2D-Visualisierung eines Alcubierre-Antriebs, die die Expansion und Kontraktion der Raumzeit zeigt. (AllenMcC/Wikimedia, Creative Commons) 
Die Idee eines Warp-Antriebs, der uns schneller als mit Lichtgeschwindigkeit durch weite Gebiete des Weltraums befördert, fasziniert Wissenschaftler und Science-Fiction-Fans seit langem gleichermaßen. Auch wenn wir noch weit davon entfernt sind, die universellen Geschwindigkeitsbegrenzungen zu überschreiten, heißt das nicht, dass wir niemals auf den Wellen der verzerrten Raumzeit reiten werden.
Jetzt hat eine Gruppe von Physikern den ersten Vorschlag für einen physikalischen Warp-Antrieb zusammengestellt, der auf einem Konzept aus den 90er Jahren basiert. Und sie sagen, es sollte keines der Gesetze der Physik brechen.
Theoretisch gesehen biegen und verändern Warp-Antriebe die Form der Raumzeit, um Zeit- und Entfernungsunterschiede zu übertreiben, die unter bestimmten Umständen dazu führen könnten, dass Reisende sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit über Entfernungen bewegen.
Einer dieser Umstände wurde vor mehr als einem Vierteljahrhundert von einem mexikanischen theoretischen Physiker dargelegt Miguel Alcubierre . Seine 1994 vorgeschlagene Idee war ein Spa Cecraft, das von einem sogenannten „Alcubierre-Antrieb“ angetrieben wird, könnte diese überlichtschnelle Reise erreichen. Das Problem besteht darin, dass viel negative Energie an einem Ort benötigt wird, was nach der bestehenden Physik einfach nicht möglich ist.
Aber die neue Studie hat einen Workaround. Laut Forschern der unabhängigen Forschungsgruppe Applied Physics mit Sitz in New York ist es möglich, die Fiktion der negativen Energie hinter sich zu lassen und trotzdem einen Warp-Antrieb zu entwickeln, wenn auch einen, der vielleicht etwas langsamer ist, als uns lieb ist.
„Wir gingen einen anderen Weg als die NASA und andere und unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es tatsächlich mehrere andere Klassen von Warp-Antrieben gibt.“ generelle Relativität ,' sagt der Astrophysiker Alexey Bobrick , von der Universität Lund in Schweden.
„Insbesondere haben wir neue Klassen von Warp-Antriebslösungen entwickelt, die keine negative Energie benötigen und daher physisch werden.“
Warum ist negative Energie eine so große Sache? Der Bedarf an negativer Energie umgeht einige der allgemeinen Relativitätsprobleme des Reisens mit Überlichtgeschwindigkeit, indem er ermöglicht, dass sich der Raum schneller als Licht ausdehnt und zusammenzieht, während alles innerhalb seiner Krümmung innerhalb universeller Geschwindigkeitsgrenzen bleibt.
Leider bringt es weitere eigene Probleme mit sich – vor allem, dass die negative Energie, die wir benötigen, nur in Schwankungen auf Quantenskala existiert. Bis wir einen Weg finden, eine sonnengroße Masse des Zeugs einzusammeln, ist diese Art von Antrieb einfach nicht möglich.
Die neue Forschung geht davon aus – dem Papier zufolge wäre keine negative Energie erforderlich, dafür aber ein enorm starkes Gravitationsfeld. Die Schwerkraft würde die schwere Last der Krümmung der Raumzeit übernehmen, so dass der Zeitablauf innerhalb und außerhalb der Warp-Antriebsmaschine deutlich unterschiedlich wäre.
Sie können jedoch noch keine Tickets buchen – die Masse, die erforderlich ist, um einen spürbaren Gravitationseffekt auf die Raumzeit zu erzeugen, würde mindestens der Größe eines Planeten entsprechen, und es sind noch viele Fragen zu beantworten.
„Wenn wir die Masse des gesamten Planeten Erde nehmen und sie auf eine Hülle mit einer Größe von 10 Metern komprimieren, dann ist die Korrektur der Zeitrate im Inneren immer noch sehr gering, nur etwa eine zusätzliche Stunde im Jahr“, sagt Bobrick erzählt Neuer Wissenschaftler .
Ein weiteres interessantes Ergebnis der Forschung betrifft die Form des Warp-Antriebs: Ein breiteres, höheres Schiff benötigt weniger Energie als ein langes und dünnes. Stellen Sie sich einen aufrecht gehaltenen Teller vor, der zuerst gegen eine Wand geworfen wird, und Sie haben eine Vorstellung von der optimalen Warp-Antriebsform.
Auch wenn die Realität von Reisen zu fernen Sternen und Planeten noch in weiter Ferne liegt, ist die neue Studie die neueste Ergänzung dazu eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen Das legt nahe, dass die Prinzipien der Warp-Antriebe wissenschaftlich fundiert sind.
Die Forscher geben zu, dass sie immer noch nicht genau wissen, wie sie die Technologie, die sie in ihrer Arbeit beschrieben haben, zusammensetzen sollen, aber zumindest summieren sich jetzt mehr Zahlen. Sie sind zuversichtlich, dass der Warp-Antrieb noch weit in der Zukunft Realität werden wird.
„Obwohl wir die Lichtgeschwindigkeit immer noch nicht brechen können, ist das nicht nötig, um eine interstellare Spezies zu werden.“ sagt Gianni Martire , einer der Wissenschaftler der Gruppe Angewandte Physik, die hinter der neuen Studie steht. „Unsere Warpantriebsforschung hat das Potenzial, uns alle zu vereinen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Klassische und Quantengravitation .