Sind Zeitreisen möglich?
In der Novelle von H.G. Wells `Die Zeitmaschine` springt unser Hauptdarsteller in einen Spezialstuhl mit blinkenden Lichtern, dreht ein paar Schalter und findet sich selbst in eine Zeit katapultiert, die ein paar hunderttausend Jahre in der Zukunft liegt, in der England längst verschwunden ist und jetzt von zwei merkwürdigen Gruppen von Kreaturen beheimatet ist, den Morlocks und den Eloi.
Das war vielleicht große Fiktion aber Physiker haben immer allein die bloße Idee der Zeitreise nur belächelt, und betrachteten dies als Reich der Spinner, Mystiker und Scharlatane und das aus gutem Grund.
Wie auch immer, wirklich bemerkenswerte Fortschritte in der Quanten-Gravitation lassen diese Theorie wieder aufleben; Zeitreisen sind nun zu einer Spielwiese für theoretische Physiker geworden, die darüber zB Artikel im angesehenen Magazin Physical Review schreiben.
Ein hartnäckiges Problem mit der Zeitreise ist, daß sie mit verschiedenen Arten von Paradoxien verknüpft ist. Da gibt es zB das Paradoxon des Mannes ohne Eltern: Was passiert wenn man in der Zeit zurückgeht und seine Eltern umbringt, bevor man geboren wurde. Wie kann man dann geboren werden, damit man sie später umbringen kann.
Da gibt es dann noch das Paradoxon des Mannes ohne Vergangenheit. Man stelle sich zum Beispiel einen jungen Erfinder vor, der vergebens versucht in seiner Garage eine Zeitmaschine zu bauen. Plötzlich erscheint ein älterer Mann aus dem Nichts und gibt dem jungen die geheimen Informationen, wie man eine Zeitmaschine baut. Der junge Mann wird unglaublich reich, indem er an der Börse spekuliert, an Rennbahnen und bei Sportveranstaltungen wettet, weil er ja die Zukunft kennt. Dann, als alter Mann entscheidet er sich, eine letzte Reise in die Vergangenheit zu machen, um sein jüngeres selbst in die Geheimnisse der Zeitreise einzuweihen. Wo kam die Idee der Zeitmaschine ursprünglich her?
Und da gibt es noch das Paradoxon des Mannes, der seine eigene Mutter ist......
Es ist nicht verwunderlich, daß Zeitreisen immer als unmöglich angesehen wurden. Newton glaubte, daß sich die Zeit wie ein Pfeil verhält. Einmal abgeschossen, fliegt er in einer geraden unbeeinflußbaren Linie. Eine Sekunde auf der Erde entspricht einer Sekunde auf dem Mars. Uhren die im Universum verstreut werden, schlagen im gleichen Takt.
Einstein gab ein sehr viel radikaleres Bild davon. Nach Einstein verhält sich Zeit vielmehr wie ein Fluß, der sich um Sterne und Galaxien windet, mal schneller und mal langsamer fließt, wenn er sich an massereichen Himmelskörpern vorbeibewegt. Ein Sekunde auf der Erde ist NICHT eine Sekunde auf dem Mars. Uhren die durch das Universum fliegen, schlagen alle nach dem Takt ihres eigenen Schlagzeugers.
Jedoch bevor Einstein starb, sah er sich einem verwirrenden Problem gegenüber. Einsteins Nachbar in Princeton, Kurt Gödel, vielleicht der größte Mathematiker der vergangenen 500 Jahre, fand eine neue Lösung für Einsteins Gleichungen, die Zeitreisen erlaubten!
Der "Fluß der Zeit" hatte nun Whirlpools bekommen, in denen die Zeit sich selbst in Kreisen bewegen konnte. Gödel`s Lösung war wirklich raffiniert: Es postulierte ein Universum das mit Zeit angefüllt war, daß wie ein rotierendes Fluid floß. Jeder der sich in die Richtung der Rotation fortbewegte, würde sich am räumlichen Ausgangspunkt wiederfinden, jedoch in der Vergangenheit.
In seinen Memoiren schrieb Einstein, daß er sich daran störte, daß seine Gleichungen Lösungen enthielten, die Zeitreisen ermöglichten. Aber schlußendlich folgerte er, daß das Universum nicht rotiert, sondern daß es expandiert (wie in der Urknall Theorie) und damit Gödel`s Lösungen aus "physikalischen Gründen" vernachlässigt werden können. (Scheinbar würden bei einem rotierenden Urknall Zeitreisen im gesamten Universum möglich sein!)
Dann, im Jahre 1963, entdeckte der Neuseeländische Mathematiker Roy Kerr eine Lösung für rotierende Schwarze Löcher aus Einsteins Gleichungen, mit bizarren Eigenschaften. Das Schwarze Loch würde nicht zu einem Punkt kollabieren (wie ursprünglich angenommen), sondern zu einem rotierenden Ring (aus Neutronen). Der Ring würde sich so schnell drehen, daß die Zentrifugalkräfte ein Kollaps durch die Gravitationskräfte verhindern würden. Der Ring könnte bei entsprechender Größe und Stabilität des Wurmloches unbeschadet durchquert werden.
Der Ring wiederum würde sich verhalten wie Alice`s Spiegel. Jeder der durch den Ring ginge, würde nicht sterben, sondern durch ihn hindurch zu einem alternativen Universum gelangen. Seitdem wurden hunderte anderer "Wurmloch"-Lösungen zu Einsteins Gleichungen gefunden. Diese Wurmlöcher verbinden nicht nur zwei Regionen im Raum (daher der Name), sondern ebenso zwei Zeitregionen. Im Prinzip können sie als Zeitmaschinen benutzt werden.
Das nächste Schwarze Loch ist 30.0000 Lj entfernt, also mit galaktischen Maßstäben gerechnet sehr nah. Im Zentrum der Milchstraße wird ebenfalls ein Schwarzes Loch vermutet.
Der altmodische Weg ist die lineare Reise mit maximal Lichtgeschwindigkeit. Ein besserer Weg ist die Reise durch ein Wurmloch, daß eine Abkürzung durch Raum und Zeit darstellt. Wurmlöcher kann man sich wie Tornados vorstellen. Das Auge des Tornados entspricht dabei dem Wurmloch innerhalb des Schwarzen Loches. Durch das Hubble Space Teleskop konnte gezeigt werden, daß die Wurmlöcher eine Rotationsgeschwindigkeit von mehreren Millionen km/h besitzen.
Kürzliche Bestrebungen die Quanten-Theorie der Gravitation hinzuzufügen (und damit ein "Theorie von allem" zu erhalten), haben uns Einsichten in das Paradox-Problem gegeben.
In der Quanten-Theorie kann jedes Objekt mehrere Zustände besitzen. Zum Beispiel kann ein Elektron gleichzeitig in verschiedenen Bahnen befinden (ein Faktum, daß für die Gesetze der Chemie verantwortlich ist). Genauso kann Schrödingers berühmte Katze in zwei möglichen Zuständen existieren: tot und lebendig. Wenn man also in der Zeit zurückgeht, kreieren wir ein paralleles Universum. Damit ändern wir die Vergangenheit eines ANDEREN, zB indem wir Abraham Lincoln`s Leben am Ford Theatre schützen, unser Lincoln in unserem Universum ist aber dennoch tot. Auf diese Weise gabelt sich der Fluß der Zeit in zwei separate Flüsse.
Versuchte man also wie zB im Film `Zurück in die Zukunft` mit Michael J. Fox die Vergangenheit zu ändern, würde sich an dieser Stelle der Fluß in zwei Arme spalten. Stellt man sich Universen wie Blasen vor, entstünde durch einen solchen Eingriff in die Zeit eine neue Blase, ein alternativer Zeitablauf, ohne dabei den andern zu beeinflussen.
Aber bedeutet das, daß wir in der Lage sind in H.G. Wells Maschine zu springen, ein paar Schalter zu drehen und ein paar hunderttausend Jahre in die Zukunft zu gelangen.
Nein, oder zumindest jetzt noch nicht. Da sind erst ein paar schwierige Hürden zu überwinden. Das Hauptproblem ist die Energie. In gleicher Weise, wie ein Auto Benzin benötigt, braucht eine Zeitmaschine gewaltige Mengen Energie. Man müßte sich die Energie eines Sternes zunutze machen können oder etwas finden, daß "exotische" oder negative Materie heißt (welche nach oben anstatt nach unten fällt) bzw eine Quelle negativer Energie. Die Physiker dachten einmal, daß negative Energie unmöglich sei. Aber kleine Mengen konnten experimentell durch den sogenannten Casimir Effekt nachgewiesen werden.
Hier werden zwei elektrisch ungeladene Platten parallel zueinander plaziert, sodaß zwischen ihnen ein möglichst geringer Abstand besteht. Man hat dabei eine Kraft messen können, die die Platten zueinander streben lassen. Sie ist wesentlich größer als die durch ihre Massen verursachte gravitionelle Kraft.
Durch negative Masse bzw negative Energie wäre es möglich ein Wurmloch zu stabilisieren bzw zu erzeugen.
Einige Wissenschaftler haben Artikel und Berechnungen in der sehr angesehenen Fachzeitschrift Physical Review veröffentlicht, wo sie sich den Casimir-Effekt zunutze machten. Würde man zwei riesige Platten parallel aufstellen, könnte man daraus den Eingang zu einem Wurmloch erzeugen bzw den Eingang zu einem Weg durch Raum und Zeit öffnen. Ein weiteres Paar - irgendwo im Universum - würde den Ausgang des Wurmloches erzeugen. Abkürzungen durch den Raum und Zeitmaschinen sind damit in den Bereich des Möglichen gerückt.
Wenn wir also negative Masse finden, könnten wir auch ohne ein Schwarzes Loch oder ein Wurmloch eine Zeitmaschine erzeugen und uns sowohl vorwärts als auch rückwärts in der Zeit bewegen.
Negative Energie bzw negative Materie ist äußerst schwer in großen Mengen zu erhalten, ganz zu schweigen von den gewaltigen Mengen an der uns bekannten (positiven) Energie und das wahrscheinlich für ein paar weitere Jahrhunderte.
Dann gibt es da noch das Problem der Stabilität. Kerr`s rotierendes Schwarze Loch zB könnte instabil sein, wenn jemand hindurch fällt. Genauso könnten sich Quanteneffekte aufbauen und das Wurmloch zerstören bevor man es betritt. Unglücklicherweise ist unsere Mathematik nicht gut genug, um die Frage der Stabilität zu klären, weil man eine "Theorie von allem" benötigt, die Quanten-Kräfte mit der Gravitation verbindet. Im Moment ist die Superstring-Theorie der führende Kandidat für eine solche Theorie (Eigentlich ist sie der EINZIGE Kandidat; sie hat in Wirklichkeit keinen richtigen Rivalen.) Aber die Superstring-Theorie, die meine Spezialität ist, ist noch zu kompliziert, um sie vollständig zu lösen.
Interessanterweise wehrte sich Stephen Hawking vor noch nicht allzu langer Zeit gegen Zeitreisen. Er behauptete sogar, daß er "empirische" Beweise dagegen hätte. Wenn die Zeitreise existieren würde, sagte er, wären wir von Touristen aus der Zukunft besucht worden.. Bisher haben wir noch keine Touristen aus der Zukunft gesehen. Ergo: die Zeitreise ist unmöglich.
Aufgrund der enormen Arbeit auf diesem Gebiet innerhalb der letzten fünf Jahre, änderte Hawking seine Meinung und glaubt nun das die Zeitreise möglich ist (auch wenn nicht unbedingt praktisch). Desweiteren sind wir wahrscheinlich nicht sonderlich interessant für solche Touristen.
gefunden bei
http://www.allmystery.de
