Eine neue Studie über Warp-Antriebe schlägt ein neuartiges segmentiertes Design vor, das viele der Probleme des ursprünglichen, jahrzehntealten Konzepts umgehen könnte. Dies bringt die Möglichkeit hyper-schnellen Reisens im Weltraum einen Schritt näher daran, Realität zu werden.

Die Theorie des Warp-Antriebs hat sich seit den 90er Jahren schnell weiterentwickelt, als ein Konzept, das vom mexikanischen Physiker Miguel Alcubierre entwickelt wurde, in einer wegweisenden Arbeit beschrieben wurde. Diese Arbeit lieferte die wissenschaftlichen Grundlagen für hyper-schnelles Reisen innerhalb der allgemeinen Relativitätstheorie.

Obwohl das Konzept der Warp-Antriebe ursprünglich im futuristischen Rahmen von Star Trek populär gemacht wurde, hat Alcubierre die Idee auf Papier gebracht und das fiktive Konzept in eine konzeptionelle Realität umgeformt – eine, die eines Tages möglicherweise auch durch fortgeschrittene Ingenieurskunst realisiert werden könnte.

„Die resultierende Verzerrung“, schrieb Alcubierre damals, „erinnert an den ‚Warp-Antrieb‘ der Science-Fiction“, fügte jedoch hinzu, dass „ebenso wie es bei Wurmlöchern der Fall ist, exotische Materie benötigt wird, um eine Verzerrung der Raumzeit zu erzeugen, wie sie hier diskutiert wird“. Seitdem hat der Luft- und Raumfahrt-Ingenieur und angewandte Physiker Harold „Sonny“ White an dem Problem gearbeitet, das Alcubierre zuerst aufgeworfen hat.

White ist bekannt für seine Arbeit als erster und bisher einziger Wissenschaftler, der sich für NASA mit Warp-Antrieben befasst hat. Er ist zudem dafür bekannt, Alcubierres Arbeit zu verfeinern, indem er die Energieanforderungen zur Erzeugung der noch theoretischen, aber scheinbar erreichbaren Alcubierre-White-Warp-Metrik reduziert.

Nun haben White und seine Kollegen bei Casimir ein mutiges Umdenken in der Geometrie von schneller-als-Licht (FTL) Warp-Antrieben vorgeschlagen, bei dem der klassische glatte „Warp-Ring“ durch eine Reihe diskreter zylindrischer Strukturen ersetzt wird, welche sie als Warp-Nacellen beschreiben. Diese Details sind in einem neuen Papier dokumentiert.

Aufbauend auf Alcubierres Fundament einer „Warp-Blase“ der Raumzeit, führt White ein neues Rahmenwerk ein, das exotische Energie in einstellbaren, motorähnlichen Strukturen lokalisiert, während das Innere der Blase stabil und für einen potenziellen Piloten bewohnbar bleibt.

„Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine neue Klasse von Warp-Blasen-Geometrien hin, die sowohl innen flach als auch strukturell in zylindrische ‚Nacellen‘ segmentiert sind“, erklärte White in einer E-Mail an The Debrief.

Allerdings zeigt Whites neuester Ansatz zum Konzept des Warp-Antriebs mehr als nur oberflächliche Ähnlichkeiten mit seinem fiktiven Vorläufer. „Die Ähnlichkeit mit den beiden Nacellen der USS Enterprise ist nicht nur ästhetisch“, sagte White gegenüber The Debrief, „sondern spiegelt eine potenzielle Konvergenz zwischen physikalischen Anforderungen und Ingenieurdiskussionen wider, wo Architekturen der Science-Fiction praktische Wege zu realen Warp-fähigen Konfigurationen andeuten.“

„Aus meiner früheren Arbeit mit der Alcubierre-Metrik wusste ich, dass es möglich sein sollte, Warp-Blasen basierend auf einer Nacellen-ähnlichen Topologie zu konstruieren“, sagte White. „Das historische Design des IXS Enterprise war ein erster Schritt in diese Richtung. Wir hatten die Vision, dass zwei Warp-Ringe, die eng beieinander platziert sind, eine kapselähnliche Warp-Blase erzeugen könnten, anstelle der standardmäßigen Kugel.“

„Dieser Denkansatz zeigte, wie zwei unterschiedliche topologische Elemente, in diesem Fall zwei Ringe, genutzt werden könnten, um eine sphärische Blase umzuformen und zu verlängern“, fügte White hinzu.

Exotische Energie nutzen

Im ursprünglichen Modell von Alcubierre bestand das Raumschiff, das er sich vorstellte, aus einem donutförmigen Ring negativer Energie, der das Schiff umgab. In Übereinstimmung mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie erfordert diese Art der konzeptionellen Antriebstechnik eine große Menge exotischer Materie und erzeugt starke räumliche Gradienten, die zu extremen Gezeitenkräften führen können – möglicherweise sogar zu katastrophalen Teilchenbeschleunigungen an der Wand der Blase.

Im Dezember 2021 berichteten White und sein Team von der Entdeckung einer kleinen, theoretischen Warp-Blase, die als eine Art quantenmäßiges Analogon zum schnelleren-als-Licht-Reisen dient. Es handelte sich dabei keineswegs um eine echte „Warp-Blase“, die ein Raumschiff bewegen könnte, obwohl White zufolge dieser Entwurf einen ersten Schritt in die Erkundung des Konzepts auf mikroskopischer Ebene darstellte.

Im Gegensatz dazu bleibt Whites neueste theoretische Arbeit nicht im quantenmechanischen Bereich verankert, sondern bleibt ein klassisches Modell der allgemeinen Relativitätstheorie zur Geometrie der Raumzeit.

„Unsere neue Arbeit, die in der Zeitschrift Classical and Quantum Gravity veröffentlicht wurde, ist eine rigorosere und umfassendere mathematische Untersuchung dieser Idee“, erklärte White gegenüber The Debrief. „Sie verallgemeinert das Konzept und zeigt, wie Warp-Blasen in logischere und raumschiff-freundlichere Volumina konstruiert werden können, anstatt sich ausschließlich auf die ursprüngliche sphärische Geometrie zu verlassen.“

Die aktuelle Studie betrachtet erneut die vorgeschlagenen Einschränkungen, die in früheren theoretischen Arbeiten diskutiert wurden, indem sie den glatten Warp-Ring als eine Reihe zylinderförmiger Energiekanäle umformuliert, die um die Blase herum angeordnet sind, ähnlich den Antriebseinheiten, die man oft in Science-Fiction-Raumschiffen sieht.

ADM 3+1 Formalismus

Mit dem ADM 3+1-Formalismus (einem verbreiteten Rahmen in der numerischen Relativitätstheorie) führen White und sein Team mathematische Berechnungen für Eigenschaften ein, die sowohl mit der ursprünglichen Alcubierre-Blase als auch mit der neuen „innen-flachen zylindrischen Nacellen“-Konfiguration verbunden sind.

„ADM 3+1 ist ein mächtiger Rahmen, weil er es uns ermöglicht, die Raumzeit so zu behandeln, wie ein Ingenieur ein dynamisches System angeht“, erklärte White. „Anstatt mit einem undifferenzierten vierdimensionalen Konstrukt zu kämpfen, zerlegt ADM die Raumzeit in dreidimensionale räumliche Schnitte, die die momentane Geometrie beschreiben, und einen eindimensionalen Evolutionsbestandteil, der beschreibt, wie sich diese Schnitte im Laufe der Zeit verändern.“

„Für Raumkrümmungen gibt uns diese Zerlegung die direkte Kontrolle über die entscheidenden Zutaten. Die Zeitfunktion setzt die Zeitskalen innerhalb der Blase. Der Verschiebungsvektor steuert, wie der Raum um die Konstruktion fließt. Die spatiale Metrik bestimmt das Krümmungsprofil.“

Das Hauptziel ihrer Arbeit, betonen White und seine Co-Autoren, ist die Funktionalität des Flugs, während sichergestellt wird, dass das Innere der Warp-Blase stabil bleibt.

Verfeinerung eines konzeptionellen Warp-Antriebs

Mit der grundlegenden Form der Warp-Blase, die nun vorläufig definiert ist, würde ihr Zentrum, sobald es finalisiert ist, flach bleiben, während die erforderliche Energie auf mehrere separate, motorähnliche Pods verteilt wird, die sie umgeben. Die Enden dieser Pods sind so strukturiert, dass der Raum nur innerhalb dieser Regionen gekrümmt wird, was das Innere stabil und ruhig hält, während die äußere Geometrie die schwere Arbeit erledigt.

„Keine Gezeitenkräfte, null-g, die Uhren an Bord des Raumschiffs sind mit den Kontrolluhren synchronisiert“, erklärte White und stellte fest, dass das resultierende Design „sehr ideal und eine schöne Eigenschaft der ursprünglichen Alcubierre-Metrik ist.“

Die ursprünglichen Visualisierungen ähneln einem einzigen donutförmigen Ring aus exotischer Energie. Die überarbeiteten Designs jedoch zerlegen diesen Ring in mehrere röhrenähnliche Pods, die die Warp-Blase umschließen. Jede Röhre spielt eine eigene Rolle beim Biegen des Raums lokal und erzeugt etwas, das eher wie getrennte Antriebseinheiten aussieht als wie ein einzelner durchgehender Ring.

White betont, dass sein Ansatz im Einklang mit der Relativitätstheorie bleibt, ohne auf spekulative neue Physik zu setzen. Der Wandel, so sagt er, liegt in der Geometrie – und wie eine Warp-Blase eines Tages „konstruiert“ werden könnte, wenn exotische Materie realisierbar wird. Seine Arbeit legt auch nahe, dass sanftere Gradienten und segmentierte Strukturen einige der Sicherheitsbedenken in Bezug auf das ursprüngliche Konzept von Alcubierre mildern könnten.

Natürlich möchte jeder wissen, ob diese Strategie letztendlich das Design von Antriebssystemen für echte Warp-Antriebs-Raumschiffe leiten könnte, obwohl White sagt, dass dieser Tag, wenn er kommt, noch in weiter Ferne liegt.

„Die Physik des Warp-Antriebs steckt noch in den Kinderschuhen, daher gibt es noch viel zu tun, um herauszufinden, wie wir so etwas praktisch im Labor verwirklichen könnten“, sagte White gegenüber The Debrief.

„Die häufigste Frage, die ich gestellt bekomme, lautet: ‚Wann werden wir Warp-Antrieb haben?‘ Meine Kristallkugel funktioniert nicht besser als die anderer, also kann ich nicht vorhersagen, ob es in 20 Jahren, 200 Jahren oder nie sein wird“, fügte er hinzu. „Ich weiß jedoch, was ich als Nächstes tun muss“, sagte White, „also werde ich das auch tun.“

Obwohl die praktische Anwendung noch weit entfernt ist, bietet die Studie von White und seinen Kollegen den Warp-Antrieb-Theoretikern eine neue Richtung und einen klareren Weg zu potenziell konstruktierbaren Geometrien. Durch das Abstimmen der Anzahl, Breite und Länge dieser Nacellen könnten zukünftige Forscher in der Lage sein, Warp-Konfigurationen zu untersuchen, die zuverlässiger, modularer und physikalisch machbarer sind als die in früheren Modellen vorgeschlagenen.

Das neue Papier von White und seinen Kollegen mit dem Titel „Interior-Flat Cylindrical Nacelle Warp Bubbles: Derivation and Comparison with Alcubierre Model“ wurde am 8. Dezember 2025 in der Zeitschrift Classical and Quantum Gravity veröffentlicht.

Chrissy Newton ist PR-Professional und Gründerin von VOCAB Communications. Sie tritt derzeit im Discovery Channel und Max auf und moderiert den Podcast Rebelliously Curious, der auf YouTube und allen Audio-Podcast-Streaming-Plattformen zu finden ist. Folgen Sie ihr auf X: @ChrissyNewton, Instagram: @BeingChrissyNewton und chrissynewton.com.