„Der Weltraum, unendliche Weiten…“: Beim Thema Lichtgeschwindigkeit werden sicherlich viele Menschen an die fantastischen Geschichten von Science-Fiktion-Autoren denken. Einige haben dabei durchaus interessante Gedankenkonstruktionen dazu hervorgebracht, wie blitzschnelle interstellare Reisen oder Teleportationen möglich sein könnten. Dabei spielen sie oft großzügig mit wissenschaftlichen Konzepten, die grundlegend auf den Großmeister der modernen Astrophysik zurückgehen: Albert Einstein.
Kritische Blicke auf die Lichtmauer
Im ersten Artikel des zweiteiligen Titelthemas „Schneller als Licht!“ berichtet der bdw-Autor Rüdiger Vaas zunächst über die Ursprünge der Erforschung der Lichtgeschwindigkeit sowie die Fragestellung, inwieweit sie tatsächlich eine oberste Tempogrenze repräsentiert. Einstein stellte fest, dass es sich um eine universelle Naturkonstante handelt, die im Vakuum stets den Wert 299.792,458 Kilometer pro Sekunde aufweist. In seiner Relativitätstheorie bildete dies bekanntlich eine wichtige Rolle: Die Lichtgeschwindigkeit ist das Bindeglied von Raum, Zeit, Materie und Energie.
Aus den Theorien schien zunächst auch hervorzugehen, dass es keine überlichtschnellen Bewegungen geben kann. Diese theoretische Grenze wird auch manchmal als Lichtmauer bezeichnet. Doch dann stellten prominente Physiker – einschließlich Einstein selbst – diese Grenze zumindest bezüglich bestimmter Aspekte infrage. Auch er kam schließlich zu dem Fazit: Überlichtgeschwindigkeiten erscheinen paradox – aber möglich. Inzwischen hat sich die tatsächliche Existenz überlichtschneller Phänomene immer deutlicher abgezeichnet. Wissenschaftler spekulieren dabei auch über Lösungen der Relativitätstheorie-Gleichungen, die sogar Einsteins Vorstellungskraft überflügeln, geht aus dem Artikel „Einstein und die Lichtmauer“ hervor.
Überlichtgeschwindigkeiten in Theorie und Praxis
Im zweiten Teilartikel des Titelthemas befasst sich Vaas dann im Einzelnen mit den möglichen Versionen von Überlichtgeschwindigkeit. Grundsätzlich muss dabei nicht nur zwischen verschiedenen Formen oder Ursachen unterschieden werden, sondern auch, was jeweils betroffen ist, erklärt der Autor: Sind es physikalische Teilchen, Felder oder Informationen? Und um welche Effekte handelt es sich dabei? Einer entsprechenden Klassifikation folgend präsentiert Vaas dann zehn mögliche Arten von Überlichtgeschwindigkeit.
Die rasante Exkursion zu den erstaunlichen Effekten der Physik umfasst dabei unter anderem Quantenteleportation, Raumexplosion und Dimensionsflucht. Manche Arten sind bereits genau belegt, einige hingegen noch schwer fassbar und andere werden bisher nur theoretisch diskutiert oder sind spekulativ. Eine Form der überlichtschnellen Phänomene in der Physik macht man sich sogar schon technisch nutzbar: Das „Beamen“ von Quantenzuständen wird vielleicht einmal eine zentrale Rolle in einem neuartigen, abhörsicheren Internet spielen.
