Physik in „Star Trek“: Mit Karacho durch den Kosmos

Reisen in irrer Geschwindigkeit, futuristische Habitate im kosmischen Nirgendwo, Kämpfe mit verheerenden Antimateriewaffen – alles schön und gut, aber kann es das in Wirklichkeit geben? Diese Frage werfen Science-Fiction-Stoffe wie „Star Trek“ immer wieder auf. Vor 50 Jahren wurde die erste Folge ausgestrahlt, inzwischen ist Star Trek mit sechs Fernsehserien und zwölf Kinofilmen, Computerspielen und diversen Merchandisingprodukten selbst ein kleines Universum geworden. Passend zum Jubiläum und im Vorgriff auf den nächsten Film „Star Trek Beyond“, der im Juli in die US-Kinos kommt, forscht Metin Tolan in seinem aktuellen Buch genau zu dieser Frage: Geht es an Bord der Raumschiffe Enterprise und Voyager physikalisch mit rechten Dingen zu?

Es ist nicht das erste und einzige Buch zu diesem Thema. So gelang etwa dem Amerikaner Lawrence Krauss mit „Die Physik von Star Trek“ bereits in den Neunzigerjahren ein Bestseller. Doch auch Tolan, Professor für Experimentalphysik an der TU Dortmund, ist nicht irgendwer. Lesenswert schreiben und erklären kann er, wie Tolan mit Büchern zur Physik in „James Bond“, im Fußball oder beim Untergang der „Titanic“ bewies.

Auch die Jury des Communicator-Preises hat er überzeugt. 2013 bekam er die Ehrung der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft für seine „vielfältige und besonders originelle Vermittlung physikalischer Fragestellungen und Forschungsergebnisse in die Öffentlichkeit und Medien.“

Warp-Antrieb: Der Raum wird zusammengedrückt

Auch bei Star-Trek hat er die Physik im Griff, wobei streckenweise die Faszination für den Plot augenscheinlich auch ihn im Griff hat. Einem bekennenden Trekkie sieht man das nach. Die Erläuterungen sind verständlich und zugleich tiefgreifend, wie man am Beispiel des Warp-Antriebs sehen kann. Er basiert auf Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Wie eine Gummihaut, die auf einen Rahmen gespannt ist, könne man sich den Raum vorstellen, schreibt Tolan. Ohne eine Masse ist sie eben, legt man jedoch eine schwere Kugel drauf, bildet sich eine Delle. Der zweidimensionale Raum krümmt sich in die dritte Dimension. Dasselbe passiert auch mit dem dreidimensionalen Raum: Er wird durch eine große Masse oder Energie in die nächsthöhere, die vierte Dimension gekrümmt. Das Gehirn habe seine Not, sich das vorzustellen, aber die Mathematik könne das gut beschreiben, versichert er.

Nun kommt der Warp-Antrieb ins Spiel: Es wird eine große Energiemenge freigesetzt, die den Raum zwischen Start- und Zielort zusammendrückt. Durch diesen gepressten Raum fliegt die Enterprise langsam hindurch. Ist sie angekommen, wird der Raum wieder expandiert. Voilà!

Trägheitsdämpfer sind unsinnig

Das Raumschiff wird also nicht überlichtschnell beschleunigt, was „verboten“ ist, sondern der dazwischen liegende Raum verkürzt. Das wirft natürlich die Frage auf, ob es zu Zeitverzerrungen kommt. Das hätten die Star-Trek-Entwickler in den Sechzigerjahren einfach mal ausgeschlossen, schreibt Tolan. Tatsächlich habe 1994 der Physiker Miguel Alcubierre eine Theorie vorgestellt, laut der sich die Enterprise in einer „Raumzeit-Blase“ bewegt, in der die Zeit ohne Verzerrungen abläuft. „Die oft erwähnten Trägheitsdämpfer können also ausgebaut werden, für den Warp-Antrieb sind sie nicht nötig, die Crew muss keine hohen Beschleunigungen aushalten.“

So weit, so schlüssig. Bleibt noch das Problem, ausreichend Energie für die Krümmung des Raumes zu besorgen. Es wären gewaltige Mengen, die mehreren Sonnenmassen entsprächen. „Man muss es ehrlich sagen“, schließt Tolan. „Gegenwärtig sind wir von der Realisierung eines auch nur Warp-ähnlichen Antriebs wesentlich weiter entfernt als es der Neandertaler von der Concorde war.“

Auf 352 Seiten gleitet Tolan durch das Star-Trek-Universum und lässt die Leser allerhand Wissenswertes erfahren. Etwa zur Funktionsweise von Tarnmaterialien, Phasergewehren oder künstlicher Intelligenz. Für alle, die noch mehr wissen wollen, hat er Exkurse unter dem Titel „Details für Besserwisser“ eingefügt. Damit der Gesprächsstoff auf der nächsten Trekkie-Party garantiert nicht ausgeht.

Metin Tolan: Die Star Trek Physik – Warum die Enterprise nur 158 Kilo wiegt und andere galaktische Erkenntnisse. Piper-Verlag, München, Mai 2016, 352 Seiten. 20 Euro.