Der kosmische Reiseplaner

Christian Bär
Universität Potsdam

Mit diesem kosmischen Reiseplaner können Sie Ihre Reisezeit zu Zielen überall im Universum berechnen. Das Szenario ist das folgende: Sie fliegen ein Raumschiff, das sich mit konstanter Beschleunigung fortbewegt. Der Wert der Beschleunigung entspricht genau dem der Erdbeschleunigung. Dadurch wird Ihr Raumschiff nicht nur schneller, sondern simuliert auch die Schwerkraft an Bord und vermeidet so alle Probleme, die mit der Schwerelosigkeit in der herkömmlichen Raumfahrt verbunden sind.

Genauer gesagt, beschleunigt das Raumschiff während der ersten Hälfte der Reise und bremst dann während der zweiten Hälfte ab, wobei der absolute Wert der Beschleunigung gleich bleibt. Die Höchstgeschwindigkeit gegenüber der Erde wird also zur Hälfte der Reise erreicht. Am Ende der Reise, bei der Ankunft am Zielort, ist die Geschwindigkeit relativ zur Erde wieder gleich Null.

Der Reiseplaner berechnet die Gesamtzeit, die Sie für Ihre Reise benötigen, und die maximale Geschwindigkeit relativ zur Erde, die Sie während der Reise erreichen. Er tut dies auf zweierlei Art: Zunächst verwendet er die klassische Mechanik nach Newton, die alle relativistischen Effekte ignoriert, und anschließend die Relativitätstheorie von Einstein. Im letzteren Fall gibt es zwei Werte für die Reisedauer: denjenigen, den die Besatzung an Bord des Raumschiffs erlebt, und denjenigen, den die auf der Erde Zurückgebliebenen erleben. Bei kurzen Reisen, z. B. innerhalb unseres Sonnensystems, sind alle Werte ungefähr gleich. Relativistische Effekte sind vernachlässigbar. Bei Reisen zu weit entfernten Zielen wird die Crewzeit jedoch viel kürzer sein als die Erdzeit; die klassische Newton'sche Zeit wird irgendwo dazwischen liegen. Daher kann die Besatzung innerhalb ihrer Lebenszeit Ziele erreichen, die Tausende von Lichtjahren entfernt sind. Sie sollten nur nicht erwarten, ihre Freunde nach der Rückkehr zur Erde wiederzusehen.

Wie verwenden Sie den kosmischen Reiseplaner? Hier ist ein Beispiel. Angenommen, Sie möchten zu Dubhe reisen, dem zweithellsten Stern im Sternbild Großer Bär. Die Entfernung von der Erde zu diesem Stern beträgt 38 Parsec. Wählen Sie Parsec als physikalische Längeneinheit und geben Sie 38 in das Entfernungsfeld ein. Wählen Sie die Zeit- und Geschwindigkeitseinheiten, in denen Sie die Ergebnisse erhalten möchten, z. B. Jahr und Lichtgeschwindigkeit (c). Klicken Sie auf "Update".

Alternativ können Sie auch eines der vordefinierten Ziele aus dem Dropdown-Menü auswählen. Dann wird eine sinnvolle Auswahl der physikalischen Einheiten getroffen und die Entfernung automatisch eingefügt.

Diese Seite basiert auf dem Open-Source-Computeralgebra-System SageMath. Die Berechnungen werden auf dem Sage Cell Server ausgeführt.