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Diverses:Konstruktionsanleitung für eine Zeitmaschine

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Zunehmende Freizeit und offensives Reiseverhalten (Abenteuerlust) vieler Menschen lassen es an der Zeit erscheinen, auch breiteren Bevölkerungskreisen die Möglichkeit zu Zeitreisen zu eröffnen. In einer einfachen Step-by-Step-Anleitung wird daher im Folgenden der Selbstbau einer funktionierenden Zeitmaschine erläutert.

Zeitreisender in Schutzkleidung

Theoretische Grundlagen

Da eine Zeitmaschine letztlich ein HiTech-Gerät ist, kann auf die exakte Schilderung der theoretischen Voraussetzungen nicht verzichtet werden.

Grundlage ist die relativ einfache Relativitätstheorie Albert Einsteins. Bekanntlich behandelt die Spezielle Relativitätstheorie die Grundlagen von Raum und Zeit, die Allgemeine Relativitätstheorie hingegen die Grundlagen von Raum und Gravitation. Vereint man beide Theorien, so ergeben sich direkt die grundlegenden Ideen für eine Zeitmaschine.

Vorversuch 1

Experimentalphysiker beim Spontanversuch

Nehmen Sie ihren Lebenspartner Huckepack. Klettern Sie nun auf den Küchentisch. Springen Sie dann vom Tisch herunter. Fühlen Sie genau hin!

Beobachtung: Sie stellen fest, dass erstens Ihr Partner vorher sauschwer ist, Sie aber zweitens während der Phase des Freien Falls vom Tisch dieses Gewicht nicht spüren.

Erklärung: Fällt man in einem beliebigen Schwerefeld frei, so verschwindet das Gravitationsfeld relativ zu einem selbst. Dies ist eine direkte Folge der Allgemeinen Relativitätstheorie und wird auch dort durch relativ einfache Formeln bewiesen.

Vorversuch 2

Spezialpendeluhr der Universität Schilda

Nehmen Sie ihre Wohnzimmerpendeluhr. Klettern Sie mit ihr auf den Küchentisch und lassen Sie die Uhr pendeln. Lassen Sie dann die pendelnde Pendeluhr auf den Küchenboden fallen. Schauen Sie genau hin!

Beobachtung: Sie sehen, dass während des Freien Falls das Uhrenpendel aufhört zu pendeln.

Erklärung: Da auch für die frei fallende Pendeluhr das Gravitationsfeld Null wird, andererseits das Pendel ja nur deshalb pendelt, weil das schwere Pendel vom noch schwereren Küchenboden angezogen wird, kann es beim freien Fallen logischerweise nicht mehr pendeln.

Schlussfolgerung 1

Da eine Pendeluhr nur dadurch die Zeit anzeigen kann, dass sie pendelt, eine frei fallende Pendeluhr aber nicht pendelt, steht somit für eine frei fallende Pendeluhr die Zeit relativ still. Dies wird in der Relativitätstheorie durch äußerst komplizierte Formeln auch streng bewiesen.

Schlussfolgerung 2

Gelingt es nun, eine sogenannte innige Verbindung (dieser Fachausdruck wurde von dem schweizer Physiker C. G. Jung in die theoretische Physik eingeführt) zwischen einer frei fallenden Pendeluhr und einem Menschen herzustellen, so muss auch für den Menschen die Zeit dann still stehen. Da aber gleichzeitig der Rest der Welt nicht frei fällt (logisch! stellen Sie sich nur das ansonsten auftretende Gedrängel auf Ihrem Küchentisch vor!) und erst recht nicht innig verbunden ist, bedeutet dies konkret Folgendes: Die gesamte restliche Welt bekommt gegenüber dem Menschen, für den die Zeit gerade stillsteht, einen Zeitvorsprung. Ganz schlüssig lässt sich hieraus ableiten: der Rest der Welt liegt relativ zu Ihnen in der Zukunft, respektive Sie sind in die Vergangenheit gereist. Potzdutzend!

Kritische Bemerkung

Der aufmerksame Leser wird an dieser Stelle einwenden, dass, selbst wenn die bislang ungeklärte innige Verbindung von Pendeluhr und Mensch gelingt, dies ja nur zu Zeitreisen in die Vergangenheit führt. Dies ist jedoch relativ falsch, wie im weiteren Verlauf noch genau erläutert werden wird.

Berechnung der Effektgröße

Faksimile einer Originalarbeit von Albert E., datiert auf 1921, Archiv der Universität Schilda

Nebenstehende Abbildung (Quelle: Institut für Historische Physik der Universität Schilda) zeigt das Faksimile einer Originalhandschrift von Albert E. Die persönliche Notiz am unteren Rand gestattet eine Datierung auf das Jahr 1921. Für uns wichtig ist die oberste Formel, welche die Berechnung der Fallzeit in Abhängigkeit von Fallhöhe und Gravitationsfeldstärke gestattet. Einsteins eigenhändige ergänzende Bemerkung zu dieser Formel deutet an, dass ihm bereits zu diesem Zeitpunkt die Bedeutung für die Konstruktion einer Zeitmaschine bewusst gewesen sein muss (der kleine Rechtschreibfehler in "Zeitmaschine" macht uns das Genie Albert E. nur noch menschlicher!). Warum er sich diesem faszinierenden Thema nicht weiter widmete, wird derzeit durch die Universität Schilda erforscht (anhand der zweiten Formel kann man im Selbstbau eine Atombombe erstellen, was wir hier nicht weiter vertiefen wollen. Die dritte Formel gilt unter Fachleuten als bis heute nicht enträtselt!).

In der für uns wichtigen ersten Formel bedeutet t die Fallzeit, g die Gravitationskonstante und h die Fallhöhe.

Wie man leicht ausrechnet, ergibt sich hieraus für einen z. B. 1 Meter hohen Tisch eine Fallzeit von t=0.45 Sekunden. Das ist natürlich bestürzend wenig für einen abenteuerlustigen Zeitreisenden. Der mathematisch geschulte Leser erkennt andererseits direkt, dass eine Vergrößerung von h bzw. eine Verringerung von g die Größe t vergrößert. Eine Verringerung der Gravitationskonstanten scheidet derzeit für irdische Zeitreisende noch aus, da hierfür ein Gravitationsfeldminimierer vonnöten wäre, an dessen Konstruktion noch gearbeitet wird. Vergrößert man hingegen die Fallhöhe, was leicht möglich ist (indem man z. B. zwei oder noch mehr Küchentische übereinanderstellt oder auch vom Balkon springt), so erzielt man auf leichte Art bereits beträchtliche Zeitverschiebungen. Bei einer Fallhöhe von z. B. h=1000000000000000 Metern ergibt sich ein Zeiteffekt von t=14142136 Sekunden, was immerhin schon fast 164 Tagen entspricht!

Den Scheineinwand, dass bei einer solchen Fallhöhe die Gravitationskonstante g einen erheblich kleineren Wert habe, entkräftet die Relativitätstheorie direkt. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie ist nämlich die Gravitationskonstante zwar in der Tat nicht konstant, aber relativ konstant, so dass eine Verringerung relativ egal ist, und obig berechnete Zeit damit relativ richtig ist. Wir sehen also, dass durch hinreichend große Fallhöhen bereits hübsche Zeitreisen in die Vergangenheit möglich sind. Für präzise Zeitreisen (also z. B. zurück zum letzten Weihnachtsabend) muss natürlich die Fallhöhe entsprechend genau einstellbar sein, weshalb sich das Mitführen entsprechender Messinstrumente als notwendig erweist.

Konstruktion. Zum Begriff der innigen Verbindung

Innige Verbindung Mensch-Pendel

Wie aus der Theorie abgeleitet, muss eine innige Verbindung zwischen Pendeluhr und Zeitreisendem erreicht werden. Nach zwischenzeitlichen Entwicklungsrückschlägen hat sich eine Anordnung gemäß nebenstehendem Photo als optimal herausgestellt. Die Abbildung zeigt den Prototypen einer Zweisitzer-Zeitmaschine (aus Gründen der Übersicht wurde nur der Mensch-Pendel-Koppelmechanismus zur Herstellung der innigen Verbindung abgebildet, der Betrachter möge sich den Rest der Pendeluhr als darüber befindlich hinzu denken. Da hier lediglich die innige Verbindung getestet wird, aber kein anschließendes Zeitreisenexperiment geplant ist, tragen die Versuchspersonen keine Schutzkleidung). Einer Erweiterung auf mehrsitzige Zeitreisemaschinen ist nur durch den Geldbeutel des Konstrukteurs eine Grenze gesetzt.

Bereitstellung der notwendigen Fallhöhe

Wie im Theorieteil ausführlich erläutert, muss zum Erreichen einer befriedigenden Zeitreisedauer eine hinreichende Fallhöhe vorliegen. Da eine Fallhöhe von mehr als 41 Metern (dies entspricht in etwa 50 übereinandergestapelten Küchentischen) für den Laien nur schwer erreichbar ist, hat sich folgende Anordnung als besonders praktikabel erwiesen. Hier werden z. B. lediglich 10 Küchentische übereinander gestapelt. Man springt aber nun nicht mehr mit der Zeitmaschine auf den Küchenboden (ohnedies sind herkömmliche Küchen meist nicht hoch genug, um darin 10 Tische übereinander zu stellen), sondern im Garten auf eine hyperelastische Unterlage (HiTech-Trampoline, wie sie vom Deutschen Turnerbund beispielsweise benutzt werden). Eine solche ist dermaßen elastisch, dass sie die Zeitmaschine erheblich schneller wieder noch oben schnellt, als die freie Fallzeit beträgt, z. B. genau doppelt so schnell (eine exakte Einstellung erfolgt über die entsprechende Straffung der hyperelastischen Reflexmembran des Trampolins).
Zählgerät für Springvorgänge


Gewinnt man also durch den Freien Fall aus 8,20 Metern Höhe nach obig angegebener Formel einen Zeiteffekt von ca. t=1.28 Sekunden, benötigt für das Hochspringen jedoch nur 0.64 Sekunden, so hat man einen Nettoeffekt von + 0.64 Sekunden erzielt. Springt man daher also nun z. B. 1000000000 mal und steigt alsdann aus der Zeitmaschine aus, so entspricht dies einer Zeitreise von 7411 Jahren!! Wichtig für präzise Zeitreisen ist hierbei offensichtlich ein exaktes Zählen der Springvorgänge. Hierfür hat sich nebenstehend abgebildetes Zählgerät als ausreichend präzise herausgestellt.

Alternativen zur Erzielung ausreichender Fallhöhen

Da insbesondere ältere Zeitreisende auf das ständige Auf und Ab in Zeitmaschinen gemäß obiger Anordnung mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen reagieren, soll an dieser Stelle folgende Alternative vorgestellt werden (gleichzeitig werden wir hierbei auch das Problem der Zeitreise in die Zukunft lösen). Bereits vorhandene stillgelegte Bergwerksschächte oder kurzerhand neu angelegte künstliche Schächte ausreichender Tiefe ermöglichen einen Freien Fall ins Erdinnere. In Parallelschächten installierte Expressaufzüge, die ein Emporsteigen in einem Bruchteil der Fallzeit ermöglichen, bewirken insgesamt einen positiven Nettoeffekt, wie bereits oben erläutert.

Die naheliegendste auf der Erde mögliche Fallstrecke scheint auf den ersten Blick die Strecke Erdoberfläche-Erdmittelpunkt zu sein. Dies ist aber grob falsch, wie nun erläutert wird.

Neigung der Erdachse

Lage der Erdachse

Bekanntlich ist die Erdachse gegenüber der Erdbahn geneigt (siehe nebenstehende bearbeitete Weltallaufnahme. Das Photo zeigt sehr schön, dass wirklich weite Teile der Erde aus Erde bestehen und unser Planet seinen Namen zu recht trägt. Die Erdachse selber wurde zur Verdeutlichung länger gezeichnet, als sie eigentlich ist. In Wirklichkeit schaut die Erdachse an den Polen nur ca. 2 Meter aus der Erde heraus und ist zudem meistens von Schnee bedeckt). Würde man nun beispielsweise ein Loch vom Nordpol zum Erdmittelpunkt bohren, so könnte man darin nicht frei fallen (Ein Freier Fall nach unten ist aus physikalischen Gründen nur parallel zur gestrichelten Hilfslinie möglich!). Vielmehr beweist die Skizze direkt, dass man diesenfalls auf einer Schrägen lediglich rutschen würde (mit allen damit verbundenen Unannehmlichkeiten wie Beschmutzung des weißen Leinenanzugs, Erzeugung von Reibungshitze etc.). Die Relativitätstheorie gilt aber bekanntlich nur für den reibungsfreien Fall. Somit kann eine Zeitreisemaschine in all solchen schräg zur Erdbahn verlaufenden Schächten gar nicht funktionieren!

Da die Vereinten Nationen einstimmig ein Senkrechtstellen der Erdachse als unethisch abgelehnt haben, muss daher bei der Bohrung zukünftiger Fallschächte diesem Umstand peinlichst genau Rechnung getragen werden. Andererseits laufen die erlaubten Fallschächte aufgrund der Schrägstellung der Erdachse mehrheitlich nicht durch den heissen Erdkern, was unter technischem Gesichtspunkt als günstig einzustufen ist.

Erlaubte Fallschächte

Schacht von Wanne-Eickel nach Früchtetum Liftenstein, Quelle: Aussenministerium Früchtetum Liftenstein

Nur ein Schacht, in dem ein Freier Fall möglich ist, ist ein für Zeitreisen erlaubter Schacht. Ein solcher muss senkrecht auf der Erdbahn stehen (vgl. nebenstehende Abb.), womit sich die Fallhöhe in solchen Schächten offenbar reduziert. Lediglich ein Schacht von Polarkreis zu Polarkreis würde die maximale Fallhöhe erlauben (aber wer will schon am Polarkreis in ein tiefes Loch springen!). Wie die Abbildung deutlich zeigt, ergibt ein erlaubter Fallschacht in Wanne-Eickel eine entsprechend geringere Fallhöhe. Ein Blick auf die Weltkarte zeigt, dass der maximale erlaubte Fallschacht von Wanne-Eickel direkt ins Früchtetum Liftenstein führt, mit welchem das Kleinod des Ruhrgebietes daher seit dem 30.02.2006 eine Städtepartnerschaft hat. Als besonderen Leckerbissen zeigt das Photo links unterhalb der Erde ein Schwarzes Loch.

Zu beachten ist des Weiteren, dass der Fall natürlich bei Erreichen der Erd-Mittelachse (s. Abb.) beendet werden muss. Würde man nämlich einfach weiterfallen, z. B. bis man auf der anderen Seite wieder aus dem Schacht herausfällt, so würde dieses Fallen nach oben natürlich den Zeitreiseeffekt umkehren bis gänzlich aufheben (davon abgesehen würde man ja quasi im Kopfstand am Ziel angelangen, eine etwas unpassende Art, in einem anderen Land aufzutreten!). Dies ist einerseits mit den Formeln der Relativitätstheorie relativ leicht nachzurechnen, andererseits ist dieses Faktum für den physikalisch geschulten Verstand ohnedies evident. Der Zeitreisende muss also spätestens beim Erreichen der Erd-Mittelachse aus der Zeitreisemaschine aussteigen und dann zu Fuß oder mit dem Aufzug weiterreisen. Eine konsequente Weiterentwicklung dieses Gedankens eröffnet nun aber direkt den Schritt zu Zeitreisen in die Zukunft.

Zeitreisen in die Zukunft

Reist man nämlich zu Fuß (oder auch auf Mulis etc.) bis zur Erd-Mittelachse, besteigt dort eine Zeitreisemaschine und fällt dann weiter nach unten (aus der eigenen relativen Sicht, in Wirklichkeit aber natürlich nach oben, aus allgemein-relativer Sicht), so erfährt man nur den ab hier gültigen umgekehrten Zeiteffekt. Dieser bedeutet aber nach allem bisher Gesagten logischerweise eine Zeitreise in die Zukunft. Potzhundert!!!

Technische Vorläufer

Erlkönig einer Zeitreisenmaschine beim Anheben auf Fallhöhe, 1968

Bereits Ende der 60er Jahre wurden von Experimentalphysikern der früheren Universität Wanne-Eickel erste Versuche mit Zeitreisenmaschinen nach dem Pendelprinzip durchgeführt. Der links abgebildete Erlkönig barg in seinem Inneren vorgeblich eine Pendelkonstruktion, die eine primitive Vorläuferart unserer hier vorgestellten Maschine darstellte. Der Prototyp wurde bei dem Experiment leider vollständig zerstört und der Rektor der Universität, der es sich nicht hatte nehmen lassen, das Experiment selbst durchzuführen, wurde hierbei getötet. Ob tatsächlich eine Zeitreise stattgefunden hat, ist nicht bekannt, jedoch soll die Leiche des 65jährigen Rektors ein jugendliches Lächeln aufgewiesen haben. Die Universität erholte sich von diesem Schlag in Folge nicht mehr und wurde 1970 in eine Baumschule umgewandelt (Projekt "Unser Revier soll grüner werden").

Ausblick

Wenn auch das Reisen durch Erdschächte erst nach Wegfall der Steinkohlesubvention im Jahre 2018 in größerem Massstab möglich sein wird (ab 2018 sollen nämlich die freiwerdenden Gelder in die Tiefenbohrung bereits vorhandener Schächte investiert werden; alle Kumpel werden zu Zeitreisenbegleitern bzw. Zeitreisenanimateuren umgeschult), so steht einer Erprobung bzw. konsequenten Nutzung mit dem JoJo-Modell durch sportlich geübte und hinreichend ausdauernde Reisende bereits jetzt nichts im Wege. Wer allerdings lieber die komfortablere Erdschachtmethode nutzen möchte, sollte sich von aktuellen Zeitreisen fernhalten, da diese ja bekanntlich sich noch weiter vom Jahr 2018 entfernen und dadurch das Warten nur noch länger wird.

Weiterführende Literatur

  • "Doppelpendel als Zeitreisenmaschinen-Beschleuniger"; Werner Heisenberg et al., 2007, Göttingen
  • "Allianz-Ratgeber: Reiserücktrittsversicherungen bei Zeitreisen", 2006, München


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