TL;DR: "Wissenschaftlich korrekt" (gemäß der aktuellen etablierten Wissenschaft) und "schneller als Licht reisen" können nicht ohne irgendeine Form der Verneinung im selben Kontext verwendet werden. Was Sie fordern, ist innerhalb der Grenzen der Wissenschaft, wie wir sie kennen, nicht möglich.

Hier ist der Grund:

Unser bestes Modell für diese Art von Effekten ist, soweit ich weiß, die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie. Die spezielle Relativitätstheorie postuliert , dass kollineare Geschwindigkeiten gemäß der Formel addiert werden

Für kleine Werte von$v$und$u$, das verhält sich so wie wir es gewohnt sind, denn für solche Werte ist der Bruch$\frac{vu}{c^2}$ist sehr klein, so der Begriff$1 + \frac{vu}{c^2}$ist sehr nahe an 1 Geben$s \approx v+u$. Natürlich ist diese Annäherung in manchen Situationen selbst bei alltäglichen Geschwindigkeiten möglicherweise nicht gut genug .

Aber schauen Sie, was passiert, wenn wir setzen$v = 0.90c$und$u = 0.10c$(Das bedeutet, dass unsere Anfangsgeschwindigkeit in einem intertialen Referenzrahmen das 0,90-fache der Lichtgeschwindigkeit beträgt und wir unsere Geschwindigkeit um das 0,10-fache der Lichtgeschwindigkeit erhöhen). Intuitiv würde die Geschwindigkeit herauskommen als$(0.90 + 0.10)c = c$, aber es stellt sich heraus , dass dies überhaupt nicht der Fall ist . Verwenden Sie stattdessen Einheiten von$c$der Einfachheit halber:

Schau was passiert? In einem Trägheitsbezugssystem stieg unsere Geschwindigkeit nur ab$0.900c$bis etwa$0.917c$, eine Steigerung von 1,9 %, obwohl wir versucht haben , die Geschwindigkeit um 11 % zu erhöhen ($0.10c$aus$0.90c$).

Dieser Effekt wird noch ausgeprägter, wenn sich Ihre Anfangsgeschwindigkeit nähert$c$($v \to c$). Schauen Sie sich zum Beispiel an, was passiert, wenn wir uns bewegen$0.99c$und erhöhen Sie unsere Geschwindigkeit um$0.10c$(ja, das meine ich wirklich):

Und natürlich sind dies in der realen Welt absurd hohe Werte für$u$, erinnert an augenblickliche Beschleunigung. Stattdessen sollten wir mit arbeiten$u \to 0$(weil in der realen Welt die Zeit, in der wir die Beschleunigung messen, gegen 0 geht), aber da das in einer einzigen Gleichung schwer zu zeigen ist, gebe ich mich damit zufrieden$u = 10^{-12}c \approx 0.3~\text{mm/s}$Dies ist keine völlig unrealistische Geschwindigkeitsänderung über einen kurzen Zeitraum, wenn man bedenkt, dass etwas einem realen Gerät ähnelt, das versucht, sich selbst anzutreiben. Nun schauen Sie, was wir bekommen, wenn wir bei beginnen$0.90c$:

Unsere Geschwindigkeitssteigerung, die wir zu machen versuchten$\frac{10^{-12}}{0.90} \approx 1 \times 10^{-12}$, wurde$\frac{0.90000000000019 - 0.90}{0.90} \approx 2 \times 10^{-13}$. Wir haben nur 1/5 der Steigerung bekommen, für die wir den Aufwand aufgewendet haben, und zwar zu 90 %$c$, davon sind wir noch ein gutes Stück entfernt$c$. Von da an wird es nur noch schlimmer.

Letztendlich bedeutet dies, dass die Energiekosten für die Erhöhung Ihrer Geschwindigkeit exponentiell ansteigen. Wenn Sie die Mathematik bis zum Ende durcharbeiten, lösen Sie effektiv

Weil Ihr Raumschiff zu jedem Zeitpunkt eine augenblickliche Geschwindigkeit (entlang eines Vektors) und eine augenblickliche Beschleunigung ($\vec{a} = \vec{\Delta v} / \Delta t$für einige$\Delta t \to 0$), wirst du also immer nur (mit gewaltigem Energieaufwand) an Lichtgeschwindigkeit herankommen , aber nie Lichtgeschwindigkeit erreichen können. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt der Grenznutzen jeder gegebenen Beschleunigung (innerhalb des lokalen Bezugsrahmens) ab; Sie erhalten immer weniger (Trägheitsreferenzrahmen) Beschleunigung aus jeder gegebenen Anstrengung. Da wir uns im Allgemeinen mit Trägheitsreferenzrahmen befassen, wenn wir an Orte gehen, bedeutet dies, dass Sie exponentiell härter arbeiten, aber exponentiell weniger Nutzen aus Ihren Bemühungen ziehen.

Wenn Sie eine einzige Formel suchen, die erklärt, warum Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit in der realen Welt, wie wir sie derzeit verstehen, unmöglich sind, dann die Masse-Energie-Äquivalenz$E=mc^2$(wie von AndreiROM vorgeschlagen) ist nicht das, wonach Sie suchen (tatsächlich könnte es sogar in begrenztem Umfang Ihr Freund sein, wenn Sie herausfinden können, wie die Masse-Energie-Umwandlung durchgeführt wird); Vielmehr möchten Sie die relativistische kolineare Geschwindigkeitsadditionsformel und ein Verständnis dafür, wie sie sich verhält$v \to c$.

Es gibt viele klassische Ideen, wie ein FTL-Antrieb funktionieren könnte. Wie andere Antworten bereits festgestellt haben, sind derzeit keine tatsächlichen wissenschaftlich fundierten Ideen für FTL-Antriebe verfügbar. FTL-Reisen scheinen unmöglich zu sein.

Eine der klassischen Ideen sind Quantensprünge, bei denen sich das gesamte Schiff augenblicklich über eine kurze Distanz teleportiert und den Sprung dann mit hoher Geschwindigkeit wiederholt. Aus irgendeinem Grund kann die Teleportation auf große Entfernung nicht funktionieren, aber ein Schiff kann sich selbst auf kurze Distanz schicken. Das Schiff kann von einem bewegungslosen Ort zu einem anderen, nahe gelegenen Ort springen; Dies vermeidet die enormen Energiekosten für die Beschleunigung auf einen erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit. Die scheinbare Bewegung kann als "Pseudogeschwindigkeit" bezeichnet werden. (Ich weiß, dass ich Geschichten mit einem FTL-Laufwerk gelesen habe, das auf diese Weise funktioniert, aber mir fallen die Namen der Geschichten nicht ein.)

In der Zeit, in der das Schiff nicht springt, ruht es im normalen Universum, und Kameras oder andere Instrumente könnten Messungen durchführen. Aber die Daten könnten einer Zeitrafferserie ähneln.

Wie funktioniert die Teleportation? Handwelle Handwelle Quantenphysik etwas etwas. Aber es ist eine klassische alte Tradition: Die FTL wird genau so funktionieren, wie sie für Ihre Geschichte funktionieren muss.

PS: Es kann auch möglich sein, ein Space-Warping-Laufwerk zu verwenden und dann zu erklären, dass die Daten computerverarbeitet werden, um den Effekt des Warpings zu beseitigen. Aber ich denke, das Quantenspringen würde gut zu deiner Geschichte passen.

Mir sind nur zwei wissenschaftlich postulierte Methoden des FTL-Antriebs bekannt. Der erste wurde in diesem Board ziemlich oft erwähnt und ich dachte, er war ursprünglich hier als Antwort gedacht, der Alcubierre Drive . Das zweite ist Quantentunneln .

Alcubierre Drive

...ein Raumschiff könnte scheinbar schneller als Licht reisen, wenn ein konfigurierbares Energiedichtefeld erzeugt werden könnte, das niedriger ist als das des Vakuums (dh negative Masse).

Anstatt die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines lokalen Referenzrahmens zu überschreiten, würde ein Raumschiff Entfernungen zurücklegen, indem es den Raum vor sich zusammenzieht und den Raum dahinter ausdehnt, was zu einer effektiven Reise schneller als Licht führt. Objekte können innerhalb der normalen Raumzeit nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden; Stattdessen verschiebt der Alcubierre-Antrieb den Raum um ein Objekt herum, so dass das Objekt schneller an seinem Ziel ankommt als Licht im normalen Raum.

Im Wesentlichen bewegt sich das Objekt NICHT schneller als die Lichtgeschwindigkeit lokal. In seinem Bezugssystem bewegt es sich langsamer als das Licht. Der Alcubierre Drive komprimiert den Raum vor dem Schiff und dehnt den Raum hinter dem Schiff aus – im Wesentlichen bewegter Raum.

2-D-Darstellung der Alcubierre-Raumdehnung:

Quantentunneln

Jedes Objekt kann Quantentunneln durchführen, aber die Mathematik des Problems zeigt, dass selbst bei Objekten mit sehr leichter Masse das Ereignis unwahrscheinlich ist. Dass wir Tunneln sehen, liegt an der großen Anzahl von beobachteten Objekten.

Wenn die Masse des Objekts oder die Breite der Potentialbarriere zunimmt, sinkt die Wahrscheinlichkeit. Wenn Sie zu einzelnen makroskaligen Objekten gelangen, die Tunnelereignisse über interstellare Entfernungen durchführen, ist die durchschnittliche Zeitdauer für dieses Ereignis eine Zahl mit vielen, vielen Nullen.

Quantentunneln oder Tunneln (siehe Schreibunterschiede) bezieht sich auf das quantenmechanische Phänomen, bei dem ein Teilchen durch eine Barriere tunnelt, die es klassischerweise nicht überwinden konnte. Dies spielt eine wesentliche Rolle bei mehreren physikalischen Phänomenen, wie der Kernfusion, die in Hauptreihensternen wie der Sonne auftritt ...

und

Tunneln wird oft mit der Heisenbergschen Unschärferelation und dem Welle-Teilchen-Dualismus der Materie erklärt. Reine quantenmechanische Konzepte stehen im Mittelpunkt des Phänomens, daher ist Quantentunneln eine der neuartigen Implikationen der Quantenmechanik.

und

Spin-Null-Teilchen können sich beim Tunneln schneller als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. 3 Dies verstößt offensichtlich gegen das Kausalitätsprinzip, da es einen Bezugsrahmen geben wird, in dem es ankommt, bevor es es verlässt. Eine sorgfältige Analyse der Übertragung des Wellenpakets zeigt jedoch, dass tatsächlich kein Verstoß gegen die Relativitätstheorie vorliegt.

Betrachten Sie nun die Barriere als den Gravitationshügel, der sich von Ihrem Stern weg nach oben neigt. Wenn es als SF-Antrieb verwendet wird, würde das Quantentunnel-Ereignis dazu führen, dass Ihr Schiff aus diesem Gravitationsschacht verschwindet und spontan woanders in einem anderen tieferen Gravitationsschacht auftaucht.

Quantentunneln eines Elektrons:

Beim Quantentunneln erscheint ein Teilchen sofort auf der anderen Seite der Potentialbarriere (z. B. schneller als Licht). Bei den meisten Teilchen macht eine Verzögerung an der Barriere die Gesamtgeschwindigkeit sogar langsamer als Licht, obwohl das Teilchen spontan auf der anderen Seite der Barriere erscheint. Für Spin-Null-Teilchen zeigen Berechnungen jedoch , dass das gesamte Ereignis FTL stattfindet.

Es gibt jedoch drei große Nachteile bei der Verwendung in SF.

Es ist unwahrscheinlich

Erstens ist die Wahrscheinlichkeit des Ereignisses umgekehrt proportional zur Masse des Objekts. Für Teilchen der Masse eines Protons wird es äußerst unwahrscheinlich, dass dies geschieht. Um dies bei einem bestimmten makroskopischen Objekt (z. B. einer Person oder einem Raumschiff) zu beobachten, müssten Sie es extrem lange beobachten ( eine Zahl mit einer großen Anzahl von Nullen).

Nur Teilchen mit Spin Null gehen FTL

Das andere Problem sind die Schlüsselwörter "Spin-Null-Teilchen" und nicht Teilchen wie Elektronen und Protonen. Es ist also wissenschaftlich denkbar, dass damit einige Dinge mit FTL-Geschwindigkeit übertragen werden könnten.

Wir können es nicht schaffen

Wie bei anderen quantenmechanischen Dingen gibt es einfach eine Wahrscheinlichkeit, dass das Ereignis eintritt. Wir wissen nur, wie wir das Ereignis manipulieren können, indem wir die Einzelheiten des Teilchens oder der Barriere ändern. Wir können die Wahrscheinlichkeit, dass es passiert, nicht anderweitig beeinflussen.

Der Grund, warum wir dies in einem Probensatz sehen können, ist, dass es so viele Partikel gibt und es uns egal ist, mit welchem ​​​​es passiert. Die andere ist die sehr leichte Masse dieser Teilchen.

Andere Sachen

Ich habe oft mit der Idee gespielt, ein FTL-Laufwerk zu erfinden, das ähnliche Prinzipien verwendet, aber die Einzelheiten an die Bedürfnisse meines SF-Universums anpasst. Ich habe allerdings noch kein einheitliches Regelwerk dafür entwickelt.

Wenn Sie dies als Grundlage für Ihren Antrieb verwenden möchten, sollten Sie die Antworten auf diese Fragen und ihre Bedeutung für Ihr Universum berücksichtigen, auch wenn Sie Ihrem Publikum die Einzelheiten nicht erklären:

• Wie erklären wir die sehr große Masse des Objekts, das wir tunneln wollen?
• Wie erklären wir uns, dass das Ereignis eintritt, wenn wir es wollen?
• Wie erklären wir, dass ein bestimmtes Objekt getunnelt wird und nicht irgendein altes Objekt?

Weitere Informationen zu Quantentunneln .

... Tatsächlich haben Nimtz und Mitarbeiter beobachtet, dass die gemessene Tunnelzeit an der Barrierenfront verbracht wird, während innerhalb der Barriere null Zeit verbracht wird. Dieses Ergebnis wurde bei mehreren Tunnelbarrieren und in verschiedenen Bereichen beobachtet. Zero Time Tunneling wurde bereits von mehreren Theoretikern berechnet

Es gibt mehrere einigermaßen wissenschaftlich fundierte Formen von FTL-Reisen in SF, die normalerweise von SF-Autoren mit wissenschaftlichem Hintergrund geschrieben werden. Hier sind einige der besseren Beispiele. Wenn ich jemanden übersehen habe, der auf der Liste stehen sollte, lassen Sie es mich bitte wissen.

Poul Andersons quantenmechanischer Mikrosprung-Pseudogeschwindigkeitsantrieb. Siehe seine Flandry of Terra- Reihe, die Polesotechnic League -Reihe und die Psychotechnic League- Romanreihe. Weitere Informationen zu Poul Andersons Science-Fiction finden Sie hier

Der Tachyonsprung von Gregory Benford. Es geht davon aus, dass Bradyons (langsamer als Lichtteilchen) virtuelle Tachyonen sind. Der Sprung funktioniert, indem die Bradyon-Materie des Gefäßes in Tachyonen umgewandelt wird, die sich mit unendlicher Geschwindigkeit von Punkt A zu Punkt B bewegen, wo sie in ihren früheren Zustand der Bradyon-Materie zurückkehren. Die Reaktionsmasse wird während eines Sprungs ausgestoßen, vermutlich um die Position des Fahrzeugs zu verschieben. Siehe Die Sterne im Leichentuch (1977). Hinweis: Dies ist auch die überarbeitete Ausgabe von Deeper Than The Darkness (1970).

Benford, der als berufstätiger Physiker Mitautor eines Antititelephone-Artikels war, der sich gegen Tachyonen richtete, verwendet in seinem SF keine Tachyonen mehr für FTL-Reisen. Zum Beispiel sind Wurmlöcher in Foundation's Fear: The Second Foundation Trilogy (1997) der Mechanismus für FTL-Reisen durch das Asimovian Galactic Empire.

Stanley Schmidts Rao-Chang-Tachyon-Antrieb. FTL-Schiffe wechseln vom Bradyon-Zustand in ihren entsprechenden Tachyon-Zustand. Schmidt veröffentlichte einen Artikel "How To Move the Earth" in Analog (Mai 1976), der eine Erklärung für diesen fiktiven Tachyon-Antrieb enthält. Siehe The Sins of the Fathers (1976) und Lifeboat Earth (1978).

Robert L Forward verwendet Wurmlöcher für FTL-Reisen in Timemaster (1992). Etwas exzentrisch werden die Wurmlöcher von freundlichen, im Weltraum lebenden Organismen geschaffen, die sie mehr oder weniger wie Eier legen.

Stephen Baxter hat in seinen Xeelee Sequence- Romanen Wurmlöcher, die von exotischen Materiestrukturen für FTL-Reisen unterstützt werden . Weitere Informationen finden Sie hier .

Dies sind nichts anderes als wissenschaftlich fundierte Formen des FTL-Reisens. Keiner der Autoren glaubt unbedingt, dass FTL-Reisen auf diese Weise bewerkstelligt werden. Wenn dies jemals bewerkstelligt werden kann, besteht die Rolle der Wissenschaft darin, ihre Versionen von FTL-Reisen wissenschaftlich plausibel erscheinen zu lassen. Das wollte das OP für seine Geschichte. Hier sind einige Beispiele.

Ich glaube, ich habe etwas Brauchbares. Aber Sie müssen eine Art exotische Materie erfinden, die ich vorerst "negative Masse" nenne, nicht zu verwechseln mit Antimaterie.

In unserem Universum müssen Sie die folgenden Probleme überwinden,

1. Je schneller Sie fahren, desto mehr Masse haben Sie, was bedeutet, dass Sie noch mehr Energie benötigen, um sich zu bewegen. Das bedeutet, dass Sie ständig Energie hineinpumpen und nie ganz zu c kommen. Und
2. Geschwindigkeit bedeutet notwendigerweise langsamere Zeit für Sie im Vergleich zu jemandem, der sich nicht bewegt.

So funktionieren Massen-Energie-Äquivalenz und spezielle Relativitätstheorie. Daran müsstest du also etwas ändern. Um 1) entgegenzuwirken, haben Sie vielleicht eine Möglichkeit, "negative Masse" zu erzeugen, je schneller Sie fahren, auf diese Weise werden Sie nicht immer massiver. Für Bonuspunkte könnten Sie ein weiteres theoretisches Geschwindigkeitslimit festlegen, vielleicht nähern Sie sich asymptotisch der sofortigen Ankunft in Ihrem Universum, einer Art "unendlicher Beschleunigung". Sie müssten nicht unbedingt erklären, warum, aber es würde dazu dienen, das Problem "schneller als Licht = in der Zeit zurückgehen" zu beseitigen.

Um den Zeitdilatationseffekten entgegenzuwirken, müssen Sie wirklich etwas ziemlich Grundlegendes an der Art und Weise ändern, wie wir Beschleunigung und relative Geschwindigkeiten verstehen, nur das Verständnis der speziellen Relativitätstheorie, wie sie derzeit ist, ist wirklich schwierig. Auch hier würde ich nur ausgleichen und sagen, dass die "negative Masse" gleichzeitig eine Art Zeitbeschleunigung erzeugt, die Ihren Fortschritt durch die Zeit erhöht. Oder Sie könnten sogar eine ganz andere Zeitmaschine haben, um Ihren Fortschritt durch die Zeit zu beschleunigen, wenn Sie möchten, und die negative Masse herauslassen.

Wenn ich so über das Universum nachdenke, tut mir der Kopf weh, weil ich nicht weiß, welche Auswirkungen diese Art der Einmischung haben würde. Wenn Sie zum Beispiel mit eingeschaltetem Generator für negative Masse auf c beschleunigen würden, wie würden die Lorentz-Transformationen Sie aussehen lassen? Wenn c keine Geschwindigkeitsbegrenzung mehr ist, würdest du vielleicht normal aussehen. Ein anderes Beispiel wäre, wie würde das abprallende Photon in einem Zug aussehen, der mit c fährt? Es reist immer noch weiter für eine stationäre Person. Das Problem ist, dass Menschen, die unterschiedliche Geschwindigkeiten fahren, sich nicht einig sind, was sie sehen. Grundsätzlich weiß ich nicht, wie ich mir ein Universum vorstellen soll, in dem c keine Geschwindigkeitsbegrenzung ist, aber wo "unendliche Beschleunigung" sein könnte.

Ich bin sicher, echte Physiker ziehen jetzt die Augenbrauen zusammen und schütteln den Kopf.

Ihre Hauptanforderung ist: Die Besatzung muss ständig Daten von den Schiffssensoren sammeln. Sie möchten also nicht einfach zum Ziel springen oder sich in einem anderen Bereich bewegen.

Wie Steveha zuvor erklärt hat, können Sie eine Sprungtechnik auf kurze Distanz verwenden, um eine „Pseudogeschwindigkeit“ zu erzielen. Ich erinnere mich an eine Reihe zusammenhängender Kurzgeschichten von FM Busby , die zu einem Roman erweitert wurden, in dem erklärt wurde, dass dies dadurch entsteht, dass die normale Häufigkeit von „Auftritten“ unterdrückt wird.

„Der Trick ist, dass Raum und Zeit quantisiert sind. Wenn Sie nicht wissen, was das bedeutet, warten Sie und fragen Sie mich später. Hauptsächlich existiert das Universum nicht kontinuierlich. Es pulsiert – erscheint und verschwindet mit einer viel zu hohen Rate Wenn Sie sich also bewegen, verschwinden Sie an einem Punkt und tauchen am nächsten wieder auf – normalerweise.

„Normalerweise treffen wir beim Bewegen jeden Punkt auf dem Weg. Skip Drive unterdrückt unser Erscheinen an den meisten dieser Punkte. Wir schlagen die Lichtgeschwindigkeit, weil es die Hin- und Herbewegungen sind, die Zeit und Energie verbrauchen, nicht die Bewegung selbst."

Ein interessanter Nebeneffekt, den sie später herausfanden, ist, dass dies auch ein Driften zwischen den Zeitlinien ermöglicht! Die Reisenden kommen möglicherweise in eine Welt mit einer anderen Geschichte als bei ihrer Abreise.

Die Idee „kleine Sprünge machen“ kann angewendet werden, um jeden FTL-Mechanismus an Ihre Notwendigkeit anzupassen, einen Pseudopfad im normalen Raum zu haben und hinauszusehen. Verwenden Sie zum Beispiel Wurmlöcher: aber jeweils nur eine Milliarde Meilen. Sie finden ein Wurmloch im Quantenschaum, das zum gewünschten Ziel führt, aber wie bei Elektronenwahrscheinlichkeitswolken und dergleichen nimmt die Wahrscheinlichkeit, eines zu finden, mit der Entfernung ab. Also finden sie einen mit einem ungefähr eine Milliarde Kilometer entfernten Endpunkt in der richtigen Richtung, verstärken ihn auf Schiffsgröße, öffnen die Enden und überqueren ihn. Sie können eine Reihe von Gründen finden, warum die Sprungweite begrenzt ist.

Space Warp in der Art von Alcubierre Drive (aber ohne den wahnsinnigen Energiebedarf)? Gerade der Punkt, an dem das Schiff überhaupt nicht hinaussehen kann, erschwert die Navigation. Es macht also eine Reihe kleiner Sprünge und macht bei jedem Sprung Bilder, sodass es für diejenigen, die die Bildschirme beobachten, wie eine normale Bewegung erscheint .

Aber das ist ein Vermessungsschiff oder so etwas, mit dem Zweck, Messwerte entlang einer Vermessungsroute zu sammeln, richtig? Selbst wenn die Technologie nicht begrenzt wäre, würde das Schiff so gebaut werden . Ein Passagierschiff geht in den Hyperraum, fliegt ein paar Tage in diesem anderen Reich herum, das mit unserem Universum und dem, was sich im Raum zwischen hier und dort befindet, nichts zu tun hat, und kehrt dort in den normalen Raum zurück . Aber das Vermessungsschiff möchte speziell sehen, was entlang der Route im normalen Raum liegt, also geht es für eine Minute in den Hyperraum , fällt aus und zeichnet auf, was es sieht, und wiederholt es dann.

Natürlich kann jedes Mittel der FTL zu einer Zeitreise werden , also müssen Sie vorsichtig sein, wenn Sie es erklären oder so gestalten, dass es nicht auch eine Allzweck-Zeitmaschine ist.

Aber Sie können die Beziehung umkehren. Stellen Sie sich eine normale Reise mit relativistischen Geschwindigkeiten vor, die (sagen wir) 5 Jahre dauert, um die Strecke im Referenzrahmen des Zielplaneten zurückzulegen. Verwenden Sie dann eine Zeitmaschine, um 5 Jahre zurückzugehen! Jetzt kam das Schiff sofort an, richtig?

Aber anstatt in der Zeit zurückzuspringen, wenn Sie dort ankommen, tun Sie es inkrementell. Das Schiff wird während einer kurzen Reise von A nach B während der Zeit t₁ bis t₂ (z. im Zeitintervall von t₁+ε bis t₂+ε, und so weiter, den ganzen Weg seiner Reise. Möglicherweise könnten Sie jedes Bein so kurz wie die Länge des Schiffes machen.

Zuallererst leidet jede Bewegung unter Zeitdilatation, was auch immer und der Betrag ist mathematisch definiert, so dass Sie dies nach harter Physik (wie wir es verstehen) immer bekommen, wenn Sie sich physisch von Punkt A nach Punkt B bewegen. Sogar als Bürger der Erde sehen wir diese Ausdehnung im Vergleich zu einem vollständig stationären Teilchen (das sich nicht mit dem Universum dreht, umkreist oder ausdehnt), aber der Unterschied ist ziemlich gering.

Auch wie wir Geschwindigkeit verstehen, kann man derzeit nicht schneller als Licht reisen. Wenn Sie sich also an die bekannte Wissenschaft halten wollen und schneller als Licht gehen müssen, sind wir irgendwie gezwungen, die normalen Mittel aufzugeben, um von Punkt A zu Punkt zu gelangen B.

Wir machen jedoch bereits kleine Schritte in Richtung einer tatsächlichen Teleportation , die die tatsächliche Reise von Punkt A nach Punkt B negiert, und das teleportierte Material würde niemals in den „Hyperraum“ oder ähnliches gelangen. Ich denke, es ist das einzige, was für Ihre Idee funktionieren wird.

Alternativ könnten Sie die klassische Idee von Wurmlöchern verwenden, um zwei Punkte im Weltraum zu überbrücken, aber es sollte beachtet werden, dass wir keinerlei experimentelle Beweise dafür haben. Im Grunde sind sie Fiktion, keine Wissenschaft, wie Magie oder die Macht. Aber sie klingen wissenschaftlich.

Reisen ist definiert als die Bewegung eines Objekts von Punkt A nach Punkt B über den Raum dazwischen. Es ist nicht möglich, schneller als Lichtgeschwindigkeit zu reisen. Die einzige Möglichkeit, wie sich ein Objekt schneller als Licht zu bewegen scheint, besteht darin, die Raumzeit zu krümmen, typischerweise mit einem Wurmloch, obwohl dies wiederum keine Reise ist, da Sie den Raum dazwischen nicht besetzen.

Einer meiner alten Favoriten, obwohl ich seine wissenschaftliche Genauigkeit bezweifle, ist der Jump Drive aus CJ Cherryhs Romanwerk.

https://en.wikipedia.org/wiki/Jump_(Alliance%E2%80%93Union_universe)

Im Allianz-Union-Universum haben schneller als Licht (FTL)-Schiffe zwei Hauptantriebssysteme, langsamer als Licht (STL)-Triebwerke und FTL-Sprungmotoren. Die Sprungmotoren bestehen aus Flügeln, die an der Außenseite des Schiffes angebracht sind. Wenn die Schaufeln gepulst werden, erzeugen sie Gravitationswellen, die ein Feld oder eine "Blase" um das Schiff herum erzeugen, das es (und alles andere im Feld) entlang der Schnittstelle zwischen Realraum (Einsteinscher Raum) und Hyperraum (Sprungraum) zieht.

Der Sprung findet zwischen zwei massiven Objekten statt, die als Sprungpunkte bezeichnet werden und im Allgemeinen Sterne, braune Zwerge oder „Schurkenplaneten“ sind, die massiv genug sind, um im Hyperraum „Pockmarks“ zu hinterlassen. Vor dem Springen berechnen die Navigatoren des Schiffes einen ausgehenden Vektor, der den Zielsprungpunkt mit Richtung und Geschwindigkeit anvisiert. Das Schiff beschleunigt entlang dieses Vektors mit einer langen STL-Verschiebung, bis es die Schwerkraft des aktuellen Sprungpunkts weit entfernt hat und die erforderliche Geschwindigkeit erreicht ist. Die Sprungmotoren werden dann eingeschaltet und das Schiff tritt in die Schnittstelle zwischen Realraum und Hyperraum ein.

In diesem Quasi-Zustand, halb im Hyperraum und halb außerhalb des Hyperraums zu sein, wird das Schiff entlang der Grenzfläche zum nächsten Gravitationsschacht auf dem ausgehenden Vektor, dem Zielsprungpunkt, gezogen. Hier tritt es wieder in den Realraum ein und bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung, mit der es in die Schnittstelle eingetreten ist. Zurück im normalen Weltraum verringert das Schiff die Geschwindigkeit, indem es seine Leitschaufeln zyklisch bewegt, um die Grenzfläche zu streifen, bevor die STL-Triebwerke übernehmen. Es ist möglich, mehrere Sprungpunkte zu passieren, ohne langsamer zu werden, aber das ist riskant, da es dazu führen kann, dass die Geschwindigkeit des Schiffes unkontrollierbar wird.

Lange Rede kurzer Sinn, es ist eine Art Schwerkraftwinde. Wenn Sie sich in die richtige Richtung richten und in die Nähe von FTL beschleunigen, kann der Antrieb einen Gravitationsschacht ergreifen und Sie mit sich ziehen, wie ein Stein, der über die Oberfläche eines Teichs hüpft.

Die Bücher erklären die Antriebssysteme etwas anders; Es ist nicht so, dass das Schiff in den Hyperraum eindringt, es ist eher so, als würde man beim Kajakfahren ein Gewicht in einen Wildwasserstrom direkt unter einer größtenteils ruhigen Oberfläche fallen lassen. Sie werden nicht unter Wasser gezogen, sondern an der Oberfläche entlang.

Wir können eine Seite von den Klassikern nehmen, die zuerst versuchten, Einsteins Geschwindigkeitsbegrenzung zu umgehen: Inertialless Drive.

EE "Doc" Smith hat in seiner Lensman-Serie eines der bekannteren Beispiele für diese Art von Antrieb. Dieser Antrieb umgeht das Problem "Masse steigt auf unendlich", indem er eine Methode vorschlägt, die die Masse des Schiffes speichert oder vor dem Universum verbirgt. Bei Nullmasse könnte selbst der kleinste Schub ein Schiff theoretisch unendlich weit mit unendlicher Geschwindigkeit schieben. Jedes interstellare Material würde das Schiff jedoch sofort stoppen. Die Geschwindigkeit des Schiffes ist also diejenige, die den Schub mit dem Luftwiderstand des interstellaren Mediums ausgleicht. Ein Problem ist, dass Sie die Geschwindigkeit beibehalten, die Sie hatten, als Sie den trägheitslosen Antrieb aktivierten. Schiffe müssten also an ihrem Ziel sehr stark stoßen, um ihre Geschwindigkeit an die Geschwindigkeit des Objekts anzupassen, dem sie sich nähern möchten.

Wenn Sie die Massenverneinung per Hand winken können, haben Sie Ihren "wissenschaftlichen" FTL-Antrieb.

Der lustige Teil ist, dass es mit einer Reihe von Problemen einhergeht, mit denen sich die Charaktere unbedingt auseinandersetzen müssen.

Diese Idee habe ich mir auch schon für meine Story ausgedacht und teile sie jetzt gerne mit euch. Diese Lösung entspricht Ihren Kriterien, obwohl sie erfordert, dass die Multiversum-Theorie wahr ist. Das Schiff bleibt im Universum, erleidet keine Zeitdilatation und stört den Raum um es herum überhaupt nicht. Viele der obigen Antworten haben einen gemeinsamen einschränkenden Faktor: die Gesetze der Physik. Nichts kann schneller sein als das Licht. Mein FTL-Laufwerk macht jedoch etwas Besonderes, das andere Gesetze der Physik beinhaltet.

1. Benötigte Materialien

Es wird ein Atom namens „Hyperium“ oder umgangssprachlich als „FTL-Fluid“ bezeichnet. Negative Ionen von Hyperium werden in einen pistolenförmigen Motor gegeben. Eine Schicht aus positiven Ionen umgibt das Schiff, die leicht erzeugt werden kann, indem die äußere Schicht des Schiffs aus Hyperium-Metall (Fe2HyC4) hergestellt wird. Für ein Schiff in der Größe eines Tie-Fighters muss der Motor nur die Größe einer Pistole haben; Für einen Sternenzerstörer müsste er so groß sein wie zwei oder drei Tie-Fighter. Sie brauchen also: einen FTL-Motor, eine kugelgroße Menge negativer Hyperium-Ionen, die im Verhältnis zur Größe Ihres Motors steht, und eine äußere Beschichtung aus positiven Hyperium-Ionen.

2. Wie macht es das?

Wenn der Motor gestartet wird, wird er elektrisiert und schießt eine Explosion Hyperium ab. Dieses instabile Element teilt sich in zwei Teile, aber beide Teile sind miteinander verbunden und existieren im selben Raum. Ein Teil rast in diesem Universum davon, berührt das Feld positiver Ionen und bleibt stecken. Die andere Hälfte zoomt in ein anderes Universum, das im Vergleich zu unserem extrem klein und auch leer ist. Warum geht es dorthin? Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration und Instabilität und was auch immer so ausgerichtet ist, dass der Elektronenstoß sie in das andere Universum lädt. Lesen Sie diesen nächsten Teil sorgfältig durch. Sobald dieser Teil der Hyperium-Explosion in das andere Universum eindringt, geht es immer noch mit hoher Geschwindigkeit ABER in einem kleineren Universum im größerenUniversumsgeschwindigkeit, also geht es relativ viel schneller als Lichtgeschwindigkeit. Aber es ist mit dem anderen Hyperium verbunden, wo sich das Schiff befindet. Und dieses Hyperium ist mit den anderen Ionen verbunden. Und das Schiff ist damit verbunden. Das Schiff hebt also mit relativ überhöhter Lichtgeschwindigkeit ab; beide Welten spiegeln sich zum Wohle der Schiffsfahrer. Aber warten Sie, was ist, wenn Sie möchten, dass sie die Lichtgeschwindigkeit nur geringfügig überschreiten können?

Kein Problem. Viele verschiedene Gesellschaften, Planeten oder Völker haben unterschiedliche Methoden zur Herstellung dieses Motors. Einige sind darin besser als andere, was bedeutet, dass SIE als Autor/Designer entscheiden können, wie schnell ihre Engine ist. Waren sie darin hervorragend und können im Handumdrehen Galaxien durchqueren? Oder sind sie nicht sehr gut und können nur in dieser Zeit zwischen Planeten reisen?

Nachdem Ihre Reise beendet ist, trennen Sie einfach die Verbindung zwischen dem Hyperium und dem Schiff durch eine weitere elektrische Explosion. Die Ionen werden vorübergehend nicht angezogen, wodurch die Hyperium-Explosion in Vergessenheit gerät und das Schiff sofort stoppt. Außerdem scheint es für die Besatzung kein plötzliches OOF beim Anhalten und / oder Gehen zu geben; [Hier Entschuldigung mit Wissenschaft einfügen, die sich auf transuniverselle Dinge bezieht].

3. Vorteile

Dieses Schiff benötigt Hyperium, um zu existieren. Sonst kann es nicht. Das heißt, Sie können wählen, ob das Element in Ihrem Universum sehr selten ist und nur Eliten es haben, oder ob es häufig vorkommt und jeder einen FTL-Antrieb hat.

Wie bereits erwähnt, kann die Geschwindigkeit des Schiffes auch an Ihre Bedürfnisse als Designer angepasst werden.

Das transuniverselle Ding verursacht KEINE Zeitdilatation, weil das andere Universum dieses physikalische Gesetz nicht hat. Das transuniverselle Ding verursacht KEINE universelle Reise für das Schiff; nur für das Hyperium. Das ist eigentlich eine Lüge, denn das Schiff wird auch teilweise in dieses Universum eingebettet und kann immer noch Dinge erkennen. Die einzigen Teile, die betroffen sind, sind die Gesetze der physikalischen Beschränkungen, nicht die Fähigkeit des Schiffes, mit Objekten zu kollidieren.

Der Motor kann abkühlen oder nicht; Als Designer Ihres Universums haben Sie entschieden, wie effizient ihre Motoren sind. Für Plotzwecke können beliebige andere Einschränkungen hinzugefügt oder geändert werden. Vielleicht brauchen Ihre FTL-Laufwerke [eine andere Substanz], um zu funktionieren?

4. Nachteile

Wenn Sie sehr schnell fahren, könnten Sie Ihr Ziel verfehlen. Aber vielleicht kannst du langsamer werden.

Diese Engine ist etwas schummelig, weil sie oft Fragen mit "Wie? Weil das andere Universum andere Physikgesetze hat. Wie wirkt sich das auf die Dinge aus? Weil es Wissenschaft ist!". Wenn ich etwas komplexe Mathematik und Physik wüsste, könnte ich wahrscheinlich tatsächlich sagen: "Nun, A passiert, weil B mal C gleich der Quadratwurzel von A ist!". Wenn es Ihnen jedoch nichts ausmacht, dann denke ich demütig, dass dies eine Antwort auf Ihre Frage ist.

Neben dem Problem fehlender Ideen für FTL-Antriebe, die Ihren Anforderungen entsprechen, gibt es ein noch größeres Problem:

Spezielle Relativität. Nun, es steht außer Frage, dass es nicht die endgültige Antwort darauf ist, wie das Universum funktioniert, aber es wurde genug getestet, dass es offensichtlich ist, dass es im Grunde richtig ist, obwohl es Randfälle geben könnte, die es nicht gut handhabt. (Denken Sie daran, wie Einstein Newton verdrängt hat – nur Randfälle, für fast alles, was wir tun, verwenden wir Newtons Antworten.)

Einstein verbietet die Beschleunigung durch Lichtgeschwindigkeit, obwohl es kein Verbot für ein System gibt, Ihr Schiff für die Dauer Ihrer Reise in Tachyonen zu verwandeln. Dies betritt jedoch den Bereich der Paradoxien, und ich glaube nicht, dass ein fester Gegenstand so transformiert werden könnte. Das Transformationsfeld kann sich nur bei c ausbreiten – aber der bereits transformierte Teil des Schiffes muss bei >c abheben. Das bedeutet, dass Ihr Schiff durch die Transformation auf subatomarer Ebene zerlegt wird.

Dies besagt im Grunde, dass jedes FTL-Transportsystem irgendwie das Universum verlassen muss, um zu funktionieren. (Ich sehe jedoch nichts, was einen Tachyonenstrahl-Kommunikator ausschließt, außer dem Problem der Paradoxien.)

Sie könnten möglicherweise eine Art zeitliches Warping um das Schiff herum verwenden. Dies würde es ermöglichen, dass die Daten einfließen, wenn auch mit einer viel beschleunigten Rate. Während dies das Schiff in der Zukunft gefangen halten würde, könnten Sie mit temporalen Warping-Systemen entweder das Schiff und die Besatzung in der Zeit zurückwerfen oder das Universum um Sie herum in der Zeit nach vorne werfen.