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Raumfahrt
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Thesen zum interstellaren Raumflug
Von Dr.-Ing. Peter Hattwig
Die Frage: "Gibt es UFOs?" wird von manchem Physiker oder physikalisch gebildetem Skeptiker mit einem klaren "Nein!" beantwortet. Sie argumentieren, daß unsere Sonne und die Sterne durch einen unvorstellbaren Abgrund voneinander getrennt seien, der nicht überbrückt werden könne. Die Physik, die uns daran hindere, die Weiten der Galaxis zu erforschen, gelte schließlich auch für die Außerirdischen, sollte es sie geben. UFOs, Entführungen, Kornkreise und sonstige Erscheinungen seien Fehlinterpretationen, Unsinn oder Schwindel. Nach Ansicht der Skeptiker kann es keine UFOs geben, weil es sie nicht geben darf, andernfalls müßte unser Weltbild falsch oder unvollständig sein und damit revidiert werden. Eine Auseinandersetzung mit den Phänomenen wird daher abgelehnt.
Die intensive Beschäftigung mit UFO- Erscheinungen in all ihren Abwandlungen und vor allem eine eigene Beobachtung haben mich jedoch zur Überzeugung gebracht, daß die Erde außerirdischen Besuch hatte und hat. Die scheinbare Unvereinbarkeit zwischen Physik und Hiersein von Außerirdischen bildete für mich seit jeher eine reizvolle Aufgabe, für die ich eine Reihe von Thesen aufgestellt habe. Wir kennen erst einen Teil der physikalischen Prinzipien, auf die unser Universum aufgebaut ist. Wäre es daher verwunderlich, daß Wesenheiten, die möglicherweise bereits vor Äonen in den Weltraum vorgestoßen sind, einen tieferen Einblick in die Schöpfung haben, als die Menschen, die erst vor Kurzem mit einem brüllenden und qualmenden Ungetüm mit Mühe und Not den Mond erreicht haben?
Da ich persönlich diese Frage verneinen würde, habe ich nach einer Lösung des Dilemmas gesucht. Sie ist nicht zu finden, wenn man sich auf den derzeitigen Stand unseres Wissens beschränkt. Deshalb beziehe ich mich in Teil II dieses Aufsatzes auf Bücher, die nichtirdisches Wissen enthalten, um daraus eine Theorie zu entwickeln, wie ein Raumflug zu fremden Sternen zu bewältigen wäre. Zuvor werden jedoch in Teil I.A die Rahmenbedingungen abgesteckt, die aus Sicht der heutigen Wissenschaft bestehen. In Teil I.B werde ich die derzeit meist genannten Spekulationen zusammenfassen, wie man die Rahmenbedingungen umgehen könnte.
Teil I: Das Raumfahrt-Dilemma
Unsere Raumfahrt bewegt sich - vereinfacht gesagt - bestenfalls zwischen Merkur und Pluto. Grundlage hierfür sind chemisch angetriebene Raketen, die nach einer Brenndauer von wenigen Minuten die Fluchtgeschwindigkeit von 11,2 km/s erreicht haben und dann weitestgehend antriebslos ihr Ziel ansteuern. Die Entfernungen der am weitesten entfernten Planeten betragen knapp 6 Milliarden km. Die zurückgelegten Strecken sind jedoch länger, da die Flugkörper auf elliptischen Bahnen von Planet zu Planet fliegen. In Verbindung mit der geringen Startgeschwindigkeit ergibt sich daraus eine Flugdauer von mehreren Jahren. Beispielsweise ist die Raumsonde Voyager 2 zwölf Jahre unterwegs gewesen, bis sie nach drei Rendezvous mit Jupiter, Saturn und Uranus den Neptun erreicht hatte. Trotz der langen Reisezeiten stellt es keine grundsätzliche technische Herausforderung dar, jeden beliebigen Punkt des Sonnensystems anzusteuern. Man kann sich sogar innerhalb der nächsten 20 Jahre eine bemannte Reise zum Mars vorstellen, obwohl die Antriebstechnologie seit den Tagen von Peenemünde nur wenig Fortschritte erzielt hat. Der bemannte Planetenflug innerhalb unseres Sonnensystems ist keine Frage der Technik, sondern eine Frage der Bereitstellung der Mittel.
Im Gegensatz dazu führen die Rahmenbedingungen beim Sternenflug außerhalb unseres Sonnensystems zu vollkommen andersgearteten Schlussfolgerungen.
A: Die Rahmenbedingungen des Sternenfluges
| 1. Die Entfernungen zwischen den Sternen |
Der Abstand der nächsten Sterne, des Dreifach-Systems Alpha Centauri A und B und Proxima Centauri beträgt 4,3 Lichtjahre. Dies entspricht etwa der durchschnittlichen Entfernung der Fixsterne in unserem Teil der Galaxis. Hinter der bescheidenen Zahl von einem Lichtjahr verbirgt sich eine Strecke von etwa 10 Billionen km. Im Vergleich dazu beträgt der Abstand zwischen Erd- und Marsbahn nur 78 Millionen km, das sind 4,3 Lichtminuten. Um die Dimensionen außerhalb und innerhalb unseres Sonnensystems anschaulich zu machen, brauchen wir nur die Abstände zu Alpha Centauri und Mars ins Verhältnis zu setzen, und bekommen die 500 000- fache Entfernung. Ein wahrer Abgrund, der sich der irdischen Raumfahrt öffnet!
Das Problem wird noch größer, wenn wir die Außerirdischen besuchen wollen. Aussagen entführter Personen geben Zeugnis davon, daß die Besucher, bekannt als die "kleinen Grauen", im Doppelsternsystem Zeta Reticuli beheimatet sind, welches von der Sonne 37 Lichtjahre entfernt ist.
Die unvorstellbaren Entfernungen bilden das eigentliche Problem der interstellaren Raumfahrt.
| 2. Die Relativitätstheorie |
Die Relativitätstheorie ist eine vielfach experimentell bestätigte Theorie, deren Prinzipien gesicherter Bestandteil der Physik sind. Für die Raumfahrt sind folgende Sachverhalte bedeutend:
- Die Bewegung von Körpern und die Energieübertragung werden durch die Lichtgeschwindigkeit auf knapp 300.000 km/s begrenzt.
- Die Masse eines Körpers nimmt mit wachsender Geschwindigkeit zu und geht bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit gegen unendlich.
- Die Zeit wird ebenfalls mit zunehmender Geschwindigkeit gedehnt und bleibt bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit stehen.
Im Folgenden betrachten wir den Ablauf einer Reise zum System Zeta Reticuli, um die "kleinen Grauen" zu besuchen. Nehmen wir an, wir besäßen das Wissen und Können, ein Raumschiff zu bauen, das beliebig lange angetrieben werden kann. Mit menschlicher Besatzung an Bord würde es mit einfacher Erdbeschleunigung vorangetrieben werden und hätte nach 3,5 Jahren schon 99,5 % der Lichtgeschwindigkeit erreicht und die halbe Strecke zurückgelegt. Danach müßte es mit der gleichen (negativen) Beschleunigung wieder abgebremst werden, damit es nicht über das Ziel hinausfliegt. Nach sieben Jahren Eigenzeit wäre das Schiff am Ziel angekommen
Bei diesem Flug träten jedoch nach 6,5 Monaten die ersten Probleme auf, wenn das Raumschiff mit 150 000 km/s die halbe Lichtgeschwindigkeit erreicht hätte, wie Hans Seitz [2] in einer ähnlichen Rechnung hinwies. Die Masse des Schiffes hätte zu diesem Zeitpunkt um 15 % zugenommen, während die Zeit um den gleichen Prozentsatz gedehnt würde. Die Massenzunahme beträfe selbstverständlich auch die Menschen an Bord und deren Blut. Da dieses beim Pumpen laufend beschleunigt wird, folgt daraus, daß das Herz mehr Kraft und eine größere Leistung aufbringen müßte, um den Kreislauf in Gang zu halten. Um nicht an einer Überbeanspruchung der Herzmuskel vorzeitig zu sterben, müßte der Antrieb des Raumschiffs spätestens jetzt abgestellt werden. Das Raumschiff "segelte" fortan antriebslos seinem Ziel entgegen, bis ein halbes Jahr vor Ende der Reise die Bremsraketen gezündet werden müßten. Ein Flug nach Zeta Reticuli hätte vor diesem Hintergrund eine Dauer von 74 Erdenjahren. Viel schlimmer wäre jedoch die Tatsache, daß wegen der geringen Zeitdehnung von höchstens 15 % die Raumfahrer 64,5 Jahre in der kleinen Welt ihres Raumschiffes eingesperrt wären . Der Besuch bei den "kleinen Grauen" würde vor diesem Hintergrund zu einem Unternehmen, das sich über zwei bis drei Generationen hinzöge.
Die Auswirkungen der in der Relativitätstheorie beschriebenen Naturgesetze auf den menschlichen Organismus sind das nächste schwerwiegende Problem.
Die Technik zum Antrieb irdischer Raumschiffe beruht auf dem Rückstoßprinzip, das im sonnenfernen Raum das einzig brauchbare Vortriebsprinzip darstellt. Das bedeutet, daß ein Raumschiff, das zu den Sternen fliegen wollte, seinen gesamten Energievorrat mitnehmen müßte. Somit konzentrieren sich die Probleme in der Antriebstechnik auf zwei Größen: den Energievorrat und den Massevorrat. Uran als Energieträger für die Kernspaltung hätte einen 6 Millionen Mal höheren Energiegehalt als chemischer Treibstoff (Wasserstoff/Sauerstoff), Wasserstoff als Energieträger für die Kernfusion sogar einen 60 Millionen Mal höheren, was die Reichweite im All um drei Zehnerpotenzen erweiterte. Dennoch wären beide Energien unbrauchbar, da die Reise zum nächsten Fixstern immer noch Hunderte von Jahren dauerte. Ein Lichtblick ist in dieser Situation eine Ausarbeitung des deutschen Raketenforschers Eugen Sänger. Er schlug vor, Energie aus Materie zu gewinnen, indem diese mit Hilfe von Antimaterie zerstrahlt wird. Die bei diesem Prozeß (der in Wirklichkeit komplizierter ist) entstehenden Photonen (Lichtquanten) werden gebündelt und in Gegenrichtung abgestrahlt. Mit einem solchen Schiff, das als Photonenschiff bezeichnet wird, könnte man innerhalb weniger Jahre die nächsten Sterne erreichen. Wir untersuchen in einer kleinen Abschätzung, wie groß das Photonenschiff sein müßte, das eine Mannschaft, bestehend aus Männern, Frauen und Kindern, nach Zeta Reticuli bringen soll.
a) Zunächst wird der im vorherigem Kapitel durchgerechnete Fall betrachtet, bei dem das Schiff rund ein halbes Jahr lang mit einfacher Erdbeschleunigung angetrieben und am Schluß ein weiteres halbes Jahr im gleichem Maße verzögert wird. Da das Schiff beim Start mit der gesamten für die Energieerzeugung erforderlichen Masse bepackt wäre, müßte der Antrieb titanische Schubkräfte aufbringen, um es vorwärts zu schieben. Der Materie/Antimaterie-Reaktor und die Triebwerke würden auf unvorstellbare Ausmaße anwachsen. Das Schiff wäre weder bezahlbar noch technisch machbar.
b) Wesentlich ökonomischer wäre es, Kraft- und Triebwerke so auszulegen, daß die Schubkraft zu Beginn der Reise auf beispielsweise ein Zehntel der Erdbeschleunigung begrenzt wird. Erst im Verlauf des Fluges würde die Reisebeschleunigung langsam zunehmen, weil durch die ständige Umwandlung und Abstrahlung von Materie und Antimaterie die Gesamtmasse des Schiffs sich verkleinerte. Im Endstadium, wenn die Planeten von Zeta Reticuli bereits sichtbar wären, würde die Schubkraft dann ausreichen, die Verzögerung des nunmehr fast leeren Schiffs auf einfache Erdbeschleunigung anwachsen zu lassen. Die Verringerung des Startschubs auf ein Zehntel des möglichen Wertes hätte den Vorteil, daß die Antriebsleistung um den Faktor hundert (!) reduziert werden könnte, weil die Leistung in der Rechnung quadratisch eingeht. Daß das Schiff trotz dieser Einschränkungen immer noch über alle Maßen groß werden würde, zeigt folgende Betrachtung: Die Startmasse müßte 7 Mal größer sein als die Nutzmasse (Berechnung siehe [3]), was nicht besonders viel erscheint. Aber wenn ich für die Mannschaftsräume 10 000 t annehme, damit der Besatzung bei der langen Reisezeit genügend Lebensraum zur Verfügung steht, und für die Masse des Materie/Antimaterie-Reaktors und der Triebwerke einen Aufschlag von nur 10 % der Startmasse ansetze, dann ergibt sich beim Abflug eine Masse von deutlich mehr als 100 000 t. (Zum Vergleich: die Mondrakete hatte etwa 2000 t). Die Reisezeit wäre durch die Verringerung der Schubkraft nur "geringfügig" von 64,5 auf 68 Jahre Schiffszeit angewachsen, wie aus Kurve c in Bild 2 ersichtlich ist.
Nicht nur aufgrund der Größe dürfte der Bau eines Photonenschiffs eine fast unlösbare Schwierigkeit darstellen. Da für die Energieerzeugung in großem Maßstab Antimaterie hergestellt werden müßte, die zur Zeit nur in Teilchenbeschleunigern gewonnen werden kann, wären für die Antriebstechnik grundlegend neue Technologien zu entwickeln.
Der amerikanische Physiker Bussard schlug vor, während des Fluges den interstellaren Wasserstoff einzusammeln, um weniger Materie zur Energieerzeugung mitnehmen zu müssen. Durch ein riesiges kegelförmiges Magnetfeld, das in Flugrichtung geöffnet wäre, würde der zum Teil ionisierte Wasserstoff eingefangen und dem Antimaterie-Reaktor zugeführt werden. Die Realisierbarkeit eines solchen Schiffes, auch Ramjet genannt hängt stark von der Dichte des interstellaren Wasserstoffs ab, die derzeit nur ungenau bekannt ist.
Die Antriebstechnik i ist das vierte Problem.
| 4. Der interstellare Staub |
Wäre die Photonenrakete trotz aller Widrigkeiten und dank des Erfindergeistes der Menschen eines Tages dennoch gestartet, dann würde sie bald mit dem interstellaren Staub konfrontiert werden. Teilchen in Molekül-Größe würden noch von den Wänden des Schiffs geschluckt werden, aber irgendwann auf dem Weg nach Zeta Reticuli würde das Schiff einem oder mehreren größeren Materiebrocken begegnen. Beim Aufprall eines nur 1 g winzigen Teilchens auf das 150 000 km/s schnelle Schiff würde eine Energie von 11 Billionen Joule erzeugt. Dieser Wert entspräche etwa der fünffachen Energie der gesamten Saturn-Rakete auf ihrem Weg zum Mond kurz vor dem Abwerfen der ersten Stufe.
Diese Problematik würde zum endgültigen Desaster des Fluges beisteuern. Die "kleinen Grauen" würden ein Geisterschiff empfangen.
B: Auswege aus dem Dilemma?
Die Rahmenbedingungen bilden für die interstellare Raumfahrt ein Dilemma. Dennoch ist der Flug ins All Bestandteil der Science Fiction (SF) geworden. Die in den Geschichten und Filmen verbreiteten Ideen erfreuen sich in den einschlägigen Fankreisen so großer Beliebtheit, daß sich die Meinung verfestigt hat, es müsse Lösungen geben, wie man zu den Sternen hinausfliegen kann. Dieser Meinung haben sich auch prominente Wissenschafler angeschlossen. Da SF und physikalische Spekulation ineinander übergehen, habe ich die Theorien zusammengefasst und in fünf Gruppen eingeteilt:
| 1. Die Annahme eines vierdimensionalen Hyperraumes |
Im einfachsten Fall "springt" das Raumschiff durch einen hypothetischen vierdimensionalen Hyperraum, um den uns bekannten dreidimensionalen Raum und die Naturgesetze zu umgehen und noch vor dem Licht am Ziel anzukommen. Wie man sich den Hyperraumsprung vorstellen (oder nicht vorstellen) kann, möchte ich anhand eines Modells erläutern, das um eine Dimension verringert ist.
Nehmen wir an, unser Lebensraum befände sich auf einer zweidimensionalen Ebene, die zu einer Kugel gekrümmt wäre, ohne daß wir selbst als zweidimensionale Schattenwesen dies wüßten. Da die Fortbewegungsgeschwindigkeit in unserer Welt auf beispielsweise 300 km/h begrenzt wäre, würden wir darüber nachdenken, ob und wie wir diese Beschränkung aufheben könnten. Unseren mathematischen Erkenntnissen nach wäre es möglich, neben Länge und Breite noch eine dritte Dimension anzunehmen. Da wir nur nach vorn oder hinten und nach links oder rechts schauen könnten, wüßten wir dummerweise nicht, wohin sich diese erstreckt. Ein besonders phantasiereiches Wesen hätte nun die Hypothese aufgestellt, daß man sich durch Ausweichen in die dritte Dimension vielleicht schneller als 300 km/h bewegen könnte. Man bräuchte nur in diese Richtung, die er als Hyperraum bezeichnet hätte, "einzutauchen", und schon wären alle Geschwindigkeitsbegrenzungen aufgehoben. Seitdem würden wir nach einer technischen Lösung suchen, wie wir unser Schattenschiff in den Hyperraum versetzen und uns darin fortbewegen könnten. Bis heute wäre uns keine eingefallen.
Dieses Beispiel sollte helfen, die Problematik des Hyperraumsprungs zu verstehen. Wir stecken in einem ähnlichen Problem wie die Schattenwesen auf der Oberfläche der Kugelwelt. Wir können uns auch nicht vorstellen, in welche Richtung sich die vierte Raumdimension erstreckt, wie unser Raumschiff dorthin gelangen und wie es dann mit Überlichtgeschwindigkeit den Hyperraum durchqueren könnte. So wie ein Schatten nur auf einer zweidimensionalen Ebene existieren kann, so ist auch unsere Existenz nur auf die uns bekannten drei Raumdimensionen beschränkt.
Unabhängig davon gibt es ein weiteres Problem: Sprünge in ein anderes Teil des Universums, ohne daß auf der Erde die Zeit weiter läuft, verstoßen gegen die Prinzipien der Speziellen Relativitätstheorie, die Ortsveränderungen schneller als das Licht nicht zuläßt.
Der Hyperraumsprung wurde von Isaac Asimov in den fünfziger Jahren erfunden, als er den Foundation-Zyklus ("Der Tausendjahresplan", erschienen bei Heyne) schrieb und sein galaktisches Imperium begründete. Seit dieser Zeit ist er die beliebteste Fortbewegungshypothese für SF-Autoren und - Regisseure. Er ist so einfach verstehen, wenn man die offenen Fragen einfach ignoriert.
| 2. Das sechsdimensionale Weltmodell nach Burkhard Heim |
Ortsversetzungen oder Manipulationen von Raum und Zeit scheinen - wenn es sie geben sollte - sehr viel komplexer zu sein als die Modelle der SF uns vorgaukeln. Insbesondere müssen sie mit der Wissenschaft vereinbar sein. Der deutsche Physiker Burkhard Heim erstellte ein Gedankenmodell, das sechs Weltdimensionen enthält. Heim legte einen vierdimensionalen Unterraum zugrunde, den Ort des Geschehens in Raum und Zeit, ähnlich wie wir ihn kennen, und zwei weitere imaginäre Weltdimensionen. Die fünfte bewertet die Organisationszustände in der Zeitrichtung, während die sechste die Aktualisierungsrichtungen der fünften steuert. Als Theorie ist dieses Modell jedoch höchst kompliziert und unanschaulich und läßt sich in wenigen Sätzen nicht beschreiben. Das für diesen Aufsatz wichtige Ergebnis lautet: In dieser sechsdimensionalen Welt gibt es ein Prinzip, das Ortsversetzungen ohne Bewegungen durch den Raum möglich macht. Der zuletzt genannte Sachverhalt bedeutet, daß der Unterraum nicht mehr den Regeln der Speziellen Relativitätstheorie gehorchen muß. Zum Beispiel sollen sich nach Heim Gravitationswellen mit 4/3 der Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
Wer sich näher mit der Theorie beschäftigen möchte, dem empfehle ich das Buch Illobrand von Ludwigers [3].
| 3. Die Annahme von Brücken nach Einstein und Rosen |
Schwarze Löcher verbinden möglicherweise - nach einer Theorie Einsteins und Rosens - Teile des Universums miteinander. Schwarze Löcher entstehen im Endstadium massereicher Sterne, die ausgebrannt sind, so daß sie zusammenfallen und unvorstellbar verdichtet werden. In der Fachsprache bezeichnet man dies als Gravitationskollaps. Ihre Schwerkraft ist so gigantisch, daß selbst Licht nicht mehr entweichen kann. Es kommt nur bis zu einer Grenze, die als Ereignishorizont bezeichnet wird. Ein Schwarzes Loch besteht somit aus einem superdichten Kern (dem Sternüberrest) und einem diesen umgebenden Hohlraum, aus dem weder Licht noch Materie hinausströmen können.
Schwarze Löcher sind für die Raumfahrt grundsätzlich ungeeignet, da sie alles verschlingen, was ihnen jemals zu nahe gekommen ist. Die einzig mögliche Lösung dieses Problems bestünde in der Existenz von weißen Löchern, die jegliche Energie und Materie von sich stoßen würden. Aufgrund Symmetrie-Überlegungen im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie sind die beiden Physiker, der Israeli Yuval Ne'eman und der Russe Novikov zu dem Ergebnis gekommen, daß es Weiße Löcher als Gegenbild Schwarzer Löcher geben müßte. Wenn ein Schwarzes und ein Weißes Loch in verschiedenen Teilen des Universums sich miteinander verbänden, dann gäbe es endlich eine Möglichkeit, um den Weg durch den Raum abzukürzen. Materie, die vorher in ein Schwarzes Loch eingetaucht wäre, würde aus dem Weißen Loch wieder herauskommen. Weiße Löcher sind bis jetzt aber noch nicht nachgewiesen worden.
Das Eintauchen in ein Schwarzes Loch wäre für die Raumfahrt - sollte die Theorie stimmen - nicht sonderlich hilfreich, denn das Schiff würde von dem Kern in seinem Inneren aufgesaugt und in die Neutronenmasse integriert werden. Ein winziger Lichtblick wären solche Sternüberreste, die von Pol zu Pol von einem Tunnel durchzogen sind. Nach einer Berechnung des Neuseeländers Kerr deformieren Objekte, die mit mehr als 1000 Hz (= U/s) rotieren, zu einem Ring, der in der Mitte eine Öffnung hat. Der Kerr-Tunnel wäre die "ideale" Einflugschneise in eine sog. Einstein-Rosen-Brücke, vorausgesetzt sie existiert [4].
Flüge durch Schwarze und Weiße Löcher böten den ultimativen Kick für Raumfahrt-Abenteurer. Am Beginn der Reise, die wegen des Kerr-Tunnels am Pol eines Schwarzes Loch begänne, verspürte der Raumfahrer eine fatale Längung seines Körpers, weil die extrem ansteigenden Gravitationskräfte die Füße stärker als den Kopf anzögen. Das Raumschiff, das rapide beschleunigte, würde am Ereignishorizont einen Vorhang unglaublich energiereicher Strahlung durchfliegen, die dem gedehnten Raumfahrer einen glühenden Empfang bereitete. Der Nervenkitzel steigerte sich schließlich beim Einflug in den Kerr-Tunnel, bei dem die über alle Vorstellungen steigende Gravitation den Raumfahrer weiter in die Länge zöge. Grausamer Höhepunkt des Fluges wäre zweifellos das Zentrum des Schwarzen Loches. Dort würde er mit Enttäuschung feststellen, daß er in eine Falle geraten wäre, denn die Theorie mit dem Weißen Loch war nur eine mathematische Spielerei. Dem armen Raumfahrer bliebe nichts anderes übrig, als im Kerr-Tunnel von Pol zu Pol hin und her zu pendeln und zu warten, bis das Schwarze Loch - gemäß der Voraussage Hawkins [5] - verdampft sein würde.
Einstein-Rosen-Brücken sind eine "tot"- sichere Verbindung.
| 4. Die Annahme von Wurmlöchern |
Wurmlöcher sind ebenfalls eine Hypothese, die aus der Not heraus erfunden wurde, den Raumfahrern ein schreckliches Ende in den Schwarzen Löchern zu ersparen. Sie sollen wie die Einstein-Rosen-Brücken verschiedene Teile des Kosmos miteinander verbinden und enthalten im Gegensatz zu diesen keine heimtückischen Fallen ohne Ausweg. Als die beiden amerikanischen Physiker Morris und Thorne die Vision entwarfen, setzten sie einige Bedingungen fest, die einen sicheren Durchflug gewährleisten sollten [4]:
a) Ein Wurmloch muß statisch sein, das heißt es darf seine Größe und seine Form nicht verändern.
b) Es muß den Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie gehorchen.
c) Es darf keinen Ereignishorizont haben, unter dem das Raumschiff auf Nimmerwiedersehen verschwindet, und darf nur geringe Gravitationskräfte erzeugen.
d) Seine Form entspricht den Berechnungen nach der Form einer abgeflachten Sanduhr mit zwei Becken und einem Schlund, der den Übergang von einem Teil in das andere Teil des Universums gewährleistet.
e) Seine Herstellung setzt jedoch eine nahezu grenzenlose Manipulation der Natur voraus. Um ein Wurmloch am Einstürzen zu hindern, müssen die Wände Spannungen aushalten, die dem Druck im Innern eines Neutronensterns entsprechen. Die Anforderungen werden nur durch exotische Materie mit negativer Masse (siehe Kapitel 5) erfüllt, die bisher aber nur in den Köpfen von Physikern existiert.
Diese Theorie übt offensichtlich eine große Faszination aus, denn sie war Bestandteil des sehenswerten Films "Contact" nach einer Vorlage von Carl Sagan. Der Gedanke an solche Gebilde ist jedoch schon älter. Er tauchte bereits in Kubricks Meisterwerk "2001 - eine Odyssee im Weltraum" nach dem gleichnamigen Buch von Arthur C. Clarke auf. Das Raumschiff mit dem Helden an Bord fliegt durch ein Sterntor in Form eines Monolithen, der ähnlich wie der Eingang eines Wurmlochs Zugang zu einem anderen Teil des Universums verschafft.
| 5. Die Annahme einer Antigravitation |
Die Theorie der Antigravitation geht auf den österreichischen Physiker Hermann Bondi zurück, der aus der Allgemeinen Relativitätstheorie folgerte, daß es negative Materie geben müsse. Diese übe eine Antigravitation aus, die alle Formen von Materie abstoße, unabhängig davon, ob sie negativ oder positiv sei. Positive Materie hingegen ziehe alle negativen und positiven Formen von Materie an. Bondi folgerte: Wenn zwei Körper aus positiver und negativer Materie genau den richtigen Abstand voneinander besitzen, können sich beide ohne Energieaufwand mit gleichförmiger Beschleunigung fortbewegen - die positive Masse voraus, da sie die negative Masse konstant anzieht. Die negative Masse wiederum schiebt die positive Masse ständig in die gleiche Richtung, in die sie selbst gezogen wird. Obwohl die Schiffsmasse viel zu klein wäre, um merkbare Anziehungs- und Abstoßungskräfte zu zeigen, entwickelte der Physiker Robert Forward daraus ein Antriebskonzept: Die positiven und negativen Massenanteile eines Raumschiffs würden mit entgegengesetzten elektrischen Ladungen ausgestattet und mit Hilfe elektrostatischer Kräfte so verbunden, daß eine konstante Beschleunigung entstünde. Zum Beschleunigen wäre die negative Masse hinter dem Heck, zum Verzögern wäre sie vor dem Bug. Mit dem Schiff könne man 70 % der Lichtgeschwindigkeit erreichen [6].
Die Fiktion erinnert mich ein wenig an Münchhausens Geschichte, er habe sich am eigenen Schopfe aus dem Sumpf gezogen.
Zusammenfassung
Ich habe fünf in der Literatur häufig genannte Theorien und Spekulationen zum interstellaren Raumflug beschrieben, die uns helfen sollen, die durch die Physik und Technik auferlegten Rahmenbedingungen zu umgehen. Welche davon richtig oder falsch ist, wage ich nicht zu beurteilen. Insbesondere das sechsdimensionale Weltbild nach Burkhard Heim habe ich zu wenig verstanden, um es bewerten zu können. Allerdings hat sich in der Physik keine der Hypothesen uneingeschränkt durchsetzen können. Da ich keinen Zweifel habe, daß die Erde - wie anfangs erwähnt - von Außerirdischen besucht wird, bedeutet das vor allem eines: Unser Verständnis von den Gesetzmäßigkeiten des Universums weist erhebliche Lücken auf. Andererseits bin ich sicher, daß es eine Lösung des Rätsels geben muß, wie der Abgrund zwischen den Sternen auf erklärbare Weise überbrückt werden kann. In der irdischen Literatur bin ich nicht fündig geworden, daher habe ich in solchen Büchern gesucht, die mit außerirdischer Hilfe zustande gekommen sind. Ich brauchte da nicht lange zu suchen. Das Wichtigste war, althergebrachte Vorstellungen über Bord zu werfen, richtig zu kombinieren und Schlüsse zu ziehen.
Lesen Sie daher Teil II "Die Brücke über den Abgrund" in den kommenden beiden Heften.
Quellen:
[1] Kasten, Volker: "Von Proxima Centauri bis Sirius", in Sterne und Weltraum 8/99
[2] Seitz, Hans: "Das Problem der Zeitdehnung in der Weltraumfahrt" in Sterne und Weltraum 2/64
[3] Ludwiger, Illobrand von: "Der Stand der Ufo-Forschung", Verlag Zweitausendeins, 1992
[4] Halpern, Paul: "Wurmlöcher im Kosmos", List-Verlag, 1994
[5] Hawkins, Stephen W.: "Eine kurze Geschichte der Zeit", Rowohlt, 1988
[6] ohne Autor: "Die Kolonisierung des Weltraums", Time-Life-Bücher 1992
TEIL II
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