Physik

Raumschiff Enterprise bräuchte die Kraft von 20 Sonnen

Kann das Raumschiff Enterprise tatsächlich durch den Hyperraum reisen? Kann man Menschen beamen? Ein Physiker gibt die Antworten dazu.

Das Raumschiff Enterprise unterliegt bei seinen Reisen ganz eigenen physikalischen Gesetzen.

Das Raumschiff Enterprise unterliegt bei seinen Reisen ganz eigenen physikalischen Gesetzen.

Foto: imago/United Archives / IMAGO

Dortmund.  Captain Picard gibt das Kommando: „Nehmen Sie Kurs auf das Veridian-System. Maximum Warp!“ Und schon saust die Enterprise durch den Hyperraum. Wie soll das gehen? Einstein! Da war doch was? Raum und Zeit sind nach der Allgemeinen Relativitätstheorie untrennbar miteinander verbunden. Wenn Picard also mit Überlichtgeschwindigkeit durchs All saust und wieder zurückfliegt, wären auf der Erde vielleicht schon 500 Jahre vergangen, erklärt Metin Tolan (51), Professor für Experimentelle Physik an der TU Dortmund. Die Serie hätte also ein Problem und müsste nach der ersten Weltraumreise der Enterprise beendet werden. Nach Einstein aber kann glücklicherweise Masse oder Energie den Raum krümmen! Daran haben die Star-Trek-Erfinder gedacht und der Enterprise den Warp-Antrieb eingebaut.

Der funktioniert nämlich so: Die Enterprise bleibt quasi auf der Stelle stehen, aber durch die Freisetzung einer gewaltigen Energiemenge wird der Raum um das Schiff zusammengezogen. „Wie ein Surfer auf einer Welle wird die Enterprise vom Raum mitgetragen“, erklärt Tolan. „Erst 1994 haben Physiker berechnet, dass dies theoretisch möglich ist.“ Das Zeitproblem wäre somit also genial gelöst. Einen kleinen Haken aber hat die Sache: Die Enterprise benötigte dafür die Kraft von 20 Sonnen, mindestens. „Die passen nicht in den Tank“, lächelt Tolan. Aber man sieht trotzdem, sagt er zufrieden: „Bei Star Trek wird richtig gute Physik gemacht.“

100 Tage Film-Studium

Der Professor kennt jeden Kurswechsel der Kultserie. „Ich habe alle 726 Episoden und zwölf Kinofilme gesehen, manche mehrfach. Insgesamt habe ich damit sicher gut 100 Tage verbracht.“ Und sich dabei immer wieder gefragt: Wie geht das? Könnte das funktionieren? Wenn zum Beispiel von Antimaterie, Neutrinos oder Tachyonen die Rede ist, dann sind das für Physiker geläufige Begriffe.

Tolan ging der Sache auf den Grund und fasste seine Erkenntnisse in seinem neuen Buch „Die Star Trek Physik“ unterhaltsam und leicht verständlich zusammen. Darin rechnet er zum Beispiel akribisch vor, warum die Enterprise nur 158 Kilogramm wiegt, wie viele puschelige Tribbles in den Laderraum passen, ob Zeitreisen möglich sind und warum die Trägheitsdämpfer des Raumschiffs eigentlich überflüssig sind. Auch das Beamen von Menschen sei prinzipiell möglich, erläutert Tolan. Nach Einsteins berühmter Formel E = mc2 lasse sich Masse (Mensch) grundsätzlich in Energie (Strahlung) verwandeln – und umgekehrt. Ob danach aber beim Menschen wieder alle Atome am richtigen Fleck sitzen, Tolan kratzt sich zweifelnd am Kinn.

Tolan analysierte auch James Bond

Seit Jahren gilt Metin Tolan als Deutschlands originellster Physikerklärer. Er schrieb Bücher über die Physik in James-Bond-Filmen, über Fußball aus der Sicht der Naturwissenschaft und über die Titanic-Katastrophe – warum der Dampfer sinken musste. In seinem kreativ-chaotischen Dortmunder Professorenzimmer ziert ein lebensgroßer Papp-Daniel-Craig als Agent 007 die Wand, ein meterlanges Modell der Titanic steht auf seinem Schreibtisch. Auch ein Exemplar des berühmten dreidimensionalen Schachspiels, das Commander Spock wie kein zweiter beherrscht, ziert das Regal. „Das spiele ich nicht mehr“, sagt Tolan und pustet den Staub von dem Etagen-Schach. „Das ist so kompliziert, da bin ich sofort matt.“

Geboren 1965 ist Tolan ein Kind des Apollo-Zeitalters. „Die erste klare Erinnerung an meine Kindheit sind die nebeligen Fernsehbilder von der Mondlandung 1969 auf dem Schwarz-Weiß-Fernseher der Nachbarn. Meine Eltern haben mich nachts um zwei dafür geweckt.“ Mit Lego baute er später eine ganze Flotte von „Enterprisen“ nach. „Die waren viel größer als die Modelle der Nachbarskinder, deshalb war ich bei jeder Raumschlacht überlegen“, grinst er. Klar, dass er später keine Star-Trek-Folge verpasste. „Ich habe mich für den Weltraum begeistert, und dadurch irgendwann auch für Physik.“

Physiker trifft in Dortmund auf optimale Bedingungen

Im wahren Leben befasst sich Tolan mit Materialforschung und Teilchenphysik. Die TU Dortmund verfügt als einzige Universität über einen eigenen Beschleunigerring. Mit dieser Strahlenquelle kann die atomare Zusammensetzung eines Gegenstands oder Materials exakt untersucht werden, ohne es zu beschädigen. Tolan und sein Team untersuchen unter anderem, wie Proteine, also die Bausteine des Lebens, sich unter extrem hohen Druck verhalten. Und sofort nutzt der Physiker die Gelegenheit, um zu seinem Spezialgebiet abzubiegen: „Das hat auch mit Star Trek zu tun, nämlich mit der Frage, unter welchen Bedingungen sich Leben im Weltraum entwickeln kann.“ Und da ist er sich sicher: Irgendwo gibt es Leben im Universum. „Bei Star Trek ist das Weltall dicht besiedelt; und heute wissen wir durch die Entdeckung Hunderter Planeten, dass dies wirklich so ist.“ Sollten die Aliens allerdings so schlau sein wie Vulkanier, würde das für die Menschheit wohl kaum gut ausgehen. „Wir sollten uns lieber nicht entdecken lassen“, meint er. Ob die Menschen ihrerseits jemals in unendliche Weiten aufbrechen werden, daran zweifelt der Physiker. „Es wäre schon gigantisch teuer, nur bis zum Mars zu fliegen.“ Das Geld könne man besser verwenden. Die Botschaft von Star Trek für uns Erdlinge sei: „Der Mensch wird den Weltraum erst erobern, wenn auf der Erde alle Probleme gelöst sind.“ Und davon sind wir Lichtjahre entfernt.

Metin Tolans Bücher: „Die Star Trek Physik“, 20 Euro. „Geschüttelt, nicht gerührt – James Bond und die Physik“, 10,99 Euro. „Manchmal gewinnt der Bessere: Die Physik des Fußballspiels“, 9,99 Euro. „Titanic: Mit Physik in den Untergang“, 17,99 Euro. Der Erlös aller Bücher fließt nach Angaben des Autors in einen Fonds, aus dem Stipendien für bedürftige Physikstudenten finanziert werden.