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Bericht von der Vorlesung an der Technischen Universität
in Braunschweig am
22.04.2015 von Dr. Hubert Zitt

 

Am 22.04.2015 hielt Dr. Hubert Zitt wieder einen seiner
berühmten Star Trek Vorlesungen an der Technischen Universität in
Braunschweig.
Thema war dieses Mal
"Wieviel Einstein steckt in Star Trek".

 

Dies war die sechste Star Trek Vorlesung an der Uni in Braunschweig, die ich besuchte, aber insgesamt schon die achte. Deshalb wusste ich, was mich erwartete und ich wurde nicht enttäuscht. Auch dieses Mal fand die Veranstaltung im größten Uni-Hörsaal SN 19.1 statt,

 

Und so war's

Hinweis: Dieser Bericht wurde von Dr. Hubert Zitt vor Veröffentlichung verifiziert!


Anreise

Die bisherigen Vorlesungen waren immer im Januar - Leider wurde die im Januar geplante Vorlesung durch Dr. Hubert Zitt aus persönlichen Gründen abgesagt. Heute fand die Ersatzvorlesung statt. Jetzt im April fuhren wir erstmalig im Hellen zur Uni. Wir waren ein bisschen knapp auf Zeit - meine Schuld, hatte nicht großzügig genug Zeit eingeplant...

Naja, wir hatten ja noch 5 Minuten, als wir schon fast da waren. Aber verdammt! Genau hier, wo ich reinfahren wollte, war 'ne Baustelle! Sackgasse! Also Alternativroute finden (Navi nicht nötig, weil ich ortskundig bin).
Der Umweg kostete Zeit! Musste also einmal um den ganzen Campus herumfahren. Zum Glück fanden wir schnell einen Parkplatz - zack, rein und ab zum alten Unigebäude und in den Hörsaal SN 19.1.
Gerade so geschafft!

Ankunft

Tageslicht im Hörsaal - auch das ist ungewohnt. Die Luft im bereits fast zum letzten Platz ausgefüllten Hörsaal war nicht besonders gut...aber man gewöhnt sich ja an alles ;-)


Tageslicht - wow

Wir kamen von oben rein. Unten stand schon Dr. Hubert Zitt und die Leute der Euroavia Braunschweig, die Veranstalter der Vorlesung.

Nach der persönlichen Begrüßung und der Nachfrage ihrerseits, wo ich denn jetzt erst herkäme, sagte Hubert: "Wir haben die Tafel schon mal für dich vorbereitet.", und wies auf die kleine fahrbare Klapptafel, die rechts im Raum stand.

Oben an der Tafel stand: "Tafel für Jens", mit einem Smiley ;-D

OK, dort schrieb ich dann meinen obligatorischen Text drauf, wo dieser Bericht zu finden sein wird, wenn er denn mal da ist. (Er ist ja jetzt da...)

 


"meine" Tafel


Anschließend suchte ich mir einen Platz in der ersten Reihe bei meinen Mitfahrern. Einer davon war
Peter Kernspecht, dem wir wie immer die tollen Fotos zu verdanken haben - Dank an dich Peter :-)

Die Fotos findest du wie sonst •unten und zum Teil innerhalb dieses Berichts.

 

                             Einleitung

Wie bei jedem Star Trek Vortrag hier an der Uni in Braunschweig, stellte sich die •Euroavia Braunschweig als Veranstalter dieser und auch der letzten Star Trek Vorlesungen vor. Präsentiert dieses Mal von Finn Hübner.

Darin wurde der Hauptsponsor Herr Rechel von der •Öffentlichen Versicherung Braunschweig vorgestellt und auch mein GTJLCARS-Banner wurde gezeigt.


Diese war übrigens die 8. Star Trek Vorlesung an dieser Uni.

Darauf die Frage an das Saalpublikum: "Wer ist das erste Mal hier?" - Etliche Handzeichen, "wer ist das zweite Mal hier?", wieder etliche Handzeichen. Die Frage erfolgte auch für die weiteren Zahlen von 1 bis 8, wobei die Anzahl derer, die da waren immer weiter abnahm...

Naja, ich selbst war nun schon das 6. Mal dabei ;-)

 

Dr. Hubert Zitt

Jetzt hatte Dr. Hubert Zitt das Wort.

Einleitend erzählte er, dass der Termin heute nicht treffender sein könne, als dass er mit dem Bahnstreik zusammen fiele... und er mit der Bahn gekommen sei!

Übrigens war dies die 190. Star Trek Vorlesung die er hielt - Gratulation!

Dieser Vortrag umfasste 88 PowerPoint-Seiten und würde etwa 70 Minuten dauern.


Die Vorlesung begann er mit einer kurzen Vorstellung von Star Trek an sich und Gene Roddenberry, den Erfinder von Star Trek. Dann leitete Dr. Zitt über zu Herrn Einstein, welchen er ebenfalls kurz vorstellte.

 

Einstein war doch gut in der Schule!

Übrigens: Es wird ja behauptet, Albert Einstein sei gar schlecht in Mathe gewesen. Aber das sei ein Irrtum, zeigte Hubert Zitt auf, denn die Schulnoten auf seinem Zeugnis wimmelten zwar von 5en und 6en, aber in der Schweiz gab es früher ein Notensystem, das genau andersherum als unseres wertete. So sind also die 6en gleichzusetzen mit einer 1 und eine 5 mit einer 2.

Albert Einstein veröffentlichte 1905 die spezielle Relativitätstheorie (SRT)  und 1915 die allgemeine Relativitätstheorie (ART).

Aus der SRT stammt die berühmte Formel E= mc², die die Äquvalenz von Masse und Energie beschreibt. Weiterhin geht aus der SRT auch hervor, dass die Zeit relativ ist, also nicht überall gleichschnell vergeht (Zeitdilatation). Die ART, hat hingegen mit Gravitation und Raumkrümmung zu tun.

Hubert wies darauf hin, dass alle Ideen von Einstein Gedankenexperimente waren, diese zu seiner Zeit aber nicht bewiesen werden konnten, weil es schlicht keine Möglichkeit gab, sie experimentell zu beweisen.


Heute hingegen sind viele der Theorien bereits praktisch bewiesen worden.


Was nun hatte Einstein mit Star Trek zu tun? Eine ganze Menge, denn ohne seine Theorien könnte man die Technik in Star Trek nicht erklären. Die Allgemeine- und auch die Spezielle Relativitätstheorie kommen dort überall zum Einsatz.


Zum Beispiel, um die Enterprise auf WARP bringen zu können muss der Raum gekrümmt werden – und um die Energie dazu aufzubringen, benötigt man Antimaterie.

 

Antimaterie und Annihilation

Hubert Zitt erklärte kurz, was Antimaterie ist. So gäbe es im Atomkern Elektronen, Protonen und Neutronen – Das Ganze gäbe es auch als Anti-Atom. Dort gäbe es aber anstatt negativ geladener Elektronen positiv geladene Elektronen, die dann Positronen heißen. Ebenso wären die positiven Protonen jetzt Antiprotonen.

Jeder weiß, dass Materie und Antimaterie sich gegenseitig auslöschen, wenn sie untereinander in Berührung kommen. Dass sich dieser Vorgang Annihilation nennt, wusste schon Mr. Spock bei TOS.


Hubert zeigte einen Filmausschnitt, in dem Spock das mal erklärt. Tja, in der deutschen Synchronisation erklärt Spock, wenn die Materie mit der Antimaterie kollidieren wäre das die totale Vernichtung. Tadaa!! (Und Kirk blickte bedröppelt aus der Wäsche).
Im Original-Ton hingegen war das dann nicht ganz so drastisch, wie Hubert mit der Originalszene bewies.


Um die Enterprise anzutreiben verwendet man eine kontrollierte und gezielte Annihilation. Man bringe also Antimaterie gezielt und dosiert mit Materie zusammen. In Fall Enterprise Deuterium (schwerer Wasserstoff) und Antideuterium (schwerer Anti-Wasserstoff). Damit das gezielt vonstattengehen kann, schaltet man in Star Trek einen sogenannten Dilithium-Kristall dazwischen, weil Dilithium als einziges Material nicht mit Antideuterium reagiert. Das geht aber nur bei Star Trek, weil es einen Stoff wie Dilithium in der Realität gar nicht gibt.

Wie viel Energie holt man eigentlich aus einem Proton / Antiproton bei einer Annihilation heraus. Antwort 2 Giga-Elektronenvolt. Hört sich viel an, sind aber nur 3 x 10-10  Joule - das Ist verdammt wenig, merkte Hubert Zitt an.

Aber aus 34g Antimaterie und 34g Materie könnte man schon "etwas" mehr rausholen, nämlich 6,12 x 1015 Joule - das entspricht 1,7 Mrd. kWh! Und das wiederum ist der durchschnittliche Stromverbrauch pro Tag in Deutschland (Stand 2014)!
(In Texas sei der Stromverbrauch pro Kopf jedoch 2,5-mal so hoch...)

34 Gramm - so viel wiegt übrigens ein kleiner Mars™-Schoko-Riegel. Wie es der Zufall wollte, hatte Hubert ein paar dabei, die er ins erfreute Publikum warf.

Er merkte übrigens noch an, das der Marsriegel auf dem Mars logischerweise "Erde" heißt :-D

Die Enterprise D hat aber 240t Antideuterium dabei! Damit könnte man Deutschland 19.165 Jahre mit Strom beliefern.

Oder andersherum: Die Enterprise D mit 1000 Besatzungsmitgliedern benötigt demnach 6400 mal so viel Strom, wie 82 Mio. Einwohner Deutschlands pro Tag!

 

Zeit ist relativ

Um weiter bei Einstein zu bleiben zeigte Hubert auf, dass die spezielle Relativitätstheorie aussagt, dass Zeit relativ und nicht statisch ist. Für jemanden, der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, im Bezug auf den, der sich nicht bewegt, die Zeit langsamer vergeht, er also auch langsamer altert (Zeitdilatation).

Wenn also die Enterprise mit einem Viertel Impuls fliegt, altern die Insassen langsamer als die, die auf der Erde verblieben sind. Die Zeit auf dem Raumschiff vergeht um ca. 3% langsamer, als für die anderen. Wie groß die Zeitdifferenz bei höheren Geschwindigkeiten wird, kann man berechnen (Relativistischer Faktor oder Lorenzfaktor). Hubert Zitt zeigte eine Tabelle.

Natürlich müsse der Schiffschronometer ständig mit der Sternzeit synchronisiert werden, was man aber in der Serie nicht sieht, weil es ja als selbstverständlich angenommen wird, bat Dr. Zitt zu beachten!

Wie ein auf der Erde verbliebener Mensch im Bezug auf die Insassen der Enterprise altert hatte Hubert mal an „Dr. Pulaski“ (dargestellt von Diana Muldaur) erläutert.

Dazu nahm er Screenshots aus TOS, wo sie bereits mitgespielt hatte, und welche aus Next Generation und fügte sie aneinander. Da es mal eine Folge gegeben hat, in der Dr. Pulaski drastisch gealtert ist, boten sich diese Bilder geradezu an.
Interessant war, wie die Maskenbildner die alte Dr. Pulaski hinbekommen haben. Denn die Schauspielerin
•Diana Muldaur ist tatsächlich heute (2015) 77 Jahre alt und sieht jetzt wirklich alt aus...aber doch ein bisschen anders?

                           
So altert man, wenn man auf der Erde bleibt im Bezug zur Enterprise, die mit WARP unterwegs ist                  Die reale Frau Muldaur (2013)

Ein weiteres Thema, das mit der Relativitätstheorie von Einstein zusammenhängt, ist, dass sich die Masse eines Körpers bei zunehmender Geschwindigkeit erhöht. Was dazu führt, dass Lichtgeschwindigkeit von Massen nicht möglich ist, weil die Masse dann unendlich werden müsste.

 

WARP und gekrümmte Raumzeit

Wie also soll es möglich sein, dass Die Enterprise mit WARP-Geschwindigkeit, also überlichtschnell fliegt? Wie erklärt man das? Rick Sternbach und Mike Okuda erklären das dadurch, dass die Warpgondeln vor und hinter dem Schiff die von Einstein postulierte Raumzeit krümmen.
Das heißt, vor dem Schiff wird die Raumzeit komprimiert und hinter dem Schiff ausgedehnt, was das Schiff scheinbar vorwärtstreibt, und das mit Überlichtgeschwindigkeit. In „Wirklichkeit“ bewegt sich das Schiff gar nicht von der Stelle – damit sei das Problem der steigenden Masse umgangen. Das Schiff selbst bleibt unbeschadet innerhalb einer Warpblase. Für diese Phänomene sind die WARP-Gondel zuständig.

Die so erzeugte Raumkrümmung hat sogar eine eigene SI-Einheit, erläuterte Hubert Zitt. Nämlich das Chochrane (cr), benannt nach Zefram Cochrane, der den ersten WARP-Flug absolviert hat (absolvieren wird, im Jahre 2063 - s.. Star Trek: First Contact).

 

Die geodätische Linie und das Licht

Das Schiff folgt also eigentlich nur der geodätischen Linie, dem Licht im gekrümmten Raum auch folgen muss. Hierzu zeigte Hubert einige interessante Animationen. Mithilfe eines Computerprogramms von Matthias Borchardt konnte er sogar den Grad der Raumkrümmung und den Verlauf der geodätischen Linie darstellen.

Die Krümmung des Raumes in der Natur erfolgt durch die Masse/Gravitation der Sterne, was beweisbar ist, in dem man bei einer Sonnenfinsternis Sterne beobachten kann, die eigentlich hinter der Sonne liegen.

Das Licht folgt in der dreidimensionalen Raumzeit nicht mehr einer geraden Linie, sondern verläuft gekrümmt an den Gravitationsgeodäten entlang.

 

Relativität und GPS

Einstein hat auch dargestellt, dass Zeit langsamer verläuft, je näher ein Körper mit einer Masse am Zentrum der Gravitation ist.

Anhand von heutigen GPS-Satelliten konnte Hubert Zitt das einmal verdeutlichen. In einem GPS-Satelliten, der 20.200km hoch fliegt, und eine Umlaufgeschwindigkeit von ca. 14.000 km/h um die Erde fliegt kommen die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie zum Tragen.

Durch die Bewegung des Satelliten geht die Atomuhr in ihm pro Tag um 7,2 Mikrosekunden nach. Da er aber auch einer geringeren Schwerkraft ausgesetzt ist, als wenn er auf der Erde wäre, geht die Atomuhr gleichzeitig pro Tag um 45,9 Mikrosekunden vor.

Wenn die Uhren in den GPS-Satelliten aufgrund dieser Zeitdifferenzen nicht korrekt korrigiert würden, wäre das GPS in zwei Minuten nicht mehr zu gebrauchen.

Nach dieser Menge Theorie gab Hubert Zitt erst mal eine Zusammenfassung.

Anschließend konzentrierte er sich auf den heutigen Stand der Technik und den Stand der Technik bei Star Trek.

 

Gravitonen und die Realität

Zum Beispiel gibt es für jede Kraft ein ihr zugewiesenes subatomares Austauschteilchen. So hatte man sogar nach langer Suche tatsächlich das von Peter Higgs 1964 postulierte, nach ihm benannte, Higgs-Boson (auch Gottesteilchen genannt) im März 2013 gefunden.

Nur bei der Gravitationskraft hat man das dazugehörende Austauschteilchen bis heute nicht gefunden.


Bei Star Trek hingegen hatte man diese Gravitationsteilchen längst entdeckt und sie „Gravitonen“ genannt. Somit hatte man für Star Trek Erklärungen für heute noch ungelöste Probleme.


Da man bei Star Trek natürlich die gezielte Erzeugung von Gravitonen beherrscht, führt das zu interessanten Möglichkeiten, diese auch zu nutzen.

 

Was man mit Gravitonen bei Star Trek macht

• Künstliche Gravitation
Klar, sonst würden alle im Raumschiff herum schweben. Um eine gleichmäßige Gravitation im Schiff zu ermöglichen,
benötigt man über 800 „Schwerkraftgeneratoren“. Wäre ja blöd, wenn man an einer Stelle im Schiff leichter wäre als
an einer anderen, bemerkte Dr. Zitt.

•Trägheitsdämpfer
Ohne die man überhaupt nicht auf WARP beschleunigen könnte, ohne "als Fleck auf der Rückwand " zu enden, bemerkte Hubert in Anlehnung an ein Zitat aus Star Trek: Voyager.
Bei Star Trek können die übrigens 1000g in Gegenrichtung erzeugen.

Leider fallen die manchmal aus - da wäre eine Beschleunigung auf WARP nicht zu empfehlen, mit oben genanntem Nachteil.

•Antigravitationseinheiten
Die zum Lastentransport dienen können. Bei TOS gab es die auch schon, wie Hubert in einem Filmausschnitt zeigte - dort hat man einen „Gravitonumkehrschaltkreis“ installiert ;-)

•Tarnvorrichtung –
Die Klingonen und Romulaner haben eine. Die hatten ganz einfach die geodätischen Linien mit Hilfe der Raumzeitverzerrung um ihre Schiffe herum gelenkt. So fließt das Licht um sie herum und man kann das Schiff nicht mehr sehen, well man ja nur das wahrnehmen würde, was hinter ihnen liegt.
Tja, merkte Hubert Zitt an, dann würden die aber auch nichts mehr sehen ;-) Aber das hat bei Star Trek keiner erklärt...

•Traktorstrahl
Auch ganz einfach. Auch da wird vor und hinter dem Gegenstand oder auch Planet einfach der Raum gekrümmt. Vorne den Raum ausdehnen und dahinter schrumpfen. Voila…

•WARP-Antrieb
Wie schon angedeutet: Der Raum wird vor und hinter dem Schiff beeinflusst. So wird es scheinbar vorwärts getrieben.
Wichtiger Hinweis von Dr. Zitt dazu: Man darf den WARP-Antrieb nicht in der Nähe von Planeten aktivieren, das hätte zur Folge, dass der Planet ebenfalls von der Raumkrümmung betroffen wäre.
Wie das aussehen könnte, zeigte Dr. Zitt anhand einiger skurriler Animationen.

 

Einstein bei Star Trek und das Merkurproblem

Zum Schluss des Vortrages trat Einstein selbst noch in Erscheinung -und zwar in zwei TNG-Folgen auf dem Holodeck, die Dr. Hubert Zitt uns nicht vorenthielt.
Einmal spielte Data mit Isaac Newton, Stephen Hawking und Einstein Poker, wobei sie sich über mehr oder weniger ungeklärte Phänomene im Sonnensystem unterhielten.
Und beim zweiten Mal rätselte Barclay mit Einstein an einer komplizierten Gleichung herum.
Beide Themen haben einen physikalisch realen Hintergrund.
In der Hawking/Einstein / Newton Szene ging es um eine mögliche Erklärung zum wandernden Perihelpunkt beim Umlauf von Merkur um die Sonne.

Das Problem gab es tatsächlich und konnte zunächst nur mit Hilfe eines bisher nicht entdeckten Planeten erklärt werden, den man witzigerweise Vulkan genannt hatte.
Hubert Zitt versuchte herauszufinden, ob der Heimatplanet von Spock aufgrund dieser Theorie zustande gekommen sei.

Aber auch die Star Trek Drehbuchautorin D.C. Fontana wusste nichts von dieser Theorie - also gibt es keinen Zusammenhang.

 

Ende des Vortrages

Damit endete der Vortrag mit tosendem Beifall.
Es durften noch Fragen gestellt werden. Derer gab es aber nicht viele.
Am Ende entschuldigte Hubert Zitt sich noch einmal für den Ausfall der Vorlesung im Januar und erklärte, warum das so war. - Danach begann sich der Saal zu leeren.

Anschließend haben wir, also die Leute von der Euroavia, meine Leute, und einige andere Langjährige, noch zusammengestanden und uns unterhalten. Aber dann mussten wir auch leider schon wieder los.

Das war mal wieder eine ganze Menge Stoff. Obwohl nicht ich, sondern Dr. Hubert Zitt den Vortrag hielt, war ich ganz schön erschöpft. Aber es hat sich wieder mal gelohnt. Ich kann nur sagen: unbedingt beim nächsten Mal dabei sein!

 

Dank

Mein großes Lob und Dank geht an Dr. Hubert Zitt, dessen einzigartige Vortragsweise Lust auf Einstein und Relativitätslehre macht, den Mitgliedern von der Euroavia, ohne dessen Einsatz gar keine Star Trek Vorlesung in Braunschweig stattgefunden hätte (Man bedenke den Aufwand, der durch die Verschiebung des Termins notwendig wurde). Herrn Rechel von der Öffentlichen Versicherung, der die Veranstaltung gesponsert hat. Des weiteren danke ich Peter Kernspecht, der wie immer die guten Fotos geschossen hat. Ansonsten habe ich mich gefreut, alte Bekannte wieder zu treffen, wie Manfred Simon, Carola Karger und Nicolas Reimann.


Fotos

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Links

•Euroavia Braunschweig

Vorankündigung zu dieser Vorlesung in Braunschweig.

Bericht von der Star Trek-Vorlesung in Braunschweig vom • Januar 2011

Bericht von der Star Trek-Vorlesung in Braunschweig vom • Januar 2012

Bericht von der Star Trek-Vorlesung in Braunschweig vom • Januar 2013

Bericht von der Star Trek-Vorlesung in Braunschweig vom • Januar 2014

 

Weitere Informationen zu den Star Trek Vorlesungen natürlich unter •www.startrekvorlesung.de.


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