Antriebstechniken

[Dilaton]

Die Kaluza Klein Theorie ist eine der elegantesten Wege die Gravitation mit der Maxwellschen Elektrodynamik zu vereinen.
Die Elektrodynamik ist eine U(1) Eichtheorie.
U(1) ist eine innere Symmetrie der elektrodynamischen Wirkung.
Die Einstein - Hilbert Wirkung (Gravitation) weißt so genannte äußere Symmetrien auf, die geometrisch gedeutet werden können (Poincare Gruppe).
Die Motivation der Kaluza Klein Theorie besteht nun darin, die innere Symmetrie der Elektrodynamik als eine äußere Symmetrie zu deuten.
Das funktioniert aber nur wenn:

1. Die Raumzeit fünfdimensional ist
2. Die Extrakoordinate eichfixiert wird.
3. Ein zusätzliches Skalarfeld Feld (Dilaton) eingeführt wird.

Welche folgen hat die Kaluza Klein Theorie:

- elektrische Ladung = fünfte Impulskomponente P4
(Fünferimpuls P0,P1,P2,P3,P4)

- Extradimension zu einem Kreis kompaktiviziert = diskrete Impulswerte P4(i)
(Quantisierung der elektrischen Ladung)

- Dilatonfeld beeinflusst die Dimensionsreduzierte 4D Metrik (Warpfeld?)

- Elektrodynamische Kräfte geometrisiert


Das größte Problem dieser Theorie ist, dass es aufgrund der Kompaktivizierung keinen niederenergetischen Limes gibt.
Bis heute gibt es nur analytische Vakuum Lösungen für fünfdimensionale Schwarze Löcher aller Art.

Vermutung:

Die effektive Gravitationskonstante wird um so kleiner, desto größer das Verhältnis f(T44)/g(T00) ist.
Wobei:
f(T44), g(T00) Funktionen der entsprechenden Energie – Impuls - Tensorkomponenten sind.

Diese Vermutung ist natürlich recht naiv formuliert, doch sie soll nur so eine Ahnung widerspiegeln.

Arbeiten in diese Richtung mit Blick auf mögliche Anwendungen im Bereich interstellare Raumfahrt sind mir nicht bekannt.
Was nicht heißen soll, das niemand diese Idee hatte.

Ich persönlich sehe heute nach wie vor in der Möglichkeit eines "Dilatonschen Transportsystems" den aussichtsreichsten Kandidaten für eine Warptechnologie in naher Zukunft.
Problem ist, dass die interessanten Effekte ihre Ursache in der Nichtlinearität der Kaluza Klein Feldgleichungen haben.
Jeder Hobbyastronom hat sicher schon einmal von der Computersimulation des Max Planck Institutes für Gravitationsphysik gehört, wo man versucht hat die Kollision zweier Schwarzer Löcher zu berechnen. Ein Superrechner hat dafür paar Monate gebraucht.
Um die vollen nichtlinearen Kaluza Klein Feldgleichungen in akzeptabler Zeit lösen zu können, bedarf es einer Rechen - und Speicherkapazität, die einfach nicht da ist.
Leider.

[Bynaus]

Naja, jetzt weiss ich wenigstens, wo dein Nick herkommt...

Sehr interessant, Danke.

Das größte Problem dieser Theorie ist, dass es aufgrund der Kompaktivizierung keinen niederenergetischen Limes gibt.
Bis heute gibt es nur analytische Vakuum Lösungen für fünfdimensionale Schwarze Löcher aller Art.

Das heisst? (sorry) Es darf keine Schwarzen Löcher geben?
Oder ganz allgemein: wie liesse sich beobachten, ob das Universum besser durch die gegenwärtigen Theorien (RT, QT) beschrieben wird oder durch die Kaluza-Klein-Theorie?

Ich persönlich sehe heute nach wie vor in der Möglichkeit eines "Dilatonschen Transportsystems" den aussichtsreichsten Kandidaten für eine Warptechnologie in naher Zukunft.

Wie würde denn ein solches Transportsystem prinzipiell funktionieren? Für den Alcubierre-Warpantrieb gibt es eine theoretische Beschreibung (mit negativer Materie, etc.), auch für die Burkhart-Heim-Theorie (dir bekannt?) gibt es eine solche Beschreibung, gibt es so etwas auch für den Dilaton-Warp?

Um die vollen nichtlinearen Kaluza Klein Feldgleichungen in akzeptabler Zeit lösen zu können, bedarf es einer Rechen - und Speicherkapazität, die einfach nicht da ist.

Bei einem fortgesetzten exponentiellen Wachstum der Rechenkapazität lässt sich sicher abschätzen, wann es soweit sein wird...

[Dilaton]

"Oder ganz allgemein: wie liesse sich beobachten, ob das Universum besser durch die gegenwärtigen Theorien (RT, QT) beschrieben wird oder durch die Kaluza-Klein-Theorie?"

Für die meisten natürlichen Objekte im All ist der Unterschied nicht messbar.
Man kann jedoch im Labor Materiekonfigurationen erzeugen die eine stark von der Theorie abhängige Phänomenologie zur Folge haben.
Solche Konfigurationen kennt man nicht, weil sie noch niemand berechnet hat und niemand die obige Vermutung kennt.

"Wie würde denn ein solches Transportsystem prinzipiell funktionieren? Für den Alcubierre-Warpantrieb gibt es eine theoretische Beschreibung (mit negativer Materie, etc.), auch für die Burkhart-Heim-Theorie (dir bekannt?) gibt es eine solche Beschreibung, gibt es so etwas auch für den Dilaton-Warp?"

Eine Variante des Alcubierre-Warpantrieb, wobei die nötige Energiedichte zur Erzeugung der Warpblase durch ein Dilatonfeld extrem minimiert wird.
Wie geht das?
Anschaulich formuliert:

Nun das Dilatonfeld "transferiert" einen Teil der gigantischen Energiemenge, die in der kompaktifizierten Extradimension gespeichert ist, in das vierdimensionale Gravitationsfeld. Jedes geladene Teilchen hat in der Extradimension ein Energie von E(Planck)/ 137 = ca. 100 Mio Joule gespeichert. Von dieser Energie spüren wir natürlich im Alltag nichts, erst die Existenz eines hinreichend starken Dilatonfeldes offenbart diese Energie.

"Bei einem fortgesetzten exponentiellen Wachstum der Rechenkapazität lässt sich sicher abschätzen, wann es soweit sein wird..."

Wenn sich genug Leute damit befassen, könnte in fünf Jahren klar sein ob es geht und wie es geht.

[Bynaus]

Eine Variante des Alcubierre-Warpantrieb, wobei die nötige Energiedichte zur Erzeugung der Warpblase durch ein Dilatonfeld extrem minimiert wird.

Alcubierre braucht ja ungefähr 3 Sonnenmassen an Energie, um das Warpfeld zu erzeugen. Sprechen wir bei "extrem minimieren" von, sagen wir, 0.1 Sonnenmassen oder von Energiemengen im Bereich, die ein Kernfusionsreaktor (oder so) erzeugen könnte? Ich vermute, dass du die Antwort darauf nicht weisst, aber gerade für die Frage, ob sich damit ein Durchbruch in der Warptechnologie ermöglichen lässt, könnte diese Frage entscheidend sein.

Wenn sich genug Leute damit befassen, könnte in fünf Jahren klar sein ob es geht und wie es geht.

Ok... Interessant. Danach liessen sich auch diese von dir genannten Materiekonfigurationen berechnen, und damit liesse sich die Theorie direkt testen.

[Dilaton]

" sagen wir, 0.1 Sonnenmassen oder von Energiemengen im Bereich, die ein Kernfusionsreaktor (oder so) erzeugen könnte"

Abschätzung:

V(Warp) = (v/c²)*(E/m)

m... Ruhemasse Raumschiff

E... elektromagnetische Feldenergie

v... Geschwindigkeit des Raumschiffs ohne Warpblase

v(warp) ... Geschwindigkeit des Raumschiffs mit Warpblase

c... Lichtgeschwindigkeit

[galileo2609]

Um mal noch wieder etwas konventioneller zu werden. Was haltet ihr von dem 'Bussard ramjet'?
http://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet

[Bynaus]

Also, sagen wir es mal so: wenn "Daedalus" gross ist, dann ist der Aufwand, um ein Staustrahlraumschiff zu bauen, gigantisch...

Ich glaube kaum, dass wir in nächster Zeit so viel Energie zur Verfügung haben werden, als dass wir so ein Ding bauen könnten, obwohl es rein technisch vermutlich machbar wäre (Probleme sehe ich immer noch in der Abschirmung der allfälligen Besatzung von der Neutronenstrahlung).

@Dilaton: Danke... jetzt müsste man also nur noch extrem energiereiche magnetische Felder erzeugen können (mit magnetischen Monopolen?) - auf die Grösse der Warpblase kommt es also gar nicht an?

[planetsource]

Habt ihr schon mal von der Studie "Orion" gehört??
Wo immer kleine Nukleardetonationen das Schiff vorwärts bewegen soll.
Also ich finde diese Methode im Erdnahen Bereich nicht sehr effektiv, aber im weiten Raum würde ich diese Methode am ehesten vorziehen.
(wobei ich nicht hinter dem Raumschiff stehen möchte )

Pro:

???

Kontra:

- Keine sehr große Reichweite
- Langsame Beschleunigung
- Viel Strahlung
- Begrenze Energieressourcen



Noch etwas futuristischer, dafür aber bestimmt machbar in unabsehbarer Zeit wird m.M. nach wirklich der "Warp-Antrieb" werden. (Bin kein Trekkie!)
Vor dem Bug des anzutreibenden Raumschiffes wird ein extrem starkes Mangetfeld aufgebaut, dass in einem gewissen Abstand vor dem Schiff liegt.
Dadurch wird das Raumschiff immer und immer "angezogen" werden und somit schnell werden... sehr schnell.
Dieses Schwerefeld benötigt aber wiederrum eine Energiequelle, was wieder ein Haken ist. Woher so viel Energie nehmen??
Kernspaltung scheidet eher aus. Solarenenergie ist im weiten All von den fernen Sternen nicht wirklich zu haben.
Da kommt halt wieder die Frage nach der Energieproduktion von Matiere/Antimaterie "Motoren" in Frage.
Ob die Technik es in etwa 200 Jahren schon so weit schafft, bleibt eine gute Frage.
Ich bin jedenfalls vom Warp-Antrieb sehr überzeugt.

Pro:

- Schnelle Beschleunigung
- Hohe Endgeschwindigkeit
- (fast?) keine "Umweltvermutzung"

Kontra:

????


So hab ich das noch im Gedächtnis.


Was sagt ihr so dazu?

Grüße!

Stefan

Mal folgendes :

wir reden also von interstellarer Raumfahrt und einem Magnetfeldaufbau für eine Masse die ca. 1.500 to schwer ist.

1. Wie soll ein solches Energiepaket erzeugt werden
2. Wie schützen wir die Besatzung und Personen vor der entstehenden Gammastrahlung. Wir reden hier mal über einen Warpantrieb.

Lassen wir mal eine Geschwindigkeit von 150.000 Km/pro Sekunde als Annahme. Alles was sich auf uns zu bewegt ebenfalls dieselbe geschwindigkeit. Also haben wir die relative Lichtgeschwindigkeit an dem
Punkt wo das Mangnetfeld sich aufgebaut hat. Über die Reibungshitze und die ultrarelativistischen Ereignisse rede ich mal nicht.

mfg
eddy

[handkante]

hi,

ich bin durch zufall auf diese seite aufmerksam geworden und habe mir so einige postings angeschaut.

was mir über diese themen einfällt, also ob wir schneller als licht reisen können oder warp antrieb, materie-antimaterie usw. sind ein paar grundlegende fragen.

1. warum hat licht diese geschwindigkeit von 270.000 km/sek.
woher nimmt licht seine geschwindigkeit ? woher nimmt es seinen antrieb ???
was beschleunigt das licht ??? warum beschleunigt es sich ???. hat licht eine masse ???

wenn wir darauf eine antwort hätten, dann wüssten wir mehr darüber, ob die menschheit schneller als licht reisen kann oder überhaupt, ob licht das höchste alle geschwindigkeiten ist.


2. meine zweite überlegung wäre um den warpantrieb anzusprechen.
das warpantrieb soll ja mit materie-antimaterie angetrieben werden.
man sagt ja, dass wenn materie und antimaterie zusammen kommen sich in nichts auflösen und dabei eine grosse menge energie abgibt.

nun würde ich gerne wissen, welche art von energie hier überhaupt entsteht.
um diese frei werdende energie nutzen zu können, müssten wir erst einmal wissen, welche art von energie hierbei überhaupt entsteht. ist diese energie eine elektrische energie oder werden hier wärme oder licht energien erzeugt etc. welche art von energie entsteht hier überhaupt ???

wenn wir davon ausgehen, dass hier eine energie in form von licht-wärme etc. erzeugt wird, wie wollen wir diese energie überhaupt ausnutzen ????
mit welchen gerätschaften könnte man diese energie überhaupt ausnutzen ??


3. meine dritte frage wäre mit dem warpfeld, raumkrümmung etc.
wie gedenkt ihr, diesen raum zu krümmen bitte ????
ich bin zwar kein experte aber wenn ich mich nicht täuschen sollte wird raum durch materie gekrümmt. wie sollte dann der raum ohne immense menge an materie gekrümmt werden ?????


4. eine andere frage wäre, wie stark sich der raum krümmen lässt. eine andere frage wäre, falls wir davon ausgehen, dass wir mit irgendwelche geräten an schiffen den raum krümmen kann bzw. könnte, würde sich diese krümmung auch nicht aufs schiff auswirken ??? würde es den schiff nicht mitkrümmen oder die maschinen, die diese krümmung hervor rufen.

ich denke, wenn wir eine sehr sehr hohe geschwindigkeit erreichen wollen, dann müssten wir die masse eines objekts (z.b. raumschiff etc.) verändern, also das was die gravitation hervor ruft. falls wir die gravitation beeinflussen bzw. bei bedarf weg machen könnten, könnten wir sehr sehr hohe geschwindigkeiten erreichen.


ein anderes thema was mir jetzt grad so eingefallen ist. das beamen wurde nicht realisiert so wie wir es von star trek kennen. es wurde keine materie aufgelöst und an einem anderen ort wieder rematerialisiert. das was gemacht wurde war etwas ganz anderes. es wurden, falls ich mich nicht täusche - zustände von atomen auf andere atome übertragen oder synkornisiert. so in etwa war das. hatte dazu ich mal einen ausführlichen text bei bild der wissenschaft gelesen gehabt. es wird in den medien als beamen etc. genannt ala star trek, weil es spektakulärer klingt und die verkaufszahlen fördert