Wie weit können wir gehen? (Raumfahrt) [geschlossen]

Es gibt keine Art von Raumschiff, das wir uns vorstellen können, basierend auf derzeit bekannter Wissenschaft und Technik, das in der Lage wäre, einen anderen Galaxienhaufen in irgendetwas zu erreichen, das einem angemessenen Zeitraum ähnelt. Selbst bei sehr optimistischen Annahmen sind selbst die nächsten Kugelsternhaufen praktisch nicht erreichbar.

Bedenken Sie, dass die Milchstraße einen Durchmesser von etwa 75.000 Lichtjahren hat und dass wir etwa 25.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt sind:

Über die Praktikabilität von FTL-Reisen

Es ist wichtig anzumerken, dass die derzeit beste Idee für Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit, der Alcubierre-Antrieb , ein rein hypothetisches Konstrukt ist, das auf einer Lösung von Einsteins Gleichungen basiert; Im Grunde ist es die Antwort auf "Was passiert, wenn wir Materie mit negativer Masse einstecken?". Wir haben keine Ahnung, wie man Materie mit negativer Masse herstellt, und das ganze Konzept ist rein mathematisch; Es könnte alles sein, von perfekt realisierbar und praktisch, sobald wir die technischen Probleme herausgefunden haben, über Einstein, der sich irrt, bis hin zu einem Fall, den Einsteins Gleichungen einfach nicht berücksichtigen, wie Einsteins Formel für die Gravitationszeitdilatation nahe genug zusammenbricht zu groß Massen (ein Phänomen, das als Schwarzschild-Radius bekannt ist ).

Fügen Sie dem oben Gesagten hinzu, dass jede Form von Reisen oder Kommunikation, die schneller als Licht ist, zumindest Kausalitätsparadoxe einführt, die als tachyonisches Antitelephon- Gedankenexperiment bezeichnet werden (Quellenangaben im verlinkten Wikipedia-Artikel):

Ein tachyonisches Antitelephon ist ein hypothetisches Gerät in der theoretischen Physik, mit dem Signale in die eigene Vergangenheit gesendet werden könnten. Albert Einstein stellte 1907 ein Gedankenexperiment vor, wie überlichtschnelle Signale zu einem Paradoxon der Kausalität führen können, das von Einstein und Arnold Sommerfeld 1910 als Mittel beschrieben wurde, „in die Vergangenheit zu telegrafieren“.

Dies wird natürlich nicht davon beeinflusst, ob Sie sich auf FTL-Reisen, aber keine Kommunikation beschränken oder beides zulassen, da ein FTL-Fahrzeug immer eine physische Nachricht transportieren kann, die Kommunikation ermöglicht.

Angenommen, Sie meinten Kugelsternhaufen

Basierend auf einer konservativen Schätzung, insbesondere unter der Annahme, dass das zweite Bild oben repräsentativ ist, könnte der nächste Kugelsternhaufen ungefähr 2.000 Lichtjahre von uns entfernt sein. Basierend auf der Einführung von Wikipedia zu diesem Thema ist dies wahrscheinlich sehr optimistisch, was dies nur schwieriger macht.

Wenn wir einen Weg finden könnten, 95 % der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, was ein sehr schwieriges Problem ™ ist, aber im Bereich der Wissenschaft dauert eine Reise von 2.000 Lichtjahren 2.100 Jahre (ohne Berücksichtigung der Zeitdilatation, die anfängt zu sein). werden bei diesen Geschwindigkeiten signifikant). Wenn wir im Jahr 2100 starten, werden wir die ersten Daten irgendwann um das Jahr 6200 herum erhalten (weil das Schiff im Jahr 4200 ankam und eine Lichtgeschwindigkeitsübertragung weitere 2000 Jahre brauchte, um zu uns zurückzusenden), und das Raumschiff wird es tun Rückkehr frühestens um das Jahr 6300.

Wenn wir einen Weg finden könnten, die 100-fache Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, was immer noch absolut außerhalb der Bereiche der Wissenschaft, geschweige denn der Technik liegt (und auch alle möglichen Kopfschmerzen wie mögliche Verletzungen der Kausalität verursacht), könnten wir die Reise machen zum nächsten Kugelsternhaufen in etwa 20 Jahren und würde Daten frühestens weitere 20 Jahre später erhalten, wenn das Schiff (oder eine Datenkapsel) zurückkehrt. Wenn wir im Jahr 2100 starten, werden wir bis zum Jahr 2140 oder so Daten haben (und wir werden das Schiff irgendwann um das Jahr 4100 herum im Kugelsternhaufen entdecken; hoffentlich haben wir gute Aufzeichnungen über die Mission, damit wir das nicht als Zeichen dafür nehmen könnten außerirdisches Leben).

Angenommen, Sie meinten galaktische Cluster (wie Sie sagen, der Fall zu sein)

Das ist weitaus schlimmer als bei Kugelsternhaufen.

Die Milchstraße, Andromeda und eine Reihe kleinerer Galaxien (insgesamt mindestens 54 Galaxien) gehören alle zur sogenannten Lokalen Gruppe . Die Lokale Gruppe erstreckt sich über etwa 10 Millionen Lichtjahre. Wenn wir intergalaktische Reisen in Betracht ziehen, ist dies das Mindeste, womit wir uns befassen müssten. Die Lokale Gruppe wiederum bildet einen Teil des Virgo-Clusters .

Die Andromeda-Galaxie, unser nächster intergalaktischer Nachbar, ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Wenn wir einen Weg finden, die 100-fache Lichtgeschwindigkeit zu erreichen und aufrechtzuerhalten (wiederum weit außerhalb von Wissenschaft und Technik derzeit), dann würde die Reise nach Andromeda 25.000 Jahre dauern. Ein Rückflugschiff könnte dann im gleichen Zeitrahmen Daten zur Erde zurückbringen. Wenn wir also im Jahr 2100 starten, erhalten wir Daten bis zum Jahr 52100 oder so zurück.

Zum Vergleich: Die Menschen verließen Afrika vor 60.000 Jahren und die menschliche Landwirtschaft entwickelte sich erst vor etwa 10.000 Jahren. Wir können uns nicht einmal vorstellen, wie die menschliche Kultur in 50.000 Jahren aussehen wird.

TL;DR

Das Erreichen von Sternen in der Nähe (z. B. in einer Entfernung von etwa 50 Lichtjahren) ist selbst mit Raumfahrzeugen mit Unterlichtgeschwindigkeit vertretbar. Eine solche Mission würde bei einem etwas hohen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit bis zu einigen Jahrhunderten dauern, liegt aber im Bereich der Theorie, wenn nicht sogar im Moment der Praxis.

Mit extremen Fortschritten in Physik und Technik (einschließlich der Entdeckung von Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit) und basierend auf sehr optimistischen Annahmen könnte es möglicherweise realistisch sein, einen nahe gelegenen Kugelsternhaufen in etwas zu erreichen, das einer angemessenen Zeitspanne ähnelt. Aber wie ich oben sagte, haben wir keine Ahnung, wie man schneller als Licht reist; Das Beste, was wir haben, ist eine Reihe von Lösungen für eine Reihe von Gleichungen, die möglicherweise nicht einmal zutreffen.

Das Erreichen einer anderen Galaxie, geschweige denn eines anderen Galaxienhaufens, ist überhaupt nicht realistisch, es sei denn, wir haben Raumfahrzeuge, die sich mit Lichtgeschwindigkeit von vielen Größenordnungen fortbewegen können. Selbst 1.000-fache Lichtgeschwindigkeit macht eine solche Reise unpraktisch; Wir müssten etwa die 10.000-fache Lichtgeschwindigkeit erreichen, damit es in irgendeiner Weise realistisch ist. An diesem Punkt würde eine Reise nach Andromeda und zurück etwa 500 Jahre dauern. Wir können mit aktuellen Raumfahrzeugen realistischerweise nicht einmal 1/10.000 der Lichtgeschwindigkeit (30 km/s) erreichen, also haben wir etwa das 100.000.000-fache unserer derzeitigen Bestleistungen vor uns.

„Auch wenn wir Raumschiffe wie in Science-Fiction-Filmen haben werden“

Dieses Video bezieht sich größtenteils auf Warp- oder Hyperantriebe, wenn ich mich richtig erinnere. Es ist Unsinn, diesbezüglich Argumente anzustellen, da Sie diese Laufwerke hypothetisch mit unendlichen Geschwindigkeiten fahren lassen können, was in Star Trek getan wurde, aber bei Hyper-Laufwerken weitgehend ignoriert wurde. In den meisten Science-Fiction-Filmen beschränken sie dies auf galaktische interstellare Geschwindigkeiten ...

Aber es gibt einen Laufwerkstyp, bei dem dies absolut falsch ist und der selten verwendet wird. Es wird Wurmlochantrieb genannt und wie jedes Wurmloch kann es überall hinführen und die Reise wäre nahezu augenblicklich. Manchmal werden Energieanforderungen an diese gestellt, aber normalerweise wird nicht darüber gesprochen.

Mit anderen Worten, wenn wir Sci-Fi-FTL-Laufwerke hätten, die wie Sci-Fi-FTL-Laufwerke funktionierten und genug Energie hätten oder was auch immer der Grund dafür ist, dass wir eingeschränkt sind (Oft ist es nicht Energie, sondern strukturelle Integrität oder so etwas ähnliches) dann ist das Video falsch und wir könnten sicher andere Galaxienhaufen erreichen...

In Wirklichkeit ist das, was wir der FTL am nächsten kommen, der Alcubierre-Antrieb, der cool und so ist, aber nach dem, was ich in der Vergangenheit gelesen habe, sind die Geschwindigkeitsgrenzen immer noch nur etwa 33c, was schnell ist, aber stark begrenzt die Erforschung des Universums bis hin zu unserem Galaxienhaufen und in ferner Zukunft unsere eigene Galaxie... unserer Galaxie wird alles Materielle im sichtbaren Universum sein, das es aber immer noch gibt.