Lichtgeschwindigkeit

Die Lichtgeschwindigkeit (c) beträgt exakt 299.792.458 m/s im Vakuum. Sie ist keine bloße Eigenschaft des Lichts, sondern eine fundamentale Konstante der Raumzeit. Albert Einstein zeigte 1905 in seiner Speziellen Relativitätstheorie, dass nichts mit Masse auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden kann, weil die dafür nötige Energie gegen Unendlich strebt. Masselose Teilchen wie Photonen bewegen sich immer genau mit c.

Die Konsequenzen für die Raumfahrt sind gravierend. Das nächste Sternsystem (Alpha Centauri) liegt 4,37 Lichtjahre entfernt. Selbst mit 10 % der Lichtgeschwindigkeit, weit jenseits aktueller Technologie, dauert die Reise über 40 Jahre. Die Milchstraße hat einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren, was interstellare Zivilisationen vor fundamentale Kommunikations- und Reiseprobleme stellt.

Bei Geschwindigkeiten nahe c treten relativistische Effekte auf: Zeitdilatation (bewegte Uhren gehen langsamer), Längenkontraktion (Objekte verkürzen sich in Bewegungsrichtung) und relativistische Massenzunahme. Für Astronauten bei 90 % der Lichtgeschwindigkeit vergeht die Zeit deutlich langsamer als auf der Erde. Dieses Zwillingsparadoxon ist nicht nur Theorie, es wurde mit Atomuhren in Flugzeugen und auf der ISS nachgewiesen.

Die Science-Fiction hat zahlreiche Wege gefunden, das Lichtgeschwindigkeitsproblem zu umgehen: Warp-Antriebe krümmen die Raumzeit um das Schiff herum (Star Trek, basierend auf Alcubierres metrischem Ansatz von 1994). Wurmlöcher verbinden entfernte Raumregionen durch Abkürzungen (Contact, Interstellar). Hyperraum-Antriebe wechseln in eine parallele Dimension mit anderen physikalischen Gesetzen (Star Wars, Die Hyperion-Gesänge). Kälteschlaf umgeht das Problem nicht physikalisch, macht aber Jahrhundertreisen für die Besatzung erträglich (Alien, Interstellar).

Alastair Reynolds' Revelation-Space-Reihe gehört zu den wenigen Space Operas, die konsequent auf Überlichtgeschwindigkeit verzichten. Die Handlung erstreckt sich über Jahrhunderte, weil Reisen zwischen den Sternen Generationen dauern. Das erzeugt eine Gesellschaftsstruktur, in der Informationen und politische Machtverhältnisse bei Ankunft bereits veraltet sind.