Dimension der Zeit

Guten Tag,

ich will hiermit etwas in den Raum werfen:
In der Physik ist es seit längerem bekannt, dass die Zeit eine weitere Dimension, für uns die vierte,
ist. Mit den drei Raumdimensionen rechnet man dann in der Relativitätstheorie mit Vierervektoren, in denen man eine weitere Komponente hinzufügt, wie z.B. die Zeit.
Was ich mich aber nun frage: Wieso hat die Zeit nur eine Dimension? Kann man das experimentell nachweisen, dass dies so ist?
Könnte es nicht sein, dass die Zeit genau wie der Raum aus mehreren Dimensionen besteht?
Zum Beispiel jeweils eine Zeitdimension, die proportional zu einer Raumdimension verläuft.
Also für die 1. Dimension des Raumes hätte ich eine Zeitdimension, für die 2. die andere u.s.w.
Dass die Zeit sich eben auch mehrdimensional ausbreiten kann und damit als Vektor angesehen werden muss.

Ich hätte gerne Antworten auf meine Fragen bzw. würde gerne wissen, ob dies eine nichtmögliche Theorie wäre oder plausibel klingt.

Meiner Meinung nach ist die Zeit eine Dimension die in allen Dimensionen enthalten ist. Wenn du dir einen 4d Würfel vorstellst ist die 4. Dimension ja der Würfel im Würfel.
Allerdings haben die ersten beiden Dimensionen (1 und 2) keinen Raum resp. keine Tiefe besitzen, was das ganze ein bischen kompliziert macht, denn versuch mal auf einer geraden linie einen linie in der linie zu ziehen (2.Dimension). Die Zeit wird sicherlich in den unteren dimensionen existent sein, nur sind wir 3 dimensionale wesen (noch) nicht in der Lage das ganze zu verstehen, da wir selten in der Lage sind eine höhere dimension zu begreifen. (vorausgesetzt die Zeit ist wirklich in der 4. Dimension angesiedelt).

hoffentlich bin ich nicht total am Thema vorbeigschlittert.

Cheers

@retiarius



leider englisch, klingt aber recht plausibel

Wikipedia: Spacetime#Privileged character of 3.2B1 spacetime

@canpornpoppy

Danke für den Link. Ok, so wie ich es verstanden habe, gab es schon früher Überlegungen der Zeit mehrere Dimensionen zu geben, aber alle liefen darauf hinaus, dass sich fundamentale Prozesse dadurch verändern müssten. Wenn man also T = 1 setzt, bleiben wir in der Welt, die wir sehen und messen können.
Also im Endeffekt ist es theoretisch möglich die Dimension der Zeit zu erhöhen nur würde es unsere physikalischen Gesetze verletzen.

@Dilligaf

Ja, wir können nicht alle Dimensionen erfassen. Bei der Stringtheorie ist man schon bei 11 Dimensionen oder mittlerweile vielleicht sogar mehr, daher könnte es ja sein, dass die Dimension der Zeit nicht gleich 1 ist.
Aber ich würd dir auch den Artikel von toom empfehlen.

retiarius schrieb:Was ich mich aber nun frage: Wieso hat die Zeit nur eine Dimension? Kann man das experimentell nachweisen, dass dies so ist?

Das kann man wohl kaum nachweisen, schließlich sehen wir nur dreidimensional. Heißt, das es mehr als 3D gibt, kann man höchstens schlussfolgern.
Jedes Ereignis kann man mit 4 Zahlen in der Raumzeit lokal festlegen, 3 Raumkoordinaten und eine Zeitkoordinate. Du kannst noch sagen es gibt zwei Zeitdimensionen, allerdings ergibt dies keinen Sinn, dann würdest du nämlich einem Ereignis zwei Zeitpunkte zuordnen.

Ich find sowas ja echt interessant aber mein Kopf sagt nur ERROR

Also das Thema ist wirklich faszinierend. Ich bin aber mal gespannt, ob man die Dimensionen nicht nur im theoretischen bzw. mathematischen, sondern auch einmal im praktischen nachweisen kann.

@Niederbayern88

Genau diese Frage hab' ich mir auch beim Lesen gestellt. Könnte mir da gerade gar keine Vorstellung von machen - aber na ja, time will tell...!

Ich finde eher, dass die Zeit eine Eigenschaft des Raumes ist und keine eigene Dimension. Wenn wir keine Information über irgendetwas haben, das passiert, dann merken wir auch nichts von der Zeit...

Wenn wir zum Bsp ne Kugel im Raum betrachten, bei 12 Uhr und bei 13 Uhr, dann gibt es 2 Möglichkeiten:

1. Die Kugel ist an der selben Stelle, wir erkennen keinen unterschied zwischen 12 und 13h.

2. Die Kugel ist nicht an der selben Stelle, sie hatt ihre Lage verändert. Wir sehen also einen Unterschied. Diesen kann ich aber immer in 3 Dimensionen, also mit 3 Raumkoordinaten beschreiben. Für den Unterschied ist es eigentlich egal, welche Zeit vergangen ist, die eindeutige Beschreibung der Veränderung geht immer mit den 3 Raumdimensionen.

Die Zeit ist nur eine Änderung der Information und keine eigene Dimension. Allerdings kann die Zeit ein Vektor (oder eine Ebene) im 3D-Raum bilden.

Bei der Kugel im Bsp. ist es etwa der Abstand zwischen der Lage.

@retiarius
Moinsen,
bin kein Experte, aber doch interessiert an solchen Themen.
Was sehr wichtig ist bei der ganzen Betrachtung... das Modell der Raumzeit mit Zeit als 4. Dimension ist nur sehr vereinfacht.
Harald Lesch hat es mal in einem Interview ausgedrückt, dass Einstein mit seiner Beschreibung der Raumzeit natürlich einen Meilenstein in der Physik erreicht hat, das Modell selbst aber wirklich nur eine sehr sehr grobe Vereinfachung ist, um sich das Ganze überhaupt iwie vorstellen zu können.
Man kann Zeit auf jeden Fall nicht gleich wie die Raumdimensionen betrachten.

Dilligaf schrieb am 28.10.2011:Wenn du dir einen 4d Würfel vorstellst ist die 4. Dimension ja der Würfel im Würfel.

Du sprichst wahrscheinlich von einem Hypercube. Bei dem geht es aber um eine 4. Raumdimension und nicht um die Zeit.
Und das ganze ist auch nur eine Hilfe um sich etwas vorstellen zu können, was es so nicht gibt. Es gibt sowas nicht.
Die Darstellung eines Hypercubes ist ja auch nur 3-dimensional (ja, eigentlich auf dem Handy oder Laptop nur 2-dimensional, ich weiß :P).


Ich hoffe ich schweife nicht ab, aber ich stehe dem Thema Zusatzdimensionen (also jetzt eher in Richtung Raumdimensionen) sehr skeptisch gegenüber.
Wenn man sich da mal ein wenig reinliest, bauen da unbewiesene Theorien auf unbewiesenen Theorien auf, die wiederum auf unbewiesenen Theorien aufbauen. Und da werden dann einfach zig Raumdimensionen angenommen (bei unterschiedlichen Theorien unterschiedlich viele), weil sonst die Mathematik nicht mehr stimmen würde.

Meiner Meinung nach ist das so, also ob ich sagen würde 1+2=4. Damit das stimmt, geb ich der 2 einfach einen höheren Wert.

retiarius schrieb am 28.10.2011:Dass die Zeit sich eben auch mehrdimensional ausbreiten kann und damit als Vektor angesehen werden muss.

Welchen Nutzen soll eine solche Hypothese haben?

Wir können mit einer Raumdimension alles beschreiben, was in der Natur passiert. Sie entspricht auch unserer täglichen Erfahrung. Aus Sicht der Physik, die die Natur beschreibt, ist die Antwort daher klar: Es werden keine drei Raumdimensionen benötigt, also gehen wir davon aus, dass es sie nicht gibt.

Ich würde sogar weiter gehen und sagen: Die Hypothese ist falsch. Versuche doch mal, damit einen Vorgang in der Natur zu beschreiben. Wie entsteht der ausschließlich in die Zukunft gerichtete Zeitpfeil?

Niederbayern88 schrieb am 29.10.2011:Also das Thema ist wirklich faszinierend. Ich bin aber mal gespannt, ob man die Dimensionen nicht nur im theoretischen bzw. mathematischen, sondern auch einmal im praktischen nachweisen kann.

Das liest sich so, als würdest du davon ausgehen, dass drei Zeitdimensionen theoretisch bzw. mathematisch nachgewiesen seien („nicht nur“). Wie kommst du denn darauf? Zumindest ich kenne keine entsprechende, seriöse Theorie. Falls du eine kennst, immer her damit.

@Arrakai
Sorry aber ernsthaft?
Hast du mal gesehen von welchen Jahr mein Beitrag hier war?
Das ist über 9 Jahre her. Woher soll ich denn noch wissen was ich damals gemeint habe?

@Niederbayern88

Ja, ernsthaft. Aufgrund des neuen Beitrags von heute 0:22 Uhr bin ich auf die Diskussion aufmerksam geworden. Wenn du jetzt nicht mehr weißt, was du damals gemeint hast, dann ist das erstaunlich. Andererseits kein Grund, hier nichts zu schreiben. Das Aufgreifen alter Diskussion scheint mir nicht verboten zu sein. Du kannst darauf antworten oder es sein lassen.

@Arrakai

Niederbayern88 schrieb:Das ist über 9 Jahre her. Woher soll ich denn noch wissen was ich damals gemeint habe?

Hättest du meinen Beitrag verstanden, so wüßtest du dass ich geantwortet habe.
Und binnen 9 Jahren kann VIEl passieren. Von daher verstehe ich deine Aussage nicht:

Arrakai schrieb:Wenn du jetzt nicht mehr weißt, was du damals gemeint hast, dann ist das erstaunlic

Ich habe nicht 9 Jahren geschlafen und bin jetzt wach geworden. Es ist sehr viel passiert. Glaubst ich habe mir in den 9 Jahren noch Gedanken um die Zeit gemacht?

Sorry dass ich noch ein Leben habe

Niederbayern88 schrieb:Ich habe nicht 9 Jahren geschlafen und bin jetzt wach geworden. Es ist sehr viel passiert. Glaubst ich habe mir in den 9 Jahren noch Gedanken um die Zeit gemacht?

Wie gesagt, wenn es dich nicht mehr interessiert, dann lass halt stecken statt hier rumzustänkern. Man munkelt, es sei hier kein Problem, nichts zu schreiben.

Niederbayern88 schrieb:Ich habe nicht 9 Jahren geschlafen und bin jetzt wach geworden. Es ist sehr viel passiert. Glaubst ich habe mir in den 9 Jahren noch Gedanken um die Zeit gemacht?

Manche Leute bleiben an Themen dran. Man nennt das gemeinhin Hobby. Ganz alleine deine Entscheidung...

Niederbayern88 schrieb:Sorry dass ich noch ein Leben habe

Keine Ahnung, was du damit sagen willst. Aber dein Leben sei dir gegönnt.

ShawnFKennedy schrieb am 28.10.2011:Jedes Ereignis kann man mit 4 Zahlen in der Raumzeit lokal festlegen, 3 Raumkoordinaten und eine Zeitkoordinate. Du kannst noch sagen es gibt zwei Zeitdimensionen, allerdings ergibt dies keinen Sinn, dann würdest du nämlich einem Ereignis zwei Zeitpunkte zuordnen.

Was allerdings wohl nur daran liegt das wir nicht frei durch die Zeit reisen können wie uns das im Raum möglich ist. Die zusätzlich Zeitdimensionen wären das was man als parallele, alternative, andere Zeitlinien bezeichnen würde. Die zweite Zeitdimension könnte bsp. alle Zeiten enthalten in denen Entscheidungen anders gefällt, Zufallsereignisse ein anderes Endergebnisse hervorbrachten. Du würfelst und in der einen Zeit der 2. Zeitdimension hast eine 1 und in einer anderen eine 2, in wieder einer anderen eine 3 usw. gewürfelt. Die 3. Zeitdimensionen könnten dann alternative Zeitlinien die sich nicht von unserer abgespalten haben umfassen.
Da wir nur durch den Raum frei reisen können aber nicht durch die Zeit, von der wir quasi nur in eine Richtung mitgenommen werden, fällt uns das einfach nicht auf. Um die zusätzlichen Zeitdimensionen zu erkennen bräuchten wir quasi einen Delorien.

Niederbayern88 schrieb am 29.10.2011:Profil von Niederbayern88
29.10.2011 um 09:09
Also das Thema ist wirklich faszinierend. Ich bin aber mal gespannt, ob man die Dimensionen nicht nur im theoretischen bzw. mathematischen, sondern auch einmal im praktischen nachweisen kann.

Hallo Niederbayern88,

Zeit existiert, wie jeder im Ablauf der Dinge feststellen kann.

Es ist jedoch wichtig, zu erkennen, was dem, was wir als Zeit erleben, zu Grunde liegt.

Ob man die Dimension Zeit praktisch nachweisen kann?
Nun, wenn etwas praktisch nachgewiesen werden kann, dann eben in Deinem Erleben, in Deinem Bewußtsein!
Oder sollte ich mich irren?

Kennst Du das Pfeil-Paradoxon des Zenon von Elea?
Zenon behauptet, dass es keine Bewegung gibt, und dass der Pfeil sich nicht bewegt.

Natürlich protestiert der menschliche Verstand sofort, wenn er eine solche Aussage vernimmt!
Er weißt ja, das es Bewegung gibt und der Pfeil sich bewegen muss auf seinem Weg vom Bogen zum Ziel.
So scheint es festzustehen, dass ein Zweifel an der Bewegung idiotisch ist.
Aber Bescheidenheit ist eine Tugend.
Wir sollten zuerst mal klären, was Bewegung ist.

Betrachten wir den Wettlauf des Achilles und der Schildkröte.
Die Schildkröte bekommt einen Vorsprung.
Die Zeit, die die Schildkröte benötigt, um weiter zu kommen, benötigt Achilles, um an den Ausgangspunkt der Schildkröte zu kommen.
Nach dieser Logik kann Achilles die Schildkröte niemals überholen, das sie ihm immer um eine (kleine) Zeit voraus ist.
Wir wissen aber, dass Achilles die Schildkröte einholen wird aufgrund seiner größeren Geschwindigkeit.
Was läuft hier also falsch?
Falsch läuft unsere Vorstellung von Zeit! So einfach!

Zeit ist nicht das, was vergeht, sondern das was dauert!
Um das nachvollziehen zu könnnen, denken wir uns einfach mal die Schildkröte und Achilles als Punkt.
Wenn Achilles von der Schildkröte nur noch eine Elementarlänge entfernt ist, wird er die Schildkröte einholen, wenn er zwei Elementarlängen zurücklegt in der Zeit, in der die Schildkröte eine Elementarlänge zurücklegt.

Das heißt, dass die Zeit, in der Achilles zwei Elementarlängen zurücklegt gleich der Zeit ist, in der die Schildkröte eine Elementarlänge zurücklegt!

Und daraus kann logisch nur der Schluß gezogen werden, dass Zeit nicht das ist, was wir uns bisher davon vorgestellt haben!

Zeit ist also nicht irgendeine Art von vergehender Zeit zwischen zwei "Zeitpunkten", sondern die Abfolge von Dauern, von Elementarzeiten! Das heißt, dass die letzte Strecke, die Achilles zurücklegt, um die Schildkröte einzuholen, in der gleichen Zeit zurückgelegt wird, wie die Strecke , die die Schildkröte benötigt, um sich von Achilles zu "entfernen". Sie entfernt sich eben nicht mehr, sondern wird von Achilles erreicht, weil dieser "in der gleichen Zeit" den Punkt auf der Strecke erreicht, den die Schildkröte auch erreicht!

Und wenn nach dieser Logik Achilles die Schildkröte erreicht, gibt es keine Zeit im Sinne von Zeitpunkten, sondern nur im Sinne von Zeitdauern, die einander folgen!

Und deshalb gibt es keine Bewegung, sondern nur Ortsübergänge, genau wie bei der Quantendynamik, bei der es auch keine Kontinuität gibt , sondern nur Quantenübergänge!

@Chronofix
Ich würde jetzt bildliche Vergleiche aus der Antike jetzt nicht unbedingt als gutes Maß der Dinge für eine ordentliche korrekte Messung von Zeit im Bezug auf den Raum nehmen.
Da ich aber mit den Thread eh nichts mehr zu tun habe, belasse ich es dabei.
Was ich vor 10 Jahren geschrieben habe habe ich vor 10 Jahren geschrieben. Ich habe derzeit keine Zeit mich um die Zeit gedanken zu machen.

Daher bin ich hier raus.

Niederbayern88 schrieb:Daher bin ich hier raus.

Es gibt viele Methoden, sich zu disqualifizieren.

Ist dies nun eine davon?

Max Tegmark hat dies mal dargelegt, daß und wieso seiner Auffassung nach ein Universum mit mehr oder weniger als drei Raumdimensionen sowie mehr oder weniger als einer Zeitdimension ein "totes Universum" sein müsse, also ohne so etwas wie Atome und ohne darauf aufbauende Strukturen (z.B. Sterne, Leben, uns).

Ich geb mal den googleübersetzten und nachgebesserten Abstract dieser PDF (Archiv-Version vom 20.11.2020) wieder:

Einige Superstringtheorien haben mehr als eine effektive Niedrigenergiegrenze, die klassischen Raumzeiten mit unterschiedlichen Dimensionen entspricht. Wir argumentieren, dass alle außer der (3+1)-dimensionalen "toten Welten" ohne Beobachter entsprechen könnten, in welchem Fall alle diese Ensemble-Theorien tatsächlich vorhersagen würden, dass wir uns in einer (3+1)-dimensionalen Raumzeit befinden sollten. Bei mehr oder weniger als einer Zeitdimension würde den partiellen Differentialgleichungen der Natur die Hyperbolizitätseigenschaft fehlen, die es Beobachtern ermöglicht, Vorhersagen zu treffen. In einem Raum mit mehr als drei Dimensionen kann es keine traditionellen Atome und vielleicht keine stabilen Strukturen geben. Ein Raum mit weniger als drei Dimensionen lässt keine Gravitationskraft zu und ist möglicherweise zu einfach und unfruchtbar, um Beobachter aufzunehmen.

Hier noch die dazu gehörende grafische Darstellung: