Welche Geschwindigkeit erreicht man mit Antimaterie?

5 Antworten

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Ich beschränke mich auf ein paar Fußnoten zu schon gesagten und hoffe, mich nicht verrechnet zu haben.

Wenn man die Rakete auf relativistische Geschwindigkeiten bringen will, wird sich bemerkbar machen, daß ihre kinetische Energie nicht wie in der klassischen Mechanik mit dem Quadrat der Geschwindigkeit sondern asymptotisch zum Lorentzfaktor wächst und für v→c gegen Unendlich geht. (Wegen der Äquivalenz von Masse und Energie wächst auch die Trägheit der Rakete, je schneller sie ist, im gleichen Maß.)

Bei hypothetischen interstellaren Raketen geht man notgedrungen von Energiequellen aus, bei denen, populär ausgedrückt, "Masse in Energie umgewandelt" wird. Hier können wir die umgesetzte Antriebsenergie in Gedanken sozusagen auf die Waage legen und mit der Zunahme der "relativistischen Masse" der Rakete verrechnen. Bei der Kernenergie, wie wir sie kennen, beträgt der Massendefekt nur Bruchteile eines Prozents der Brennstoffmasse. Der Gedanke an Antimateriezerstrahlung scheint da vielversprechender, weil man sich da erhoffen möchte, annähernd die gesamte Brennstoffmasse zu kinetischer Energie des Antriebsstrahles und des Raumschiffs zu machen, wobei dieses dann näherungsweise um die Masse der zerstrahlten Antimaterie schwerer würde.

Man muß sich das steile Anwachsen des Lorentzfaktors im Diagramm anschauen, um einen Eindruck davon zu haben, womit man es bei dem Vorhaben einer fast lichtschnellen Rakete zu tun bekommt:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lorentzfaktor.svg

Gehen wir, um einmal grob optimistisch abzuschätzen, von der naiven Vereinfachung aus, daß die Antimaterie vollständig in kinetische Energie des Raumschiffs umgesetzt würde. Dann könnten wir folgern: Bei 99 % von c ist der Lorentzfaktor etwa 7. Wenn wir die Rakete auf 99 % von c bringen wollen, dann muß ihre Energie auf das siebenfache der Ruheenergie wachsen. Da diese Energie aus der Masse der mitgenommenen Antimaterie stammt, müssen 6/7 ihrer Ruhemasse zu kinetischer Energie werden. D.h.: 6/7 des Startgewichts müssen Antimaterie sein. Aus dem restlichen Siebtel des Materials bestehen die Antimateriebehälter – was auch immer man sich darunter vorstellen möchte – und was sonst zu dem Antrieb gehört, plus irgendwo ein Plätzchen für die Besatzung. Wie gesagt, eine grob optimistische Überlegung.

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Ich berichtige mich: Da die Antimaterie nicht von allein zerstrahlt, sondern zusammen mit ebensoviel gewöhnlicher Materie, muß der Treibstoffvorrat natürlich aus einem je gleich großen Vorrat von beidem bestehen.

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Mit Materie und Antimaterie kann man prinzipiell gleich gut beschleunigen: Der speziellen Relativitätstheorie zufolge 'beliebig' nah an die Lichtgeschwindigkeit. Mit beliebig nah meine ich, dass man zwar nie ganz Lichtgeschwindigkeit erreicht, aber ansonsten eben beliebig nah dran kann, wenn man die dazu nötige Energie hat.

Ich meine fast 100%. Fast.

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Bist du dir sicher ? Den das was ich in der Abschlusspresentation stehen haben muss , sollte fehler frei sein. Ich schreibe mal 99,99 % hin. Jedenfalls Danke für deine Antwort :)

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@threepeas

Fast 100% ist aber eine Behauptung, die eine gewisse Fehlermarge klarstellt. 99,99% hingegen ist eine präzise Aussage, die nicht unbedingt bewiesen ist. Daher würde ich meinen, dass fast 100% die bessere Wahl ist.

Bei Deiner Frage kommt es natürlich auch sehr darauf an, welche Art von Antrieb verwendet wird, ob das, was für den Antrieb eingesetzt wird, mitgenommen oder aufgenommen wird und wie viel dies vom Raumschiff ausmacht.

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37
@threepeas

"Den das was ich in der Abschlusspresentation stehen haben muss , sollte fehler frei sein"

Denn das, was ich in der Abschlusspräsentation stehen haben muss , sollte fehlerfrei sein.

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@Geograph

Wie gesagt, ich meine es bin mir nicht zu 100% sicher. Da man aber fast eine fast unerschöpfliche "Menge" an Energie hat...

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45
@DeiDei2303

Da man aber fast eine fast unerschöpfliche "Menge" an Energie hat...

Dem ist aber nicht so. Durch Antimaterie ist die mögliche Energiemenge auch nicht unerschöpflich. Durch Antimaterie kann nur das Massenäquivalent von eingesetzter Materie und Antimaterie zu 100% umgesetzt werden, aber dass dennoch die Energie begrenzt ist, liegt an dem Limit, was man an Antimaterie mitnehmen kann.

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