichen Zylonen, mechanischen Wesen, die sich erhoben, um sich an ihren menschlichen Schöpfern zu rächen, einen Schritt voraus zu sein. Das Tolle am FTL-Antrieb war, dass es schwierig war, die Position eines Schiffes zwischen den „Sprüngen“ zu verfolgen, was es dem Schiff erleichterte, den Zylonen auszuweichen.
Zusätzliche Berichte von Zoe Macintosh.