Wann könnten Raumfahrt (einschließlich FTL jeglicher Art) und andere Technologien üblich sein?

Ich suche nach einigen Daten, um meine eigene Sci-Fi-Umgebung zu erstellen, aber ich möchte sie so weit wie möglich auf der realen Welt basieren. Außerdem möchte ich mir kein beliebiges Jahr wie 3290 ohne Hintergrund ausdenken.

Ich habe viel darüber nachgedacht, aber ich kann immer noch keine gute Antwort finden.

Was ich möchte, ist eine Einstellung, bei der Folgendes gilt:

  • Menschen können außerhalb der Erde leben. Weltraumstationen sind ein Minimum, Kolonien auf bewohnbaren Planeten sind willkommen. Ich erwarte nicht, dass Terraforming üblich ist,
  • Faster Than Light Reisen ist eine Sache. Es ist mir egal, ob es der FTL-Antrieb von BSG, der Warp-Antrieb von Star Trek, der Alcubierre-Antrieb oder irgendeine andere Art von Technologie ist,
  • Fernkommunikation jeglicher Art ist möglich. (Fast) sofortige Kommunikation sollte innerhalb eines Planetensystems möglich sein, und die Möglichkeit interstellarer Faxe/E-Mails wäre schön,
  • Nichts vor dem aktuellen Datum und Tech-Level kann geändert werden,
  • Der technische Fortschritt ist logisch und fühlt sich natürlich an

Die Frage ist: Wenn ich ein Sci-Fi-Setting erstellen möchte, das alle oben genannten Bedingungen erfüllt, welches Jahr würde am besten dazu passen? Alle zusätzlichen Argumente sind sehr willkommen, ebenso wie naturwissenschaftlicher / physikalischer Hintergrund für Technik.

Beachten Sie, dass wir ziemlich eindeutige Beweise dafür haben, dass FTL unmöglich ist, und keine theoretische Erklärung dafür, wie ein FTL-Antrieb funktionieren könnte (selbst der theoretische Alcubierre-Antrieb oder die Wurmlochreise sind nicht in der Lage, Sie schneller als Licht irgendwo hin und wieder zurück zu bringen). Es ist zwar möglich, dass sich dies ändert, aber es macht Vorhersagen ziemlich schwierig. Eine Parallele wie die Beherrschung der Dampfkraft zu betrachten, könnte jedoch ein guter Anfang sein - eine neue massive und billige Energiequelle, eine Reihe von Technologien, die zuvor unpraktisch waren, was zu einer großen technologischen Revolution führt ...
Aus diesem Grund habe ich empfohlen, sich mehr Gedanken darüber zu machen, welche Art von Zeitrahmen für den Leser glaubwürdig oder plausibel ist – wenn FTL unmöglich ist, was höchstwahrscheinlich der Fall ist, lautet die Antwort auf Ihre Frage „nie“, aber das macht nicht viel Spaß, noch ist es die Geschichte, die Sie schreiben möchten. Konzentrieren Sie sich darauf, Ihre Welt mit der Wahrnehmung der Realität in Einklang zu bringen, und 90 % der Leser werden es nicht einmal bemerken – die anderen 10 % werden es trotzdem lesen und lange Artikel über die paar kleinen Dinge schreiben, die Sie falsch gemacht haben, was ich persönlich in Betracht ziehen würde freie Werbung!
Es gibt eine interessante Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen: Erstellen Sie Ihren eigenen Kalender und geben Sie nicht an, in welcher Beziehung er zu unserem aktuellen steht. Dies bedeutet, dass Sie in der realen Welt kein Datum festlegen, sodass es jede Zeit sein kann, die dem Leser auch nur annähernd vernünftig erscheint.
Wir haben bereits den Dreh raus, mit Raumsonden im ganzen Sonnensystem zu kommunizieren. Quantenverschränkung kann keine Informationen FTL übermitteln. Die einzige Möglichkeit in der bekannten Physik, Informationen FTL zu senden, ist die Verwendung eines Warp-Antriebs oder eines Wurmlochs.
Denken Sie an Einstein, der 1879 geboren wurde, dann sein „Wunderjahr“ 1905 – 26 Jahre später. Überprüfen Sie von dort aus verschiedene Meilensteine ​​​​in der Entwicklung von Kernenergie, Lasern, was auch immer. Hauptvoraussetzung sind ein oder mehrere "wahre Genies", die grundlegende Konzepte neu formulieren können. Die jüngste (wahrscheinliche) Demonstration von Gravitationswellen könnte „Gedankenexperimente“ bei jemandem auslösen, der in den nächsten Jahrzehnten geboren wurde und zu … führen wird?

Antworten (5)

Aus meiner Sicht gibt es wahrscheinlich vier Hauptmeilensteine ​​in der Weiterentwicklung einer bestimmten Technologie:

  1. Die theoretischen Grundlagen werden entdeckt
  2. Ein „Proof of Concept“ wird erreicht
  3. Die Technologie ist so weit entwickelt, dass sie tatsächlich nützlich ist
  4. Die Technologie ist so weit entwickelt, dass sie erschwinglich/marktfähig ist

Die verschiedenen Technologien, die Sie beschrieben haben, befinden sich derzeit in unterschiedlichen Stadien dieses Fortschritts, und es klingt, als würden Sie sie gerne in Stadium 4 oder zumindest in Stadium 3 haben . Menschen können beispielsweise bereits im Weltraum leben, solange eine Regierung dafür (und alle anderen logistischen Anforderungen) bezahlt. Dies versetzt Raumstationen in ein vorläufiges Stadium 3 . Die dauerhafte Besiedelung/Kolonisierung feindlicher planetarer Umgebungen liegt irgendwo zwischen Stufe 2 und 3 , je nachdem, welche Faktoren Sie berücksichtigen möchten und wie feindlich eine Umgebung Ihrer Meinung nach ist: Wir haben die meiste Technologie und wir haben es geschafft, darin zu leben die schon lange ziemlich üblen Bedingungen in der Antarktis,aber nicht alle Versuche eines vollständig geschlossenen Systems sind bisher ganz reibungslos verlaufen . Ihre dritte Anforderung, sofortige Kommunikation aus der Ferne, entspricht mindestens dem FTL-Transport, wenn nicht sogar schwieriger (siehe Kommentare), oder Stufe 3 , wenn Sie sich gerne auf Lichtgeschwindigkeitskommunikation über elektromagnetische Mittel wie Laser beschränken . Aber Ihre zweite Anforderung, FTL-Reisen, ist noch nicht einmal auf Stufe 1 – so ziemlich alle potenziellen Wege haben mehr Kritiker als Befürworter.

Der Grund, warum ich all diese Probleme anspreche, ist, dass ich versuche, einen Weg zu finden, wie Sie die Schätzung von Daten operationalisieren können. Das Schwierige daran ist, dass es keine Möglichkeit gibt, zu wissen, wann Phase 1 stattfinden wird – ein Durchbruch könnte jederzeit erfolgen. Man könnte vielleicht Vorläufertechnologien berücksichtigen, aber am Ende ist eine Vermutung so gut wie die andere. Sie könnten nächste Woche ein praktikables Prinzip ankündigen, aber es ist genauso wahrscheinlich, dass es nach einigen Jahren des Versuchs, einen Proof of Concept zu entwickeln, auseinanderfallen und uns wieder auf Stufe 0 zurücklassen könnte . Mit anderen Worten, Sie können ein beliebiges Datum auswählen – aber Ihre Entscheidung wird möglicherweise von den Zeitrahmen der anderen Anforderungen beeinflusst, die möglicherweise etwas einfacher zu rationalisieren sind.

Um herauszufinden, wie lange es dauert, um zu beweisen, dass eine Theorie praktikabel ist, und sie auf Stufe 2 zu bringen , und wie lange es wiederum dauert, von dort zu Stufe 3 und dann weiter zu Stufe 4 zu gelangen, würde ich mir die Geschichte ansehen. Es gibt eine ganze Reihe verschiedener Zeitlinien in unserer eigenen Wissenschafts- und Technologiegeschichte, Sie können auswählen, was sich für Sie richtig anfühlt, und den Leser wahrscheinlich davon überzeugen, dass Ihre technologischen Fortschritte einen ähnlichen Verlauf genommen haben.

Dampfkraft

  • Stufe 1: – 1. Jahrhundert n. Chr
  • Stufe 2: – Irgendwo zwischen damals und 1690 , je nachdem, wen Sie fragen
  • Stufe 3:1698 , die kommerzialisierte Dampfwasserpumpe von Thomas Savery.
  • Stufe 4: – Wahrscheinlich 1760-1840, die industrielle Revolution

Sie könnten dies als einen sehr konservativen/langsamen Zeitrahmen betrachten. Wenn FTL diesem Weg gefolgt wäre und wir das Schlüsselprinzip in sehr naher Zukunft entdeckt hätten, würden die Menschen bis etwa zum Jahr 4000 nicht zwischen den Sternen herumflitzen. Denken Sie jedoch daran, dass wir möglicherweise viel schneller vorangekommen wären, wenn wir dies nicht getan hätten Zerstöre weiterhin die Zivilisation, wie wir sie kannten, verbrenne all unsere Bibliotheken, ermorde unsere Wissenschaftler und Philosophen und fange von vorne an ...

Computers

Bevor ich hier anfange, bedenken Sie, dass Computer, wie wir sie kennen, auch von der Erfindung der Elektrizität und noch grundlegender von der Erfindung der Mathematik und Logik abhängen. Lassen wir diese weg, und der Argumentation halber lassen wir auch die ersten mechanischen Taschenrechner für den einmaligen Gebrauch wie den Antikythera-Mechanismus weg und konzentrieren uns auf das, was wir genauso gut als Turing-Maschinen bezeichnen könnten.

  • Stufe 1: – 1833, als Charles Babbage erkannte, dass ein "Allzweck-Computergerät" möglich sein könnte
  • Stufe 2: – 1910, als es Babbages Sohn gelang, einen Teil einer analytischen Maschine zu bauen, die in der Lage war, einige Ziffern von π (fälschlicherweise) zu berechnen
  • Stufe 3: – Sehr umstritten, aber es könnte 1943 sein, der Colossus , als wäre er nicht Turing-komplett, er war programmierbar und hat definitiv nützliche Probleme gelöst. Wenn wir den ersten echten Turing-vollständigen Allzweckcomputer wollen, der jedes Problem lösen kann, wenn genügend Zeit und Speicher vorhanden sind, dann wäre das ENIAC , dessen Fertigstellung 1946 angekündigt wurde
  • Stufe 4: – Computer in Unternehmen/Universitäten: ab 1951; Erster Personal (Bastler) Computer: 1975 Altair 8800 oder Olivetti P606 ; Erster „Consumer-Grade“-Computer: Dies wird etwas unschärfer, da es zu diesem Zeitpunkt unzählige Konkurrenzprodukte gab, aber vielleicht der ZX Spectrum von 1982 , der erschwinglich war und über 5 Millionen Einheiten verkaufte, Klone nicht eingeschlossen.

Bei dieser (beschleunigten) Fortschrittsrate wären FTL-Reisen bis etwa 2130 für große Unternehmen zugänglich; Die zivile Besiedlung des Weltraums könnte ab 2050 eine Sache sein, und bei Menschen, die in solchen Entfernungen leben, gäbe es definitiv eine Motivation (und eine glaubwürdige Wahrscheinlichkeit), innerhalb eines ähnlichen Zeitrahmens mindestens Lichtgeschwindigkeitskommunikation bis hin zur Kunst zu haben. Dies ist jedoch alles zu stark vereinfacht, da es nur um Theorien/Ideen geht, nicht um Ressourcen, Sicherheit, Ökonomie oder menschliche Psychologie. Mein eigentlicher Punkt ist, dass es Ihre Geschichte ist, aber wenn Sie sich an die allgemeinen „Gefühle“ des Fortschritts halten, die wir bisher gesehen haben, sollten Sie in der Lage sein, Wahrhaftigkeit zu erreichen.

Denken Sie daran, dass FTL-Reisen, die Stufe 4 erreichen , für einen besonders kritischen Leser möglicherweise nie glaubwürdig sind – selbst wenn es möglich wäre , ein Raumschiff in jeden Haushalt zu stellen, wäre dies wahrscheinlich nicht sinnvoll. Unabhängig davon, wie ausgefeilt die Technologie ist, erfordern FTL-Antriebe in der Fiktion immer noch exotische Kraftstoffe / Materialien, sodass die Anschaffungs- und laufenden Kosten möglicherweise nie unter die von beispielsweise heutigen Düsenflugzeugen fallen. Und was würde Menschen überhaupt dazu bewegen, solche Distanzen zurückzulegen? Was können sie nicht näher zu Hause tun? Star Wars hat diese Art von Welt, aber viele andere SF gehen davon aus, dass nur Regierungen, Unternehmen und vielleicht die Mega-Reichen ein Interesse daran haben würden, interstellare Entfernungen zu reisen, geschweige denn die Finanzen dafür. Trotzdem haben manche Leute heute Privatjets.

(Bearbeiten: Angesichts einiger guter Punkte, die in den Kommentaren angesprochen wurden, habe ich bei der Erörterung von Phase 4 FTL möglicherweise zu viele Dinge zusammengeführt. Die geschäftliche Nutzung einiger Technologien wird weit verbreitet, während die persönliche Nutzung möglicherweise nie möglich und / oder wünschenswert wird. Ich sollte es nicht tun Die umfassende kommerzielle Nutzung von FTL mit einer sportlichen FTL-Korvette in jeder Weltraumgarage zusammenführen; tatsächlich kann ich keine ernsthafte Science-Fiction nennen, die tatsächlich Letzteres impliziert. Hier wird die Dampfmaschinen-Analogie repräsentativer als die Computer-Analogie, I Trotzdem würde ich einen beträchtlichen Zeitraum zwischen Regierungen/Megacorps, die funktionsfähige FTL-Schiffe entwickeln/einsetzen, und dem durchschnittlichen Joe/Jane Hauler, der ihre schmuddeligen Salz-der-Erde-Pfoten auf sie bekommt, einplanen.)

Selbst in Star Wars reisen die meisten Menschen interplanetarisch mit Massentransportmitteln - ähnlich dem heutigen Luftverkehr. Auf der anderen Seite scheint jeder ein Hovercraft zu haben... :D Insgesamt, wenn man einige der Ausreißer ignoriert, ist Star Wars eine ziemlich anständige Vorlage für ein Universum, das ziemlich genau so funktioniert wie unseres, nur viel fortschrittlicher .
Stimmt, ich glaube, ich habe darüber nachgedacht, wie sich die Erzählung selbst auf Protagonisten stützte, die alle ihr eigenes Raumschiff hatten und deren Ziele es erforderten, durch die ganze Galaxie zu fliegen – anstatt einer Erzählung wie Dune, in der die Protagonisten mehr oder weniger abgeladen wurden Ein Planet von Heighliner, und die Erzählung wird teilweise von der Tatsache angetrieben, dass sie dort festsitzen. (Obwohl ja, sie sitzen auch wegen der Politik dort fest, aber Sie denken, sobald sie angegriffen wurden, wäre ein persönlicher Transport für die "wichtigen" Leute schön gewesen ...)
Ja, Han Solo war im Grunde irgendwo zwischen einem Weltraum-Trucker und einem Frachtschiff; die anderen werden durch andere Dinge gut erklärt - Leia aufgrund ihres Status in der Regierung (sie war die Senatorin eines Planeten) und der Allianz, das gleiche gilt für Padmé; Lukes X-Wing wurde im Grunde genommen gestohlen (und Luke von der Allianz gegeben). Von all diesen besaß nur Han tatsächlich das fragliche Raumschiff - alle anderen benutzen die Schiffe von jemand anderem.
Ich denke, man könnte argumentieren, dass der Apple II der erste Computer für Endverbraucher war; Sicher, es war vielleicht etwas teuer, und es war nicht das erste mit allem, was es lieferte, aber das erklärte Ziel von Jobs damals war es, "den ersten wirklich verpackten Computer" zu bauen, und insbesondere das äußere Design setzte dies fest Tune für viele Heim-/PCs, die folgten.
@MichaelKjörling Ich habe Apple II FAST geschrieben, aber ich hatte einfach das Gefühl, dass es aufgrund seines Preises vielleicht das Beste der Bastler-Ära war
Ich bin nicht damit einverstanden, Stufe 4 FTL-Tech niemals zu erreichen. Wenn Stufe 3 erreichbar ist, sollte Stufe 4 es auch sein. Abgesehen davon, dass es sich für diesen Zweck verändert hätte, macht es beispielsweise keinen Sinn, dass jeder Flugzeuge in seinem Haus hat - aber wir sprechen davon, dass die Tickets "erschwinglich / marktfähig" sind. Die Motivation für FTL-Reisen? Andere Planeten natürlich. Eine andere Idee sind Drohnen: Während (nicht alle) Menschen Flugzeuge in ihrem Hinterhof haben, können Drohnen diese Popularität erreichen. Irgendwann könnten das Weltraumdrohnen sein und Jahrzehnte oder Jahrhunderte später FTL-Weltraumdrohnen – rechtliche Bedenken beiseite.
@Theraot du hast wahrscheinlich recht. Bei einem Antrieb / einer Nachfrage danach wäre es schließlich möglich. Als ich das schrieb, dachte ich mehr darüber nach, was die Leute wirklich wollen . Die überwiegende Mehrheit der Menschen ist zu sehr damit beschäftigt, die Art von Zielen zu verfolgen, die es nicht erfordern würden – ein Zuhause, eine Gesellschaft, eine erfüllende Arbeit usw. – oder, was noch wichtiger ist, wie sich die große Mehrheit der Menschheit in Wirklichkeit kein Flugzeug leisten kann Ticket, geschweige denn ein Flugzeug. Ich habe meine eigenen Definitionen durcheinander gebracht: Wenn Stufe 4 = Fluggesellschaften, dann würden Sie Stufe 4 erreichen. Wenn es Raumschiffe in Familiengröße bedeutet, wahrscheinlich nicht?
@Toadfish In diesem Fall könnten wir Stufe 4 in zwei Teile aufteilen - den ersten Teil nenne ich "Ticket" -Stufe, und er ist erreichbar, der andere Teil möglicherweise nicht. Als zum Beispiel das Fernsehen in meine Stadt kam, konnten es sich nur wenige reiche Leute leisten, und so versammelten sich die Leute bei ihnen zu Hause, um im Fernsehen übertragene Ereignisse zu sehen. Die Menschen in meiner Stadt waren - soweit ich das beurteilen kann - so freundlich, dies ohne die Zahlung eines "Tickets" zuzulassen. Etwas Ähnliches geschah mit dem Internet, zunächst war es nur in Internetcafés verfügbar (das ist die „Ticket“-Phase), aber derzeit ist es zu Hause – und „bei Menschen“ (dh: mobilen Geräten).
+1, aber fürs Protokoll, Quantenverschränkung erlaubt keine FTL-Kommunikation. (Auch für die Kommunikation ist es überhaupt nicht nützlich, außer vielleicht als eine Form der Verschlüsselung.) Die Lichtgeschwindigkeit in Sonnensystemen ist Stufe 3 (wir tun es bereits), aber es sieht für mich so aus, als ob das OP FTL will, was AFAIK ist noch weiter von Etappe 1 entfernt als FTL-Reisen.
@HarryJohnston, es gab ein oder zwei Romane, an die ich mich leider nicht erinnern kann, in denen verstrickte Paare für eine sehr begrenzte Kommunikation verwendet wurden – mit der Einschränkung, dass Sie eines der Paare physisch bei sich tragen mussten und Sie sie aufbrauchen mussten (indem Sie sie beobachten), um etwas zu senden oder zu empfangen. Funktioniert das? Es schien ein Buzzkill genug zu sein, um meinem Verständnis/Erwartungen von echtem Quantenverhalten zu entsprechen, hah.
Nein, ich fürchte nicht. Siehe zum Beispiel diese Antwort auf Physics SE .
Meine Antwort wurde aktualisiert, danke für die Korrektur und das Lesematerial

Unter der Annahme, dass FTL-Reisen und entfernungsunabhängige Kommunikation in unserem Universum möglich sind, beginnt der Trick beim Aufbau Ihrer Zivilisation damit, herauszufinden, wie sie funktionieren.

Glücklicherweise wächst unsere Fähigkeit, Dinge herauszufinden, immer schneller. Unserem kulturellen Intellekt ist in letzter Zeit ein Nervensystem gewachsen, das uns zunehmend helfen wird, gemeinsam an unseren Zielen zu arbeiten. Das Internet hat uns auch die Herausforderungen des anderen bewusster gemacht, und wenn wir der von Ihnen vorhergesagten Zukunft würdig sind, müssen wir dieses Bewusstsein nutzen, um unsere Welt für alle besser zu machen.

Sobald wir vereint sind, wird sich keine wissenschaftliche Tatsache mehr lange vor unserem gemeinsamen Intellekt verbergen.

Der erste Schritt auf unserem Weg zu den Sternen ist also Weltfrieden und globaler Wohlstand. Kann das in hundert Jahren passieren? Wahrscheinlich nicht, vor allem angesichts der sich schnell nähernden Ressourcenknappheit. Wir werden noch ein oder zwei Jahrhunderte damit verbringen, uns gegenseitig umzubringen, bevor wir anfangen, zusammenzuarbeiten.

Von dort aus ein paar Jahrhunderte, um FTL zu knacken und in den allgemeinen Gebrauch zu bringen. Das gibt uns Kolonien auf anderen Planeten und erlaubt uns, unsere Anzahl immer wieder zu verdoppeln. Wenn unsere Bevölkerung wächst, wächst auch unser kombinierter Intellekt. Das bringt schnellere FTL und mehr Kolonien und mehr intellektuelles Wachstum.

Irgendwann werden wir vielleicht sogar in der Lage sein, entfernungsunabhängige Kommunikation herauszufinden, und das interplanetare Internet wird geboren.

Also irgendwo in etwa 500 Jahren ... geben oder nehmen Sie ein paar Jahrhunderte.

Jetzt kann auf dem Weg viel schief gehen und es ist mehr als wahrscheinlich, dass wir viel länger brauchen, um Ihr Ziel zu erreichen. Aber wenn es möglich ist, werden wir es tun, und sobald wir das tun, werden wir einfach weiter beschleunigen, uns ausbreiten und exponentiell wachsen, sowohl in der Anzahl als auch in den Köpfen.

--- Off-Thema, aber möglicherweise hilfreich für das OP ---

Anstatt zu versuchen, das genaue Datum unseres Rennens zu den Sternen zu berechnen, warum nicht das tun, was andere vor Ihnen getan haben. Nehmen Sie Zuflucht in der Vorstellung, dass erdbasierte Kalender und Zeitmessungen wahrscheinlich nicht mehr lange überleben werden. Warum sollten sie, wenn wir Kolonien auf anderen Welten haben? Erstellen Sie einfach einen Kalender im Star-Date-Stil ohne spezifische Verbindungen zu unserem aktuellen System. Dann können Ihre Geschichten mit diesem neuen Kalender konsistent sein, und Sie müssen uns nie sagen, wie lange wir gebraucht haben, um dorthin zu gelangen.

Beachten Sie, dass „Ressourcenknappheit nähert sich schnell“ ist etwas, das die ganze Zeit gesagt wird . Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass wir uns in der Nähe einer Ressourcenknappheit befinden – nach wie vor werden wir viel besser in Effizienz, Prospektion, Bergbau, Recycling, Landwirtschaft usw. All diese Daten wie „Oil Peak“ gehen davon aus, dass a) wir werden keine neuen Lagerstätten finden / alte neu bewerten, b) Preis bleibt konstant. Die meisten Minen/Bohranlagen kratzen kaum an der Oberfläche der Lagerstätte, bevor sie unter den aktuellen Preisen nicht mehr rentabel ist. Verbessern Sie die Technologie und/oder erhöhen Sie den Preis, und sie werden wiedereröffnet.
"Sobald wir vereint sind, wird sich keine wissenschaftliche Tatsache mehr lange vor unserem gemeinsamen Intellekt verbergen." Vorausgesetzt natürlich, dass diese wissenschaftlichen Fakten mit verfügbarer Ausrüstung entdeckt werden können. Schauen Sie sich an, was für Maxwells Experimente benötigt wurde, und vergleichen Sie das zum Beispiel mit dem Large Hadron Collider. Wir bauen immer größere Geräte, um immer kleinere Dinge über das Universum zu studieren. Maxwells Arbeit war zu einem großen Teil etwas, das jemand mit ausreichenden Fähigkeiten zu dieser Zeit in einem Heim erledigen konnte; der LHC, nicht ganz so.
@Luaan Peak Oil bezieht sich speziell auf die maximale Extraktionsrate, nicht (direkt) auf einen willkürlichen Punkt wie "Die Hälfte von dem, was da war, als wir anfingen, bleibt übrig". Ich bin in meiner Antwort auf Wie würde die Menschheit in ein dunkles Zeitalter eintreten? etwas detaillierter darauf eingegangen. .
Ich werde wahrscheinlich mit dem enden, was Sie im Off-Subject-Abschnitt vorgeschlagen haben. Es ist wirklich ordentlich. Aber insgesamt habe ich eine andere Antwort als akzeptiert gewählt, weil sie mir das lieferte, wonach ich gefragt hatte. Danke trotzdem :)

Es ist nicht wirklich möglich, Ihnen konkrete Informationen zu geben, da wir nicht wissen, wie die Zukunft aussehen wird, aber hier ist mein Denkprozess. Im Grunde konzentriere ich mich auf das FTL-Zeugs, da daneben alles andere ein Zuckerschlecken ist.

TL;DR. Ich würde schätzen, dass die NASA 10 bis 50 Jahre braucht, um einen funktionierenden FTL-Prototyp in winzigen Maßstäben zu finden, 50 bis 100 Jahre, um genug Geld und Energie zu bekommen, um Prototypen in Originalgröße zu testen, 100 bis 200 Jahre, um Kolonien um das Sonnensystem herum zu bekommen, 100 - 200 Jahre, um Menschen in ein anderes Sternensystem zu bringen, und 100-300 Jahre, um eine echte extrasolare Zivilisation zu haben. Die Gesamtzeitlinie beträgt dann 360-850 Jahre, wenn die Erde lernt, als Team zu arbeiten. Die Zeitachse könnte Tausende von Jahren bis nie sein, wenn wir es nicht tun.

Energieanforderungen für vorgeschlagene FTL

FTL wird möglicherweise nie möglich sein. Alle unsere aktuellen Modelle sagen, dass es entweder unmöglich oder zumindest praktisch nicht sinnvoll ist (nicht viel Sinn darin, schneller als Licht zu reisen, wenn das, was auftaucht, eine Atomexplosion anstelle einer Person ist).

Nehmen wir also an, die aktuelle Forschung der NASA zu Warp-Antrieben geht auf. Zuletzt habe ich gehört, dass das Öffnen einer Warpblase so etwas wie ein Bus voller Antimaterie war. Wikipedia sagt, dass ein Schulbus 4500 bis 16000 kg wiegt. Aus e = m c 2 , das können wir sehen 4 10 20 zu 1.4 10 21 J 1 . Lassen Sie uns die Differenz aufteilen und nennen 10 21 J = 1 Zettajoule. WolframAlpha sagt uns, dass das ungefähr so ​​viel Energie ist, wie wir in 1,6 Stunden Sonnenlicht über die gesamte Oberfläche des Planeten bekommen, oder 1 7 der Energie in den Ölreserven der Welt oder 1 6 der Energie in den weltweiten Erdgasreserven. Tatsächlich bräuchten wir jedes letzte Stück natürlicher Energie auf dem Planeten, nur um das Ding zu testen. Unsere einzigen Optionen sind Magie oder Solarenergie.

Aktuelle Solarmodule können unter idealen Umständen etwa 40-45 % auslasten. Nehmen wir an, wir erhöhen das irgendwie auf 50 % für massenproduzierte Panels. Jetzt, in der Nähe der Erde, haben wir ungefähr 1350 W m 2 = J s m 2 . Wir können also viel Energie gewinnen, indem wir entweder lange warten oder einen wirklich großen Solarpark bauen oder beides. Nehmen wir an, 1 Jahr ist ein akzeptabler Zeitrahmen, um eine Warp-Batterie aufzuladen. Das ist 50 % 1350 J s m 2 86400 s d a j 365.25 ( ich s h ) d a j s j r 1 j r = 2.1 10 10 J m 2 . Ok, also brauchen wir 10 21 J 2.1 10 10 J m 2 = 4.8 10 10 m 2 von Sonnenkollektoren, die ständig direkt auf die Sonne gerichtet sind. Oder rund 76 % von West Virginia ( 6.3 10 10 m 2 ).

Nun, es scheint wahrscheinlich, dass wir all diese Solarmodule in einer Umlaufbahn um die Sonne haben wollen, damit sie jederzeit die maximale Sonneneinstrahlung erhalten. Dieser Blog sagt, dass es Sonnenkollektoren gibt 2 zu 3 l b f t 2 = 12 k g m 2 . Also müssen wir heben 12 k g m 2 4.8 10 10 m 2 = 5.8 10 11 k g von Sonnenkollektoren in die Umlaufbahn. Laut dieser SE-Antwort ist das billigste, was wir tun können, ungefähr $ 2000 k g in die Umlaufbahn. Das ist 5.8 10 11 k g $ 2000 k g = $ 1.2 10 fünfzehn oder etwa 100-mal so viel wie US-Bürger in einem Jahr verdienen (vor der Zahlung von Steuern, Rechnungen usw.).

Dann müssen wir die Produktionskosten der Solarmodule berücksichtigen. Dieser PV-Standort sagt, dass die Module selbst 30 bis 35 % der Installationskosten ausmachen, und dieser andere PV-Standort sagt a 28 m 2 System kostet etwa 7000 £ = 10000 $ oder ungefähr $ 340 m 2 . Dies ist unbedeutend im Vergleich zu $ 24000 m 2 Wir müssen es in die Umlaufbahn bringen, also müssen sie nicht hinzugefügt werden. Es deutet jedoch darauf hin, dass frühe FTL besser mit bodengestützter Solarenergie betrieben werden könnten, die länger braucht, um die gleiche Energie zu erhalten, aber etwa 1 % so viel kostet, um sie zu erzeugen.

Logistik der Energiegewinnung

Nun, ich bin kein Ökonom, aber das sind einige ziemlich heftige Zahlen. Auf keinen Fall sagt die Welt einfach: „Sicher, wir werden alle 100-mal so viel einwerfen wie die USA in einem Jahr verdienen“. Ich bin mir nicht einmal sicher, ob wir diese Art von Ressourcen haben, die wir herumwerfen können. Realistisch gesehen gehen wir davon aus, dass vielleicht 1 % davon über viele Jahrzehnte hinweg in immer größere Solarfelder gesteckt werden, aber mehrere Länder könnten helfen. Sagen wir also 2 %, um optimistisch zu sein. Das sind 50 Jahre, in denen Geld in eine Solaranlage gepumpt wurde, nur um eine Jungfernfahrt in Gang zu bringen.

Aber es gibt ein Problem. Sonnenkollektoren sind nicht unsterblich, daher müssen wir die Wiederbeschaffungskosten berücksichtigen. Leider sieht diese Mathematik sehr kompliziert aus, also werde ich sie überspringen. Es spielt wahrscheinlich keine allzu große Rolle, da die meisten Panels nach 25 Jahren mit 80 % bewertet werden (sagen diese Typen ), aber es wird länger dauern, bis wir unser Ziel erreichen. Auf der anderen Seite wird die Solartechnik mit der Zeit billiger. Ab dem ersten Mal, dass die NASA zeigen kann, dass sehr kleine Warpblasen möglich sind, sehen wir wahrscheinlich mehr als 50 Jahre vor, um das erste Raumschiff in Menschengröße auf einen Testflug zu bringen. Angesichts der Natur der Politik könnte es viel länger dauern.

Expansion und Kolonisation

Von hier aus müssen wir expandieren. Das Problem ist, dass es nicht viel Grund gibt, den Weltraum zu erkunden, außer zu sagen, dass wir es getan haben. Es ist wirklich, wirklich teuer, mit sehr geringer Amortisation. So früh wird FTL lauten: "Yay, wir haben bewiesen, dass FTL möglich ist !!!!!" gefolgt von einer sehr langen Periode von praktisch nichts. Irgendwann werden reiche Leute anfangen, den Weg für Hochzeiten auf dem Mars, Basketballturniere auf Europa usw. zu ebnen. Wie in Artikeln wie diesem von den britischen Weltraumleuten erwähnt , erzielen wir eine gewisse Rendite, indem wir Arbeitsplätze schaffen Einstellung von Ingenieuren, Köchen, Hausmeistern, was auch immer. Aber wir können nicht einfach Billiarden von Dollar in ein Projekt werfen und erwarten, dass es sich sofort auszahlt. Es wird lange dauern, bis etwas ernsthaft in Gang kommt.

Allerdings sind Warpblasen nicht von Natur aus FTL. Sie können vermutlich auch für Sublight-Reisen verwendet werden, und wir finden möglicherweise Wege, dies billiger zu machen. Wenn wir die 2,5-jährige Hin- und Rückreise zum Mars in eine 2,5-wöchige Reise (0,07 % c) verwandeln können, werden viel mehr Menschen bereit sein, dorthin zu gehen, um uns bei allen wissenschaftlichen Dingen zu helfen, die wir wollen. Und wenn wir Quellen für natürliche Ressourcen in Asteroiden oder anderen Planeten finden, können wir auf diese Weise möglicherweise eine gewisse Rendite erzielen ( dieser zufällige Artikel deutet darauf hin, dass Asteroiden für Seltenerdmetalle äußerst lukrativ sein könnten – er enthält auch einige Ideen dazu weltraumgestützte Solarenergie).

Angesichts dessen, wie langsam die Weltraumprogramme bisher vorangekommen sind, sehen wir uns wahrscheinlich mehr als 100 Jahre an, bevor wir wirklich irgendwo verrückt werden. Ich würde erwarten, dass es einige Jahrhunderte dauern wird, bis wir wirklich Zivilisationen jenseits der Erde haben, obwohl das wirklich nur eine Vermutung ist.

FTL-Kommunikation

Wenn wir FTL mit Schiffen durchführen können, liegt es auf der Hand, dass wir Wege finden können, FTL mit Kommunikation durchzuführen, obwohl die Methoden und Geschwindigkeiten stark von der Art des FTL abhängen. Ein tragbares Wurmloch könnte es einem winzigen Lichtstrahl ermöglichen, Informationen fast sofort zu übertragen, sobald die Verbindung hergestellt ist, während eine Art Warp-Blase eher wie der derzeitige Postdienst funktionieren würde. Dennoch würde ich erwarten, dass sich die FTL-Kommunikation mehr oder weniger gleichzeitig mit den FTL-Reisen entwickelt.

Jenseits von Sol

Bis jetzt bin ich davon ausgegangen, dass der Energiebedarf für FTL ungefähr derselbe ist wie für die Erzeugung der Warp-Blase (ich weiß es wirklich nicht, also könnte es einen großen Unterschied machen). Aber der Versuch, den interstellaren Raum zu durchqueren, wird enorme Mengen an Energie erfordern. Platz. Ist. Riesig. Pluto ist etwa 40 AE von der Sonne entfernt. Proxima Centauri (der uns am nächsten gelegene Stern) ist etwa 270000 AE entfernt, oder das 6640-fache der Entfernung. Realistischer betrachtet fliegen wir zum Jupiter mit nur 5,2 AE, was P Centauri 51000-mal so weit macht. Wir brauchen nicht nur mehr Energie, um dorthin zu gelangen, sondern wir müssen es auch schneller tun. Nicht viele Menschen werden der Aufgabe gewachsen sein, 40 Jahre damit zu verbringen, mit 10 % c dorthin zu gelangen. Wenn also Warp-Antriebe bei höheren Geschwindigkeiten weniger effizient sind, wird der Energiebedarf exponentiell schlechter.

Eine Reise zum nächsten Stern wird also eine enorme Anstrengung erfordern, verglichen mit dem Hin- und Herschicken von Menschen zu den Gasriesen ein paar Mal im Jahr. Wenn wir FTL in 300 Jahren regelmäßig in Gang bringen, wird es wahrscheinlich weitere 100+ Jahre dauern, bis wir wirkliche Fortschritte bei der Erweiterung der extrasolaren Erde machen, und noch ein oder zwei Jahrhunderte, bis wir dort tatsächlich Kolonien gegründet haben.

Und ehrlich gesagt bin ich wahrscheinlich ziemlich großzügig. Es ist durchaus möglich, dass es ein paar tausend Jahre dauert, bis diese Zeitleiste entsteht. Aber das ist das Problem bei dem Versuch, den Fortschritt der Technologie vorherzusagen, insbesondere in Bezug auf Technologien, die möglicherweise niemals physikalisch realisierbar sind.

1 Technisch gesehen bräuchten wir das Doppelte, da Antimaterie und eine gleiche Menge normaler Materie vernichtet werden, aber ich habe es bereits durch eine Reihe von Berechnungen geschafft und es ist sowieso alles grob geschätzt, also werde ich mich nicht darum kümmern, es zu reparieren .

Wir können die W/m erhöhen 2 Wert, indem man sich der Sonne nähert. Da wir es sowieso ein Jahr lang nicht benutzen werden, warum nicht loslassen 3 / 4 der Weg zur Sonne, und dann aufladen? Es wird viel schneller aufgeladen. Außerdem könnte eine scheinbare FTL möglich sein, wenn wir die Wissenschaft beherrschen, irgendetwas in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit zu bringen, und als vollständige Nomadenzivilisation an Bord eines riesigen Raumschiffs leben, ähnlich wie sie es am Unabhängigkeitstag getan haben .
Die NASA scheint zu leugnen, dass sie einen Warp-Antrieb erforscht, aber um der Argumentation willen nehme ich an, dass sie lügen könnten. :-)

Offensichtliche FTL könnte möglich sein, wenn wir die Wissenschaft beherrschen, irgendetwas in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit zu bringen, und als vollständige Nomadenzivilisation an Bord eines riesigen Raumschiffs leben, ähnlich wie sie es am Unabhängigkeitstag getan haben. Aber das bedeutet, dass wir die Erde zurücklassen müssen, also muss eine Art „Leben auf der Erde ist nicht mehr nachhaltig“-Szenario eintreten. Es ist traurig, einen so wundersamen Planeten zurückzulassen, aber dazu könnte es irgendwann kommen.

In diesem Fall könnte die Zeitachse alles von 100 Jahren bis unendlich betragen, abhängig von der aktuellen Fortschrittsrate und dem Verbrauch natürlicher Ressourcen durch die Menschheit.

Zum Beispiel, wenn das Schiff um 0,99 fährt c , die scheinbare Geschwindigkeit der Passagiere auf dem Schiff beträgt 7,08 c . Wenn wir noch näher kommen, könnten wir jede Geschwindigkeit haben, die wir wollen. Natürlich wird das Universum in diesem Fall viel schneller für uns altern.

Siehe Tabelle 5 unter dem von meinem Dr. Mark Millis (Tau Zero und NASA) bereitgestellten Link, der auf eine Kardechev-Typ-2-Zivilisation verweist:

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1101/1101.1066.pdf

Auf der Innenseite, Jahr 2900, mittleres (wahrscheinlicheres) Jahr 3700, länger, Jahr 21000. (Gesellschaftliche Retardierung ist möglich und ist bei einigen Transporttechnologien bereits aufgetreten) Nämlich Raketen, Autos, Jets ... private Luftfahrt. Stromerzeugungstechnik....

Die Leistung für einen Typ II basiert auf 4 x 10 ^ 26 Watt ... (was immer noch niedriger ist als die Warp-Formeln, die den Warp-Raum zu FTL ergeben) aus unserem Verständnis von Alcubierrie, Natarios Warp-Gleichungsarbeit und sogar mit Dr. Whites Energie reduzierende Arbeit, diese geschätzten Jahre können immer noch optimistisch für einen sich verzerrenden Weltraumantrieb bei FTL-Geschwindigkeiten sein. Bill Thornton