Jan 09 2010

Mach-Prinzip und Mach-Lorentz-Antrieb

Die Massenträgheit ist ein fundamentaler, wenn auch mysteriöser Aspekt physikalischer Systeme. Sie könnte der Schlüssel zu einer Technologie mit extrem weitreichenden Folgen für die menschliche Zivilisation sein.

Was möglich würde

Was möglich würde

Diesen „Zukunftstechnologie“-Artikel zu schreiben fällt mir ungewöhnlich schwer. Normalerweise kann ich mich darauf verlassen, dass potentielle Zukunfts-Technologien sich auf den ersten, zweiten oder spätestens dritten Blick in eine der folgenden Kategorien einteilen lassen: 1. Hat zumindest Potential, weiterverfolgen. 2. Ist Unsinn, wird nie funktionieren. In die letzte Kategorie passen Dinge wie „Freie-Energie-Motoren“, „Wasserautos“, „Relativistische Antriebe“ und so weiter.

Beim Mach-Effekt und dem damit verbundenen Mach-Lorentz-Antrieb (englisch Mach-Lorentz-Thruster, MLT) ist mir auch nach widerholtem Anschauen, Lesen, Recherchieren, Vergleichen nicht wirklich klar, woran ich bin. Einerseits klingt die Möglichkeit eines solchen Antriebs irgendwie zu fantastisch, um wahr zu sein: Beschleunigung ohne Rückstoss, Raumschiffe, die mit einem Ge (der Erdschwerebeschleunigung) zu den Planeten fliegen und in wenigen Tagen das äussere Sonnensystem erreichen. Fliegende Autos. Eine realistische Chance, eines Tages Wurmlöcher und Warp-Antriebe zu bauen… Die Erfahrung lehrt, dass man solche Aussagen mit einer sehr gesunden Skepsis nehmen sollte.

Und doch ist der Physiker James Woodward, der seit Jahrzehnten als treibende Kraft hinter der Entwicklung der Theorie und der dazu gehörigen Experimente wirkt, Professor der California State University of Fullerton (bei Los Angeles). Die Experimente, die er entwickelt hat (geldmangelbedingt waren es nicht besonders viele), stützen seine theoretischen Voraussagen. Es ist keinerlei „neue Physik“ beteiligt – alles spielt sich im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie ab.

Ich wäre enttäuscht von den final-frontier.ch-Leserinnen und Lesern, wenn sie jetzt, angesichts dieser Ausgangslage, nicht skeptisch wären. Ich will nun also versuchen, eine Einleitung in das Mach-Prinzip mit all seinen Konsequenzen zu geben und anschliessend aufzeigen, wie dies zu dem oben genannten Mach-Lorentz-Antrieb führt. Dies ist natürlich keine technische, mathematische Einführung, sondern eine Transkription dessen, was ich – mit meinem begrenzten Verständnis der involvierten Physik – den verschiedenen Artikeln zum Thema entnehme. Für Details verweise ich auf die Links am Ende des Artikels.

Massenträgheit

Woher kommt die Massenträgheit? Wenn ich Kraft auf ein Objekt ausübe, zum Beispiel eine Computermaus, dann drückt dieses Objekt auf mich zurück. Dies hat in erster Linie nichts mit der Reibung, etwa der Computermaus mit dem Mousepad, zu tun: diesen Widerstand würde man auch im schwerelosen Raum feststellen. Tatsächlich ist die Massenträgheit ein zentrales Element der newtonschen Physik: Ein Körper „wehrt“ sich gegen jede Änderung seiner Geschwindigkeit. Woher aber kommt diese Kraft? Weshalb lassen sich Objekte nicht einfach widerstandsfrei „anschieben“, gehindert nur von Reibungskräften?

Der österreichische Physiker Ernst Mach hatte einst vorgeschlagen, dass dies mit weit entfernten Sternen und Galaxien zu tun hat. Die Massenträgheit kommt – nach dieser Vorstellung – davon, dass alle Objekte im Universum gravitativ miteinander interagieren. Grob gesagt, kommt die Kraft, die die Computermaus auf meine, sie beschleunigen wollende Hand auswirkt, davon, dass sie der kumulierten gravitativen Wirkung von unzähligen Sternen und Galaxien „hinter mir“ angezogen wird. Aber halt, wie ist das möglich, wenn sich Wirkungen nur mit Lichtgeschwindigkeit übertragen können? Hier wird es etwas suspekt: es gibt im Prinzip zwei Möglichkeiten: entweder die Übertragung von Änderungen im Gravitationsfeld ist instantan, also unendlich schnell. Dies gibt Probleme mit der Speziellen Relativitätstheorie. Die Alternative ist, dass die Wirkung sich zwar mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, die Reaktion sich dann aber (ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit) in der Zeit rückwärts ausbreitet und somit exakt zu dem Zeitpunkt, an dem ich die Maus anschieben will, die Reaktionskräfte aus allen Ecken und Winkeln des Universums bei der Maus miteinander dahingehend interagieren, dass sie meiner beschleunigenden Kraft eine gleiche und entgegengesetzt wirkende Kraft entgegen setzen. Ich hatte euch ja gewarnt…

Allerdings ist diese Darstellung nicht so extrem, wie es auf den ersten Blick scheint: wir wissen etwa, dass sich Planeten in ihrem Orbit um die Sonne so verhalten, als sei die Gravitationswirkung unendlich schnell (die Erde kreist um jenen Punkt, an dem die Sonne sich gerade in diesem Moment befindet, nicht um jenen, an dem sie sich vor 8.33 Minuten befand – andernfalls gäbe es keine stabilen Planetenbahnen!). Nur Veränderungen in diesem Feld breiten sich mit endlicher Geschwindigkeit aus. Man kann auch sagen: Die Erde lässt sich ihre Bahn vom „Gravitationsfeld“ vorgeben, das die Sonne „erzeugt“ – genauso könnte man sagen, die Gesamtheit der Objekte im Universum „erzeuge“ ein Gravitationsfeld, in das alle Materie (auch die Computermaus) eingebettet ist – jede Veränderung an der Materie in diesem Feld (etwa das Verschieben der Computermaus) kämpft also gegen dieses Feld an – und dies ist dann das, was wir Massenträgheit nennen.

Schwankungen der Masse

Woodward geht auf seiner Webseite (siehe ganz unten) recht weit, diese scheinbar seltsame, ja absurde Idee plausibel darzustellen und zu zeigen, wie sie sich in den Rest der Allgemeinen Relativitätstheorie einbettet. Ich gehe jetzt hier nicht weiter darauf ein. Eine Konsequenz dieser Idee ist jedoch interessant, gerade, weil sie experimentell überprüfbar ist. Die Masse von Objekten, die beschleunigt werden, sollte demzufolge relativ schwach um ihre „Ruhemasse“ schwanken. Im Umkehrschluss sollte es auch deshalb (ich kürze hier enorm, um den Artikel übersichtlich zu halten) möglich sein, mit einer schwankenden Massen eine Beschleunigung zu erreichen. Ein elektrischer Kondensator kann Energie schnell speichern und auch wieder abgeben – da Enerige und Masse äquivalent sind, kann man so eine (winzige) Schwankung der Masse des Kondensator erreichen und den Mach-Lorentz-Antrieb experimentell überprüfen. Allerdings wird die Massenschwankung (offenbar, angeblich) nicht allein durch die Schwankung der gespeicherten Energie bewirkt (die wäre viel zu klein), sondern durch einen „beschleunigungsbedingten“ Verstärkungs-Effekt, der mir zur Zeit nicht ganz klar ist (siehe Nextbigfuture-Link unten). Hier habe ich auch momentan die grössten Fragezeichen.

[i]UPDATE: Ich habe hier herausgefunden, dass die Massenschwankung in der mathematischen Ableitung durch einen bestimmten Term in der Gleichung gewaltig verstärkt wird. Dieser Term hat damit zu tun, dass es im Universum nur Materie mit positiver Massendichte gibt (etwa im Gegensatz zum Elektromagnetismus, wo es positive und negative Ladungen in etwa gleichen Proportionen gibt). Das heisst, das Universum hat eine gewaltige „positive Ladung“, was die Masse angeht. Diese „Ladung“ ist es, die letztlich die Massenschwankungen so stark verstärkt und den Mach-Lorentz-Antrieb überhaupt erst „möglich“ macht. Quelle: PDF-Artikel von Woodward.[/i]

Wie soll denn nun dieser Antrieb funktionieren? Man kann sich das mit folgender Analogie vorstellen. Nehmen wir an, ein Kind steht auf einem Skateboard. Es kann sich bewegen wie es will, ohne äussere Einwirkung wird es nicht in der Lage sein, das Skateboard zu beschleunigen (Baron von Münchhausen). Nun geben wir dem Kind einen „magischen Ziegelstein“ in die Hand, dessen Masse in vorhersehbarer Weise um einen Mittelwert schwankt. Nur mit diesem Stein ausgerüstet, wäre das Kind nun in der Lage, zu beschleunigen. Wie? In dem es den magischen Ziegelstein etwa an einem Gummiseil befestigt und ihn entgegen der Richtung, in die es beschleunigen will, wirft – und zwar exakt dann, wenn die Masse am grössten ist. Das Gummiseil holt den Stein zurück, wenn die Masse am geringsten ist. Netto sollte sich so eine Beschleunigung in die eine Richtung ergeben. Mit einem zweiten magischen Ziegelstein lässt sich das ganze noch etwas effizienter gestalten: Die Ziegelsteine werden so gestaltet, dass ihre Masse „phasenverschoben“ schwankt: Wenn der eine Ziegelstein am schwersten ist, ist der andere am leichtesten, und umgekehrt. Nun kann man z.B. eine (Sprung)Feder nehmen, die die beiden Massen verbindet, und sie in Schwingung versetzen. Wenn sie sie ausdehnt, wird diejenige Masse, die gerade leichter ist, in die eine Richtung davongeschoben – wenn sich die Feder anschliessend zusammenzieht (die Schwingfrequenz wird entsprechend auf die Massenschwankungs-Frequenz abgestimmt), ist diese Masse wieder schwerer und zieht die nun leichter gewordene zweite Masse nach – es ergibt sich wieder, eine Netto-Beschleunigung in eine Richtung. Anstatt von magischen Ziegelsteinen kommen bei Woodward einfach Kondensatoren zum Einsatz, beziehungsweise, beim Mach-Lorentz-Antrieb, beschleunigte Ionen, die in einem Magnetfeld kreisen.

Wer jetzt hier die Impulserhaltung verletzt sieht, hat auf den ersten Blick nicht ganz unrecht. Allerdings wird die Impulserhaltung nur lokal verletzt – die involvierten Beschleunigungen werden dadurch kompensiert, dass alle Sterne und Galaixen des Universums ein mikrowinziges Stück weit in die Gegenrichtung beschleunigen. Das bedeutet, dass man den Antrieb nicht als geschlossenes System betrachten darf – es interagiert mit dem Rest des Universums, das System, das man betrachten muss, ist das gesamte Universum!

Man kann sich das auch so vorstellen: nehmen wir an, die schwankende Masse zieht an einem ruhenden Beobachter vorbei. Damit die lokale Impulserhaltung nicht verletzt wird, müsste bei schwankender Masse auch die Geschwindigkeit (entgegengesetzt) schwanken (da Impuls = Masse * Geschwindigkeit). So wäre der lokalen Impulserhaltung genüge getan, auch wenn nicht klar ist, woher die Geschwindigkeitsänderung käme. Doch wenn wir nun einen Beobachter betrachten, der sich im gleichen Inertialsystem befindet wie die schwankende Masse (anders gesagt: er fliegt mit), dann würde er zwar die schwankende Masse sehen, aber da, aus seiner Sicht, der Impuls der Masse Null ist, muss sie auch nicht ihre Geschwindigkeit messen. Die Relativitätstheorie besagt aber, dass ALLE Beobachter in ALLEN Inertialsystemen die gleichen Beobachtungen machen müssen – so auch in diesem Fall. Die Geschwindigkeit der schwankenden Masse darf nicht schwanken, sonst wäre die Relativitätstheorie verletzt. Deshalb bleibt nur eine Lösung: man verzichtet auf die lokale Impulserhaltung und weitet sie auf das gesamte Universum aus (oder aber man schliesst daraus, dass Massenschwankungen nicht möglich sind).

Ein massiv beeindruckender Antrieb

Es wäre also – wenn das alles so stimmt, wie es berichtet wird – theoretisch möglich, einen (lokal) reaktionslosen Antrieb zu bauen, in dem man künstlich erzeugte Massenfluktuationen geschickt ausnützt (Reaktionslos heisst nicht, energielos – die kinetische Energie, die man erreicht, muss in elektrischer Form hineingesteckt werden). Baut man diese Antriebe gross genug, kann man damit mit 1 Ge (oder mehr, alles eine Frage des Aufwands und der Technik) beschleunigen. Damit werden (neben den fliegenden Autos…) Reisezeiten zu anderen Himmelskörpern möglich, von denen wir bis anhin nicht zu träumen wagten. In vier Stunden zum Mond. In zwei bis fünf Tagen (je nach Stellung der Planeten) zum Mars. In einer Woche zum Jupiter oder zu Saturn, in einem Monat zum Kuipergürtel und zurück. Nicht zuletzt: in wenigen Jahren (Bordzeit) zu den nächsten Sternen, in Jahrzehnten (Bordzeit) zum galaktischen Kern und zu nahen Galaxien – das alles ohne einen Tropfen Treibstoff (ausser zur Energieerzeugung). Es wäre plötzlich eine ganz andere Welt. Schliesslich lassen sich mit Mach-Lorentz-Antrieben indirekt auch negative Energiedichten erzeugen, wie man sie für künstliche Wurmlöcher braucht.

Wie schon erwähnt, gibt es Experimente dazu. Winzige Mach-Lorentz-Antriebe können bereits heute Mikro-Newtons (!) an Schub erzeugen (allerdings, mit einer Newton-pro-Watt-Effizienz von ca. 0.0001 N/W, die damit bereits an jene der Triebwerke des Space Shuttles heranreicht) – zu wenig möglicherweise, für eine überzeugende Präsentation (da möchte man ja vielleicht die Maschine schweben sehen…). Da der Antrieb aber nichtlinear skaliert (das heisst z.B., doppelte Ladungsfrequenz hat eine achtfache Erhöhung des Schubs zur Folge), lässt er sich relativ „einfach“ vergrössern, bis in jenen Bereich, bei dem beobachtbare Effekte auftreten. Dies natürlich unter dem Vorbehalt, dass keine grösseren Material-bezogenen Probleme beim Skalieren auftreten. Die experimentelle Überprüfung ist – einmal mehr – der Schlüssel zum Erfolg der Theorie dahinter. Erst, wenn es gelingt, einen Mach-Lorentz-Antrieb zu bauen, der sich selbst schwebend halten kann (oder der auch nur schon eine objektiv feststellbare Gewichtsreduktion erfährt, z.B. 1-10%), wird man sich ernsthaft mit der Weiterentwicklung dieser Technologie beschäftigen.

Ich berichte von dieser Idee insbesondere deshalb, weil sie erstens nicht offensichtliches Crackpotertum ist (ähnlich wie die Heim-Theorie oder Martin Tajmars „künstliche Gravitationsfelder„) und zweitens weitreichende Auswirkungen hätte. Diese Auswirkungen gehen über die Frage der Konstruktion von „Star Trek“-ähnlichen interplanetaren und interstellaren Raumschiffen hinaus: sie betreffen die Sicherheit der menschlichen Zivilisation als ganzes. Jeder, der mit vergleichsweise simpler Technologie ein Raumschiff bauen kann, mit dem sich die Lichtgeschwindigkeit erreichen lässt, hätte künftig die Macht, die Erde mit einer Energie zu treffen, die mit jener des Chicxulub-Impaktors (der vor 65 Mio Jahren vermutlich die Dinosaurier hinweggerafft hat) vergleichbar ist. Gegen einen mit 99% der Lichtgeschwindigkeit aus dem interstellaren All heranrasenden Impaktor gibt es keinen denkbaren Schutz. Die Kzinti-Lektion darf bei einer solchen Technologie auf keinen Fall vergessen werden. Auf der Erdoberfläche wäre langfristig gesehen niemand mehr sicher: wer es sich leisten kann, würde die Erde für ein vergleichsweise sicheres (weil mobiles) Weltraumhabitat verlassen. Die Planetenoberflächen würden zu den exponierten Armenhäusern des Universums, während eine neue Eliten-Klasse sich zwischen den Sternen breitmachen würde. Ist das die Zukunft der Menschheit?

Weiterführende Links:

James Woodwards Homepage

Artikel von Woodward zum MLT-Antrieb

Nextbigfuture-Artikel zu MLTs

Centauri-Dreams Artikel zu MLT

Abstract eines Konferenzvortrags zum Thema

Eintrag in der englischen Wikipedia zum Mach-Prinzip

Abstract eines längeren Artikels über die Nutzung von MLTs

70 Comments

  • By Bynaus, 26. Februar 2010 @ 13:51

    Trägheit ist aber immer proportional zur Masse. Die Kraft, die ich aufwenden muss, um eine Masse zu beschleunigen, ist immer F = m*a, unabhängig davon, welchen Wert m hat.

    Wie erwähnt, die Fäden sind mehr so was wie eine Illustration des ganzen, keine bis ins letzte Detail korrekte \“Analogie\“, vielleicht findet jemand eine bessere.

  • By ILR, 8. April 2010 @ 18:19

    Frage:

    Wird die Impulserhaltung in einem kleinen, lokalen Bereich überhaupt verletzt oder spricht da nicht die Unschärferelation entgegen?

    Wenn sich also die Masse des betrachteten \“Objektes\“ nur im winzigsten Maße ändert, so kann die Veränderung der Geschwindigkeit doch nicht beobachtet werden, ohne die Geschwindigkeit selbst durch die Beobachtung zu beeinflussen.

    Wo ist mein Denkfehler?

  • By Valary, 11. April 2010 @ 20:04

    Das ich auf diese Seite gestoßen bin, ist mehr ein Zufall. Eigentlich hab ich nach Neuheiten zum Thema eines Planeten, jenseits des Kuipergürtels gesucht. Bin dann auch auf die Seite zum Thema um Planet X (Nibiru) gestoßen, wo ich beim lesen einiger Kommentare, aus den Kopfschütteln nicht mehr raus kam.^^

    Hab mich gleich an die Seite von Tachyonhaus erinnert, bei der ich ein Bericht in meiner Community verfasst habe. Ich denke da nur noch an \“Veränderung der subatomaren Struktur\“ einer Baumwolldecke. xD

    Aber nun zu diesem Thema …

    Die Vorstellung, die Masse sei im Universum gleich verteilt und übt demnach gleichmäßig eine Kraft auf alle Massen aus, wodurch sie ihre Trägheit bekommen, erscheint mir ehr unplausibel. Da, nach allen Anschein, die Masse nicht gleich verteilt ist, was uns die enormen Lehrräume (Void’s) zeigen. Selbst der Raum ist nicht in aller Richtungen gleich, wie man an der Hintergrundstrahlung sehen kann.

    Die Masse und die träge Masse kann man am besten mit der Higgs-Feld-Theorie verstehen. Sie sind letztendlich beides das selbe. Ein Objekt (Materie, demzufolge besitzt es eine Masse) interagiert mit diesem Feld. Es ist noch nicht bekannt was Materie (die Teichen die diese bilden z.b. die Quarks) eine Masse gibt und andere nicht. Z.b. Photonen und Neutrinos, die sich aufgrund ihrer Masselosigkeit mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und vollkommen von der Gravitation unbeeinflusst bleiben. Natürlich würden andere sofort sagen, \“hey, und warum kann denn das Licht, was ja z.b. aus Photonen besteht, nicht einem schwarzen loch entkommen, wenn es von seine Gravitation unbeeinflusst ist?\“. Weil das Licht nicht von der Gravitation verschluckt wird, sonder in der Raumblase, die durch die enorme Gravitation entsteht, eingeschlossen wird.

    Interessant finde ich das mit der Massenschwingung, wovon ich noch nichts gehört habe. Das quasi ein Objekt an Masse verliert und wieder gewinnt, ohne jeglichen Einfluss, kann ich mir nur auf quantentechnischer Ebne vorstellen, aber nicht in normalen Dimensionen. Schon gar nicht ein Antrieb, ohne Energiebedarf, auf dessen Grundlage.

    Zumal es heute schon sehr fortschrittliche Antriebe gibt, z.b. den Ionenantrieb. Wo ein Gas ionisiert wirt, die Ionen durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden, wodurch der Impuls übertragen wird und dann am Ende wieder mit Elektronen neutralisieren, da mit sie das Magnetfeld, ohne den Impuls wieder aufzunehmen, verlassen können. Das ganze ist jetzt nicht so die Bombe. Die Effektivität übersteigt zwar die, der herkömmlichen chemischen Raketenantriebe (pro Teilchen), die durch ihren enormen Ausstoß an Masse, für kurze Zeit, gewaltigen Schub schaffen. Wodurch beim Ionenantrieb, Teilchen mit höherer Energie, aber in der Masse arm, pö a pö langfristig immer weiter beschleunigen.

    Auch bei der Geschwindigkeit, sind grenzen gesetzt. Ich nehme einfach mal an, wie hätten etwas, was uns kontinuierlich mit 1G beschleunigt. Das währe sehr praktisch, da man in solch einen Raumschiff, auf Einrichtungen, zu Erhaltung der Schwerkraft (einer Zentrifugaltrommel z.b.), versichten kann. Man bedenken auch, dass man immer mehr Energie aufbringen muss, um immer schneller zu werden und das exponentiell. Auch hier nehme ich einfach mal an, das wir eine schier unendliche Energiequelle haben. Bis zu nächst liegendem Stern sind es 4,3 Lichtjahre. Eine Reise zu dem Stern (Alpha Centauri A, B, oder C), würde mit der Geschwindigkeit, Jahrzehnte dauern. Man bedenke, das man das Raumschiff, auf der Hälfte der Strecke, umdrehen muss, um es wieder mit 1G abzubremsen, da man sonst am Ziel vorbei rauscht. Wie sieht es denn mit den anderen Sternen, die in unserer Galaxis sind, 1000, 20000, oder 80000 LJ von uns entfernt, aus? Und von Reisen in andere Galaxien will ich gar nicht reden, dazu sind die enormen Entfernungen einfach zu groß.

    Diesem Raumschiff währe selbst eine Endgeschwindigkeit, so um die 0,1, oder 0,2 mal der Lichtgeschwindigkeit, unterliegen. Die Masse eines Objektes steigt mit zunehmender Geschwindigkeit, und somit nimmt die Stabilität der Materie ab. Erst wird die Struktur des Raumschiffes zerstört, dann fallen die Moleküle auseinander, die Atome brechen auf (entarten) und letztendlich verstrahl die Materie in Energie, wodurch sie denn die Lichtgeschwindigkeit erreicht hat. Ab da an geht es nicht mehr schneller! Da unser Rauschiff nicht als Lichtblitz enden soll, darf es nicht schneller werden, als seine Stabilität es zuläst.

  • By Bynaus, 16. April 2010 @ 11:58

    Ob die Materie im Universum homogen verteilt ist, hängt natürlich auch von der Skala ab. Auf der Skala des sichtbaren Universums (einige 10 Mrd Lichtjahre) ist die Materie schon relativ \“homogen\“ verteilt, trotz den Voids und Superclustern. Das Universum muss nicht perfekt homogen sein, damit das Mach\’sche Prinzip funktioniert. Es würde aber zum Beispiel nicht funktionieren, wenn wir uns am Rand einer dreidimensionalen, materiereichen Blase befinden würden, die bis in alle Unendlichkeit rund herum von \“Nichts\“ umgeben ist…

    Higgs-Feld ist natürlich eine Alternative, aber man wird abwarten müssen, was da im CERN herauskommt.

    Diese Massenschwingung (so sie denn wirklich existiert, kein Artefakt ist und sich experimentell bestätigen lässt), bzw, der daraus eventuell resultierende Antrieb hat durchaus einen Energiebedarf! Bloss entspricht dieser nicht direkt der kinetischen Energie, die das Objekt nach der Beschleunigung hat. Man muss den Energieaufwand und den Antrieb als eine Art \“Katalysator\“ ansehen, der ein der Natur innewohnendes Phänomen freisetzt. Ich muss hier aber nochmal meiner Skepsis Ausdruck geben, dass das alles so funktionieren wird. Die Experimente müssen es zeigen – dieser Artikel sollte ja auch mehr das Interesse für das Thema wecken.

    Bei 1 Ge konstanter Beschleunigung (wobei wir die Energiequelle hier mal vernachlässigen) ist man nach einem Jahr bei hochrelativistischen Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit – ein Flug zu Alpha Centauri würde in Bordzeit also nicht Jahrzehnte, sondern höchstens Jahre dauern. Hier ist eine Grafik, die Rundflugzeiten (Eigenzeiten, natürlich!) zu verschiedenen Zielen plottet, unter der Annahme, dass man mit 1 Ge beschleunigt:

    en.wikipedia.org/wiki/File:Roundtriptimes.png

    Das heisst, ein Rundflug nach Proxima Centauri könnte in rund 8 Jahren Eigenzeit des Reisenden abgeschlossen werden. Ein Rundflug zum Orion-Nebel in etwa 28 Jahren, zur Andromeda-Galaxie in 57 Jahren, etc.

    Auf die \“Stabilität der Materie\“ hat die Geschwindigkeit keinen Einfluss. Die Relativitätstheorie besagt, dass es keinen absoluten Raum gibt, bezogen auf den man die eigene Geschwindigkeit messen könnte. Deshalb sehen die Naturgesetze in allen Inertialsystemen, völlig egal wie schnell sie sich relativ zu anderen Inertialsystemen bewegen, genau gleich aus. Wenn also die Materie bei v = 0 relativ zur Erde nicht zerfällt, wird sie auch bei v = ~c relativ zur Erde nicht zerfallen.

    Das einzige Problem, mit dem solche Raumfahrer tatsächlich zu kämpfen hätten, ist die enorme Strahlenbelastung. Die kosmische Hintergrundstrahlung wird bei solchen Geschwindigkeiten in den Gammastrahlenbereich verschoben, und diese Strahlen lassen sich dann auch kaum abschirmen. Das ist eine praktische Grenze zu solchen \“Rundflügen\“, wie ich sie oben beschrieben habe.

    Für Flüge im Sonnensystem selbst wäre das aber überhaupt kein Problem.

  • By Valary, 17. April 2010 @ 03:30

    Stimmt, mit der Stabilität in bezug auf das Bezugsystem könntest du recht haben. Mir ist bislang aber noch nicht bekannt, dass das schon mal beobachtet wurde. Materie die solch hohe Geschwindigkeit (0,99999*c) erreicht hat und beobachtet wurde, war in Form von sehr heißen Plasma.

    Dennoch bleib die, für solche Geschwindigkeit zu erreichende, Energie unheimlich hoch. Energiedichten dieser Größenordnung, sind mir weder bekannt, noch vorstellbar.

    Und ehrlich gesagt, kann ich mir unter der Massenschwankung immer noch kein Bild machen. Quantentechnisch ausgenommen. Es gibt, b.z.w. wird voraus gesagt, Gravitationswellen, die den Raum dehnen und zusammen drücken. Die würden sich proportional mit der Masse verhalten, aber das hebt sich ja wieder auf, ohne das man einen Nutzen draus ziehen könnte.

  • By Unbekannter Gast, 21. Mai 2010 @ 02:43

    wie wäre ein magnetischer antrieb bzw. ein gravitationsantrieb.
    magneten ziehen sich gegenseitig an oder stoßen sich ab jenachdem wie sie gepolt sind. je stärker natürlich ein solchen feld wäre um so stärker könnte man ein objekt ( raumschiff ) auch beschleunigen.
    würden man etwas entwickeln was ein raumschiff in einer gravimetrischen blase einhüllt und das system mit einem magnetfe3ldantrieb koppeln der z.b. in einer antriebsgondel einen beweglichen masseblock nach vorne drückt ( flugrichtung ) bis er halt von dem raum innerhalb der gondel gestoppt wird – aber mit druck gegen die gondel arbeitet da er ja von einem gewissen punkt im raum ( magnetantrieb) weggestoßen wird. er schiebt das schiff dann quasi vorwärts. die gravitonblase verhindert das man als pfannkuchen an der bordwand landet.
    so wären in bruchteilen von sekunden extreme manöver und beschleunigungen möglich ohne das man was davon spührt.
    vermutlich könnte man auch innerhalb einer solchen blase vor zeitverschiebungen die durch hohe geschwindigkeiten auftreten geschützt sein.
    für reisen innerhalb des sonnensystems wäre das natürlich ideal. und könnte man ein schiff damit auf nur halbe lichtgeschwidigkeit bringen könnte man schon in 8 jahren unseren nachbarstern erreichen.
    die gefahr im raum durch strahlung getötet zu werden wäre gleich 0, da das schiff beliebig schwer sein könnte ( extrem dicke strahlenschilde )
    zudem wäre das ein sauberes antriebssystem welches vermutlich auch den geringsten nachtankbedarf hätte *fg*
    man stelle sich einen schwachen antrieb in einem auto vor. alle paar jahre villeicht mal nen neuer magnet. keine tankstellen – keine verbrennungsmotoren – saubere umwelt und verdammt leise noch dazu =)

  • By Bynaus, 21. Mai 2010 @ 13:04

    Mit Magneten allein kann man keinen netto-Vortrieb erreichen, genausowenig ein Perpetuum-mobile. Die Energie für die Kraft, die ein Magnet entwickelt, hat man nämlich stets vorher schon hinein gesteckt. Der Macho-Lorentz-Antrieb hat mit solchen Bestrebungen nichts zu tun.

  • By Valary, 24. Mai 2010 @ 02:58

    Früher hab ich mir auch Gedanken um eine Schwebetechnik, auf Basis von Magnetfeldern, gemacht. Mit genaueren Erkenntnissen über Magnetische- und Elektrische- Felder, hat sich das alles aber als Unsinn herausgestellt.

    Auch wenn sich das alles immer noch so schön anhört, Antigravitation, oder Warp-Antrieb. Natürlich kann man sich darüber Gedanken machen, aber solange die Gravitationsfrage im Quantenmechanischen Bereich nicht genügend geklärt ist, kann man keine Theorien, so denke ich zumindest, wirklich ernst nehmen. Denn über diese Frage weis man heut zu tage so gut wie gar nichts.

  • By heraklit, 12. Juli 2010 @ 13:51

    Die Sterne und Galaxien des Universums beschleunigen sich ein winziges Stück in die Gegenrichtung…
    heißt das, dass der hypothetische MLT-Antrieb wirkunglos würde, wenn sich MLT-Raumschiffe mit der gleichen Masse in die Gegenrichtung zu anderen MLTs bewegen,weil die Kräfte auf die Massen des Universums sich aufhöben? Ein reger interstellarer oder -galaktischer wäre dann nicht möglich, bei dem der Verkehr etwa symmetrisch in alle Richtungen fließt.

  • By Der Beobachter, 23. Juli 2010 @ 18:16

    @ Heraklit
    Nein, das heißt es nicht. Jeder kann für sich einen Impuls mit dem Universum austauschen.

  • By D., 25. Dezember 2011 @ 21:21

    Und? Ist inzwischen was draus geworden oder ist die Sache erledigt?

  • By Matthias Meier, 25. Dezember 2011 @ 23:08

    In einigen Foren (z.B. nasaspaceflight.com) postet Paul March regelmässige Updates über den Fortgang seiner Experimente und Versuche, den Mach-Effekt sichtbarer zu machen. Ich verfolge das gelegentlich, und sollte sich irgendwann ein Durchbruch ankündigen, werde ich das sicher hier einstellen und diskutieren.

  • By Matthias Meier, 9. Mai 2012 @ 13:47

    Ein interessanter Erfahrungsbericht von Tom Mahood, der seine Masterarbeit bei Jim Woodward gemacht hat – über experimentelle Tests mit dem „Mach Effekt“. Wie es scheint, ist er überzeugt, dass die Herleitung des Mach-Effekts aus der speziellen Relativitätstheorie richtig ist. Jedoch ist er gleichzeitig skeptisch, dass der Effekt wirklich existiert (siehe letzten Abschnitt): So war die gemessene „Kraft“ stets kleiner als von der Theorie vorhergesagt, und wurde noch kleiner, je genauer das Messverfahren wurde – ein eher schlechtes Zeichen. Er denkt, dass es sich beim Ganzen entweder um eine „High-Tech-Version des Dean-Drives“ handelt (ein nur vermeintlich reaktionsloser Antrieb, der seinen Effekt über Reibungskräfte entwickelt), oder aber um eine Überschätzung des Mach-Effekts durch vereinfachende Annahmen wie z.B. einer Punktmasse für die zu beschleunigende Masse, oder ähnlich.

    http://www.otherhand.org/home-page/physics/graduate-studies-in-physics-at-cal-state-university-fullerton/

  • By der Nixchecker, 30. Oktober 2012 @ 14:09

    Hi
    Nach dem Lesen dieses Artikels, vor allem dem Abschnitt Massenträgheit, entstand bei mir ein grosses Fragezeichen :)

    Nach meinem Schlussphysik-Kenntnisstand hat Trägheit doch was mit Impulserhaltung zu tun.
    Also angenommen ich schlage mit der Faust so schnell es geht zu und wiederhole das beim zweiten mal mit einer 10kg schweren Eisenkugel in der Hand, dann bin ich beim zweiten mal natürlich langsamer. Das liegt daran, weil die Eisenkugel träge ist. Und das wiederum liegt daran, dass die Eisenkugel eine Masse hat die ja auch beschleunigt werden will, sprich ich muss zusätzlich zur Bewegung des Arms auch noch Energie in die Kugel stecken. Würde man die Kugel nun loslassen sobald man den Schlag ausgeführt hat würde diese noch einige Meter weiter fliegen und man kann so indirekt die Energie, die für die Kugel drauf ging, sehen.
    Oder nochmals anders ausgedrückt, jede Masse wehrt sich wenn man dessen Bewegungsvector ändern will, weil da dafür ja Energie in diese Masse gesteckt werden muss. Wieso man dafür diese Erklärung mit dem imaginären Faden der alle Masse im Weltraum verbindet braucht versteh ich echt nicht.

    Und wenn wir noch etwas Offtopic gehen:
    Irgendwie erinnert mich das ganze an eine Futurama Sendung in der erklärt wird wie das Raumschiff dort bewegt wird 😉

  • By Holger, 9. Januar 2013 @ 15:45

    Wie soll denn diese mysteriöse Massenschwankung bewerkstelligt werden? Klar, ein elektrisch geladener Kondensator hat eine andere Masse als ein ungeladener, ähnliches gilt auch für jedes andere Objekt, dessen Energie man ändert. Aber irgendwo muss die Energie ja herkommen und wieder hinfließen. Und dieser Energiefluss ist natürlich gleichbedeutend mit dem äquivalenten Massefluss. Unterm Strich hätte das gesamte Raumschiff immer dieselbe Masse und der ganze Antrieb gleicht dem Seefahrer, der in sein eigenes Segel pustet.

    Selbst ohne sich mit den esoterischen Theorien über die Trägheit auseinanderzusetzen, wird schon klar, dass das so nicht funktionieren kann. Abgesehen von den praktischen Aspekten:

    Wenn es wie beschrieben funktionieren würde, muss ich also die Antriebsenergie in elektrischer Form, statt als Brennstoff mitführen? Erinnert sich noch wer, was das große Problem von Elektroautos gegenüber denen mit Verbrennungsmotor ist? Wo soll denn jetzt der Vorteil eines solchen hypothetischen Mach-Lorentz-Antrieb liegen?

  • By dark-wulf, 19. August 2013 @ 14:38

    Herrlich immer wieder sehr erfrischend so was, doch würde ich einen ganz anderen Ansatz nehmen, damit hätte man dann auch direkt einige andere Fragen der Physik geklärt.

    Gehen wie davon aus das das Universum positiv geladen ist, diese Ladung ist natürlich größer wie die Anziehungskräfte und schon habe ich die anhaltende Ausdehnung des Universums gelöst. Den Effekt können wir auf der Erde natürlich nicht in unsere Physik mit einbeziehen da wir ja bekanntlich im Gravitationseinfluss der Erde leben.

    Kleines Gedanken Experiment was dann auch Schwarze löcher erklärt:

    Wir nehmen ein Glas Wasser in absoluter Schwerelosigkeit und rühren Salz ein, das Salz wird sich gleich mäßig verteilen und wäre das Glas unendlich groß würden sich die Atome auch unendlich weit verteilen, legen wir jetzt aber ein paar Salzkristalle an unterschiedliche stellen würden, diese Kristalle die umliegenden Atome anziehen da sie ja die größte Anziehungskraft in der Lösung bilden, und schon sind schwarze Löscher erklärt.

    So, aber zurück zu meinem Antrieb, was genau genommen gar kein Antrieb ist wohl eher ein Anzug.
    Also für meinen Anzug muss man, da das Universum Positiv geladen ist lediglich eine Zielgerichtete Negative Ladung erzeugen und schon wird man von seinem Ziel angezogen.

    Und damit ist alles ganz einfach und ich frage mich immer was die Physik denn für Probleme hat.

    Erst per Slingshot auf Geschwindigkeit bringen und den Gravitationskräften entfliehen, Anzug an und das Ziel holt einen zu sich.

    Grüße

    Sebastian

  • By kurczaq, 4. März 2014 @ 19:03

    Hm

    wäre dann die Ausdehnung des Universums & dunkle Energie nicht dadurch erklärbar, daß überall entwickelte Zivilisationen diese Art von Antrieb nutzen? Es wäre sozusagen die galaktische Umweltzerstörung durch die vielen Antriebe…

  • By werner Schneider, 21. Mai 2014 @ 17:08

    Hallo zusammen –

    Ein reaktionsfreier Antrieb oder besser ein Schub stark verminderter Reaktion
    am Schwerpunkt des Flug-Körpers setzt zunächst eine Veränderung des Eigenschwerefeldes voraus, in dem Sinne ,dass seine Trägheitsreaktion auf eine beschleunigende Kraft gegen Null geht.

    Dazu ist aber eine Beeinflussung des Schwerefeldes mit elektro-dynamischen Mitteln die Voraussetzung.
    Um das zu können, benötigt man eine verbindliche Feld-Theorie von
    Elektromagnetismus und Gravitation.

    Keine einheitliche, die auf sämtliche Massenverbindungen differenziert eingeht, sondern eine Duale-Theorie, die ausschliesslich Elektromagnetismus und Gravitation wechselwirkend
    betrachtet.

    So – das ist erstmal physikalische Grundlage.

    Sie ist unverzichtbar, um überhaupt Kosmische Entfernungen mit beschränkter Energie oder Schubleistung erreichen zu können.

    Die Frage lautet somit konkret:
    Wie reduziert man das Schwerefeld eines Körpers unter dem Einfluss eines Speziellen Schwerpunkt-bezogenen HF-Wanderfeldes mit Feldzentrum im Flugkörper.

    Das hilft alles nix – ohne Experimente im Labor mit HF-Sender und Waage läuft da nicht viel, denn die Natur oder der interstellare Raum zeigen ein solches Trägheitseduzierte Objekt nicht – schon gar nicht dessen innere elektromagnetische Elektrodenkonfiguration.

    Soviel erst mal.

    W.Schneier

  • By werner Schneider, 21. Mai 2014 @ 17:31

    Hallo –
    Das Mach-sche Prinzip der Massenrägheit sagt aus, dass erst die Relativ-beschleunigung eines Körpers relativ zum Fixsternhorizont einen Beschleunigungswidestand am Schwerpunkt des Fahrzeugs erzeugt, was nichts anderes bedeutet, als dass eine gravitativ-strömende Feldverbindung zwischen Fahrzeug und kosmischem Hintergrund den sog. Trägheitswiderstand hervorruft bzw induziert.

    Wird dieser R3-Strömungsanteil des Fahrzeugs durch eine mitgeführte
    gravitative Gegenstromquelle in Form eines zentralsymmetrischen HF-Wanderfeldes antiparallel also gegensinnig überlagert, dann neutralisiert sich die Trägheitsinduktion und das betreffende Fahrzeug oder Schiff kann mit ganz normalen Schubererzeugern offen
    oder geschlossen mit geringster Energie auf vielfache Lichtgeschwindigkeit beschleunit werden ohne dass eine innere Kraft
    auf die Insassen und die Ladung einwirkt.

    Aber auch hier ist eine Kenntnis der Beziehungen zwischen Schwerkraft bzw Trägheit und Elektromagnetismus unverzichtbar.

    W.Schneider

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  1. Anonymous — 19. September 2012 @ 19:03

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