Es ist eine eiserne Regel der Physik: Nichts ist schneller als Licht. Doch ein Wissenschaftler hat ein Schlupfloch gefunden, welches superschnelle Reisen durchs All ermöglichen könnte. Allerdings gibt es noch einige Hürden zu überwinden.

Egal ob Warp- oder Hyper-Antrieb: Ohne Technologien, die Raumschiffe schneller als Licht durchs All fliegen lassen, wäre populäre Science-Fiction wie Star Trek und Star Wars undenkbar. Gemäß Albert Einsteins Relativitätstheorie ist es Raumschiffen jedoch unmöglich, die Lichtgeschwindigkeits-Mauer zu durchbrechen. Ist das Bereisen ferner Sterne in annehmbaren Zeiträumen deshalb für die Menschheit vom Tisch? Vielleicht nicht. Denn es gibt einen Wissenschaftler, der einen Ausweg gefunden hat.

Wissen 30.04.16

Ionen, Laser, Antimaterie Das sind die schnellsten Raumschiffantriebe

Der mexikanischen Physiker Miguel Alcubierre hat sich eine Antriebsmethode überlegt, welche unter Berücksichtigung der Naturgesetze das Reisen schneller als Licht möglich macht. Der nach ihm benannte "Alcubierre-Antrieb" hat nach der ersten Veröffentlichung des Konzepts 1994 das Interesse vieler weiterer Forscher und sogar der US-Raumfahrtbehörde Nasa auf sich gezogen. Alcubierres Ansatz: Die Relativitätstheorie verbietet zwar Materie, sich schneller als Licht durch den Raum zu bewegen. Einem Stück Raum selbst ist dies hingegen durchaus gestattet.

Das passiert möglicherweise bereits jeden Tag. So müssten sich sehr weit entfernte Galaxien aufgrund des Hubble-Gesetzes schneller als Licht von unserer eigenen Galaxie entfernen. Das geht deshalb, weil sich der Raum dazwischen unglaublich schnell ausdehnt. Man kann es mit einem Rollband auf dem Flughafen vergleichen: Eine Person steht auf dem Rollband, die andere daneben. Beide entfernen sich mit einer gewissen Geschwindigkeit voneinander - obwohl sie sich selbst nicht bewegen. Im Universum ist das Rollband der sich ausdehnende Raum. Die Galaxien sind die Personen.

Wie Warp-Antrieb aus Star Trek

Nun hat sich Alcubierre das so überlegt: Man müsste eine Art Raum-Blase um ein Raumschiff herum erzeugen. Vor dieser Blase, also in Flugrichtung, wird der Raum dann so verkrümmt (im Englischen sagt man dazu "warping"), dass er sich zusammenzieht. Hinter der Raum-Blase, die auch Warpblase genannt wird, dehnt sich der Raum stark aus. So zieht und schiebt der Raum selbst die Blase durchs All. Das Raumschiff im Inneren rührt sich nicht vom Fleck, reist aber mit der Warpblase mit. Und das sogar schneller als Licht. Wenn der Raum vor der Blase wieder "entkrümmt" wird, taucht das Raumschiff an einem anderen Ort im Universum wieder auf. Der Alcubierre-Antrieb entspricht damit in etwa dem Warp-Antrieb aus Star Trek.

Das Faszinierende daran: Es ist theoretisch machbar. Jedoch gibt es noch einige erhebliche Probleme bei der Umsetzung. Um die Warpblase zu erzeugen, benötigt man negative Energie. Ob diese überhaupt existiert, ist bis heute nicht bekannt, aber es gibt durchaus Hinweise darauf - bisher allerdings nur im Quantenbereich im Zusammenhang mit dem Casimir-Effekt. Für den Alcubierre-Antrieb würden sehr viel größere Mengen benötigt, als die bisher (möglicherweise) beobachteten.

Die Oberfläche der Warpblase müsste senkrecht zur Flugrichtung ringförmig um das Raumschiff mit negativer Energie ausgekleidet werden. Die negative Energie würde den Raum vor dem Raumschiff stauchen und den dahinter liegenden ausdehnen. Für Alcubierres Konzept wäre allerdings eine gewaltige Menge an negativer Energie vonnöten: Um ein kleines Raumschiff einmal durch die Milchstraße zu transportieren, wäre es ein Vielfaches von dem, was im gesamten beobachtbaren Universum an Energie (in Form von Materie) vorhanden ist. Allerdings haben sich andere Wissenschaftler dieses Problems angenommen und den Energiebedarf deutlich heruntergerechnet: So kommt der US-Forscher Harold G. White etwa nur noch auf einige hundert Kilogramm negativer Energie in Form von negativer Materie.

Unglaubliche Hitze im Inneren der Blase?

Auch andere Probleme tun sich auf: Die Crew des Raumschiffs würde während des Fluges nicht beobachten können, wohin die Reise geht. Denn die Warpblase ist für Strahlung wie sichtbares Licht eine undurchdringliche Barriere. Auch könnten die Raumfahrer nicht mit der Außenwelt kommunizieren oder das Schiff in irgendeiner Form lenken.

Andere Forscher haben zudem davor gewarnt, dass bei Reisen schneller als das Licht sich das Innere der Blase durch sogenannte Hawking-Strahlung so stark aufheizen könnte, dass alles in ihr zerstört und letztendlich die Blase selbst instabil würde. Eine weitere Studie wies auf die Gefahr hin, dass beim Abbremsen die Blase eine gigantische Schockwelle in Flugrichtung aussenden würde, die alles in ihrem Weg zerstören würde - einschließlich des Reiseziels.

Noch ist unklar, ob diese Probleme wirklich real sind und wenn ja, ob sie jemals bewältigt werden können. Der Astronom und Wissenschafts-Blogger Florian Freistetter fasst es in seinem Buch "Asteroid Now" so zusammen: "Das Beste, was man über den Warp-Antrieb sagen kann, ist: Wir haben noch nicht zweifelsfrei nachgewiesen, dass es physikalisch unmöglich ist, ihn zu konstruieren."