Seit Jahrtausenden beobachten die Menschen die Sterne, seit Jahrzehnten erst entsenden wir Satelliten, um sie genauer zu erforschen. Wir haben Sonden auf dem Mars, ihn selbst aber noch nicht betreten – mitunter weil die Reise schlicht zu lange dauert. Der Rand unseres Sonnensystems stellt eine noch größere Herausforderung dar, oder gar die Grenzen unserer Galaxie. Wollen wir die Milchstraße erkunden, müssen wir schneller als Lichtgeschwindigkeit reisen. Aber geht das überhaupt?

Schneller als Lichtgeschwindigkeit dank „Solitonen“

In der Sci-Fi-Literatur sind Warp-Antriebe schon seit geraumer Zeit ein Ding. Doch in der realen Welt gilt die Lichtgeschwindigkeit als absoluter Höhepunkt. Etwas schnelleres gibt es nicht – so zumindest die Annahme. Glaubt man aber Dr. Erik Lentz von der Georg-August-Universität Göttingen, könnte es sich bei diesem Höhepunkt um nichts weiter als eine Grenze handeln, vergleichbar etwa mit der Schallmauer. Will heißen: Man kann diese Barriere durchbrechen.

Forschungsarbeiten, die sich mit überlichtschnellem Transport auseinandersetzen, greifen in der Regel auf eine große Menge hypothetischer Teilchen und Materiezustände zurück. Diese „exotischen“ Eigenschaften, darunter die negative Energiedichte, sind nötig, um die Studien mit Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie in Einklang zu bringen. Dr. Lentz denkt, man könne schneller als Lichtgeschwindigkeit reisen ohne solche hypothetischen Negativ-Eigenschaften dazu zu dichten.

Anstelle negativer Energiequellen konstruierten Lentz und sein Team eine neue Klasse hyperschneller Solitonen oder „Warpblasen“. Diese Wellenpakete greifen ausschließlich auf positive Quellen zurück und können sich, so die Theorie, mit beliebiger Geschwindigkeit fortbewegen. Seine Forschungsergebnisse veröffentlichte Lentz schon 2021 im Fachjournal Classical and Quantum Gravity.

Solitonen sind kompakte Wellen oder Wellenpakete. Sie behalten in ihrer Bewegung sowohl Ursprungsform als auch -geschwindigkeit bei. Während eines Zusammenstoßes mit anderen Solitonen kommt es nicht zu einer Wechselwirkung.

Sonderzug nach Proxima Centauri

Im Rahmen einer Pressemitteilung erklärte die Göttinger Universität, der Astrophysiker habe festgestellt, dass es Konfigurationen der Raum-Zeit-Krümmung gebe, die bislang in Solitonen organisiert seien. Damit habe er eine wichtige Lücke in früheren Arbeiten zum Warp-Antrieb entdeckt, die bislang noch nicht erforscht wurde.

„Lentz leitete die Einstein-Gleichungen für unerforschte Soliton-Konfigurationen ab […] und stellte fest, dass die veränderten Raum-Zeit-Geometrien auf eine Weise gebildet werden können, die auch mit konventionellen Energiequellen funktioniert“, schreibt die Universität. Damit stelle er eine Methode, um schneller als Lichtgeschwindigkeit zu reisen, ohne auf exotische negative Energiedichten ausweichen zu müssen.

Auf Basis seiner Ableitungen könnten Menschen in ferner Zukunft unvorstellbar lange Strecken binnen nur weniger Jahre hinter sich bringen. Eine Reise zu Proxima Centauri, dem der Sonne mit einer Entfernung von circa 4,2 Lichtjahren nächstgelegene Stern, und zurück würde damit nur einige Jahre anstelle von Jahrzehnten oder gar Jahrtausenden dauern.

Zum Vergleich: Unter Verwendung moderner Raketentechnologie würde ein „One-Way-Ticket“ rund 50.000 Jahre in Anspruch nehmen.

Gewaltiger Energiebedarf

„Diese Arbeit hat das Problem des Reisens mit Überlichtgeschwindigkeit einen Schritt weg von der theoretischen Forschung in der Grundlagenphysik und näher an die Technik gebracht. Der nächste Schritt besteht darin, herauszufinden, wie man die astronomische Energiemenge, die benötigt wird, in den Bereich der heutigen Technologien bringen kann, z. B. in ein großes modernes Kernspaltungskraftwerk. Dann können wir über den Bau der ersten Prototypen sprechen.“

Dr. Erik Lentz

Eine nicht unwesentliche Hürde stelle derzeit noch der Energiebedarf für diese neue, bislang rein hypothetische Antriebsart dar. „Die Energie, die für diesen Antrieb bei Lichtgeschwindigkeit für ein Raumfahrzeug mit einem Radius von 100 Metern benötigt wird, entspricht der hundertfachen Masse des Planeten Jupiter“, so Lentz. Im Rahmen früherer Studien seien allerdings bereits Mechanismen vorgeschlagen worden, die die benötigte Energie stark reduzieren könnten.

Quelle: „Breaking the warp barrier: hyper-fast solitons in Einstein–Maxwell-plasma theory“ (Classical and Quantum Gravity, 2021); Georg-August-Universität Göttingen

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