Im Star Trek-Universum gelingt es der Menschheit bereits im Jahr 2200 fremde Lebensformen zu besuchen. Der Warp-Antrieb macht es möglich. Seitdem sind Menschen begeistert von Wurmlöchern, Zeitreisen und lichtschnellen Raumschiffen. Mit der Realität haben solche phantastischen Sehnsüchte nichts zu tun, doch in der Theorie zeigt sich, dass vor allem fünf Science-Fiction-Visionen gar nicht mal so abwegig sind.

Science Fiction: Eine Idee für sich

Science-Fiction-Visionen sind spätestens seit Jules Vernes Abenteuer gesellschaftlich populär geworden. „Die Reise zum Mittelpunkt der Erde“ von 1864 machte nicht nur den französischen Schriftsteller, sondern auch das Genre bekannt.

Die Zukunftsvorhersagen des 19. Jahrhunderts waren jedoch im technologischen Maßstab keinesfalls so spektakulär wie heute. Während Kapitän Nemo mit einem U-Boot ganze 20.000 Meilen hinabsinkt, steuert ein Captain Kirk mit seiner USS Enterprise fremde Planeten an.

Der Unterschied zwischen beiden liegt auf der Hand: Während das U-Boot 1864 bereits denkbar war, und das Meer ein sehr irdischer Ort ist, stehen wir bei der Entwicklung einer USS Enterprise vor noch unlösbaren Problemen.

Science-Fiction-Visionen haben sich in den vergangenen zweihundert Jahren verändert. Wurde die fiktive Welt Jules Vernes noch als mögliche Zukunft naturwissenschaftlich anerkannt, sieht das beim Warp-Antrieb ganz anders aus. Mit der Astrophysik kann die Reise ins All zumindest theoretisch angetreten werden, wie diese fünf Beispiel zeigen.

Grafik Wurmloch
Die 3D-Illustration zeigt ein mögliches Wurmloch. Bereits Einstein vermutete ihre Existenz. Credit: imago / agefotostock Credit: imago / agefotostock

Ist das Wurmloch bloße Science Fiction?

Seit Christopher Nolans Film Interstellar kennen vermutlich viele den Begriff Wurmloch. Nolans Protagonisten reisen durch ein solches Wurmloch, um weit entfernte Planeten anzusteuern, die auf direktem Wege zu weit entfernt lägen.

Tatsächlich konnte die Existenz von Wurmlöchern nie bewiesen werden. Vor 86 Jahren jedoch vermuteten die Physiker Albert Einstein und Nathan Rosen, dass diese Wurmlöcher existieren könnten.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie lieferte hierfür die Vorlage: Die Theorie geht davon aus, das massereiche Objekte im Weltraum die Raumzeit krümmen. Führe man diesen Gedanken weiter, so müssten extrem massereiche Objekte wie Schwarze Löcher die Raumzeit so weit krümmen, dass sich zwei von ihnen verbinden. Eine Brücke durch die Raumzeit wäre geschaffen.

Doch alles was solchen Objekten in die Quere kommt, wird in der Theorie sofort zerrissen. Der Astrophysiker Carl Sagan wollte in den 80iger Jahren für seine Science-Fiction-Vision einer Reise durchs Wurmloch mögliche Beweise sammeln. Der befreundete Physiker Kip Thorne erklärte, dass Reisen durch Wurmlöcher möglich seien. Sagan glaubte seinem Freund und veröffentlichte kurze Zeit später den Roman Contact.

Warp Drive
Star Trek machte den Warp-Antrieb bekannt. Mit dieser Antriebsmethode sollen sich Menschen mit Überlichtgeschwindigkeit durchs All bewegen. Credit: imago / Science Photo Library Credit: imago / Science Photo Library

Der Warp-Antrieb

Proxima Centauri ist unser nächstgelegener Stern. Er ist knapp 4,2 Lichtjahre entfernt. Das bedeutet, dass ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit 4,2 Jahre benötigen würde, um Proxima Centauri zu erreichen. In Star Treks Science-Fiction-Vision ist dieses Problem längst gelöst. Die USS Enterprise schiebt sich nämlich mit einem sogenannten Warp-Antrieb durchs All.

Aber würde das funktionieren? Die physikalische Geschwindigkeitsbegrenzung im Universum ist die Lichtgeschwindigkeit. Nach Einstein könne man diese Geschwindigkeit umgehen, indem die Reise nicht durch das Weltall führt.

Der Weltraum kann – zumindest in der Theorie – verzerrt werden. Dafür müsste der Raum um das Raumschiff manipuliert werden, indem der Raum gekrümmt wird. Der Theoretiker Miguel Alcubierre hob die Möglichkeit dieser Science-Fiction-Vision vom Warp-Antrieb hervor.

Nach Alcubierre müsse dafür lediglich der Raum vor dem Raumschiff gedehnt und dahinter zusammengezogen werden. Raum und Zeit könnten dadurch als physikalische Grenzen überwunden werden. Wie in einem Tropfen Wasser könnte sich ein solches Raumschiff auf einer Schliere aus Raum und Zeit fortbewegen.

Astronomischer Uhrenapparat
Wenn sich Zeit und Raum durch die Gravitation beeinflussen lassen, sind Zeitreisen zumindest in der Theorie möglich. Credit: imago / alimdi Credit: imago / alimdi

Zeitreisen: Mehr als nur Science Fiction-Vision?

Gibt es Zeitreisen? Theoretiker gehen davon aus, dass sie nicht existieren und weiterhin reine Science-Fiction-Vision bleiben werden. Würde es sie nämlich geben, hätten wir bereits längst Besuch von Zeitreisenden bekommen. Vermutlich hätten sie uns sogar dabei geholfen, eine Zeitmaschine zu bauen. Aber wer hätte dann den Zeitreisenden geholfen ihre Maschine zu bauen?

Es sind genau solche Paradoxa, die Zeitreisen undenkbar machen. Ihre reale Umsetzung scheint ausgeschlossen. Doch wieder ist es Einsteins Relativitätstheorie, die Zeitreisen zumindest theoretisch plausibel macht. Seit Einstein erkennen wir, dass durch die Gravitation Zeit und Raum gekrümmt werden können.

Weil Raum und Zeit seit der Relativitätstheorie fest miteinander verzahnt sind, ist auch die Krümmung der Zeit vorstellbar. Würde die Raumzeit nur genügend verzerrt werden, könnte sie sich theoretisch in sich selbst zurück falten. Wissenschaftler:innen sprechen hierbei von einer „geschlossenen zeitlichen Kurve“.

1974 konzipierte der Physiker Frank Tipler das Modell einer Zeitmaschine. Die Apparatur müsste ein 97 Kilometern langer Zylinder mit der Gesamtmasse unserer Sonne sein. Damit Probanden nun durch die Zeit reisen, müsste sich dieser Zylinder so schnell drehen, bis sich die Zeit in sich selbst faltet.

Teleportationstation
Anstatt von A nach B zu kommen, basiert die Teleportation in der Theorie darauf, Objekte und Menschen zu zerstören und ein Duplikat zeitgleich am Zielort zu erstellen. Credit: imago / agefotostock Credit: imago / agefotostock

Teleportation

In Science-Fiction-Visionen ermöglicht die Teleportation eine Reise ohne Zeitverlust. Quasi zeitgleich würden Reisende an Punkt A bis in die Atome zerstört werden, um an Punkt B als eine Kopie ihrer selbst wieder zusammengefügt zu werden.

In der Welt der Quanten sind solche Zustände bereits bestätigt worden, wir können sie uns bloß nicht erklären. So sprechen Wissenschaftler:innen von der sogenannten Quantenteleportation, wenn der Quantenzustand eines Photons etwa hunderte Kilometer entfernt wieder auftaucht.

Photonen werden jedoch nicht wirklich teleportiert. Ihr Informationsgehalt ändert sich nur. Das bedeutet, dass zwei einst unterschiedliche Photonen den exakt selben Aufbau vorweisen und wirklich gleich sind. Teleportation wie in Star Trek wird also reine Science-Fiction-Vision bleiben.

Simulation Urknall
Forschende gehen davon aus, dass der Urknall in zwei Richtungen stattgefunden habe und es noch ein anderes Universum gebe. Credit: imago / Imaginechina-Tuchong Credit: imago / Imaginechina-Tuchong

Mehr als nur Science-Fiction-Vision: Paralleluniversen

Eine weitere beliebte Science-Fiction-Vision behandelt Paralleluniversen. Das sind Universen, die außerhalb unseres eigenen Universums bestehen. Meist stellen sich die Menschen hierbei eine Welt vor, die anders ist als unsere, und in der zum Beispiel die Geschichte der Menschheit ganz anders abgelaufen ist als bei uns.

Astronomen gehen davon aus, dass der Urknall zum Beispiel in zwei Richtungen funktioniert habe. Der Theorie nach habe sich das Universum auch in die uns entgegensetze Richtung ausgedehnt. Weiter noch geht die Theorie der Multiversen, die unendliche Universen in einem sich unendlich expandierenden Raum beschreibt.

Doch wird müssen nicht die Wände unseres Universums einreißen, um die großen Science Fiction-Visionen zu sehen. Bereits ein ganz irdischer Blick auf unseren digitalen Fortschritt zeigt zum Beispiel, dass wir kurz davor stehen könnten, Maschinen zu bauen, die klüger sind als wir.

Quellen: Space.com, Live Science, NASA, eigene Recherche

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