Der Kosmos und die Schätze der Welt-Gibt es eine Verbindung?

Das ändert sich, wenn die Schwerkraft ins Spiel kommt. Dann gilt die allgemeine Relativitätstheorie, welche die Gravitation als Krümmung der Raumzeit in jedem möglichen „Hier und Jetzt“ auffasst, hervorgerufen durch die jeweils aktuellen Materie- oder Energieansammlungen. Das hat Folgen für jene Kegelflächen, die für jeden Raumzeitpunkt angeben, wann und wo sich dessen Vergangenheit abgespielt hat und wann und wo seine Zukunft stattfinden kann. Die Krümmung ist imstande, diese Kegel von einem Raumzeitpunkt zum nächsten gegeneinander zu verkippen. Damit wird denkbar, dass durch eine geeignet verbeulte Raumzeit Pfade laufen, die an ihren Ausgangspunkt zurückkehren. An ihnen entlang würde man also durch die Zukunft in seine eigene Vergangenheit reisen; „geschlossene zeitartige Kurven“ nennen die Physiker solche Gebilde - und gruseln sich davor.

Warum? Das Gruselige ist, dass bei Reisen in die Vergangenheit Kausalitäten durcheinandergeraten können: Ereignisse können ihre eigene Ursache werden oder aber sich selbst unmöglich machen. Letzteres wird oft auch als „Großvater-Paradox“ bezeichnet, weil man sich dabei einen Menschen vorstellt, der in die Zeit zurückreist, seinen Großvater als jungen Mann trifft, ihn im Streit umbringt und damit seine eigene Geburt verhindert.

Allerdings bedarf es schon besonders pathologischer Konfigurationen von Energie oder Materie, damit in Einsteins Theorie solche Zeitschleifen möglich werden. Die erste fand 1937 der Niederländer Willem van Stockum. Er löste die Einsteinschen Gleichungen für eine rotierende Staubwolke, die mit steigender Entfernung von der Rotationsachse immer dichter wird, und berechnete, wie diese Anordnung den Raum krümmt. Wie van Stockum zeigte, würde ein Beobachter, der die Wolkenachse in hinreichend großer Entfernung umrundet, entlang einer geschlossenen zeitartigen Kurve in seine eigene Vergangenheit gelangen. Inzwischen sind etliche weitere hypothetische Raum-Zeit-Gebilde bekannt, die den Einsteinschen Gleichungen gehorchen und geschlossene zeitartige Kurven erlauben.

Die berühmten, von Science-Fiction-Autoren gerne und oft bemühten Wurmlöcher gehören dazu, aber auch astrophysikalisch Realistischeres wie das Innere rotierender Schwarzer Löcher. Nun hat man mit den Einsteinschen Gleichungen sonst nur die allerbesten Erfahrungen gemacht. Und nicht alles, was eine Theorie erlaubt, muss tatsächlich auch existieren. So gibt es gegen die Realexistenz jeder einzelnen pathologischen Raumzeit gewichtige Gründe: van Stockums Wolke müsste entlang ihrer Achse unendlich lang sein und sich unglaubhaft schnell drehen, für Wurmlöcher bedarf es exotischer Materie mit negativer Masse, die noch nirgends gesichtet wurde, und was hinter den Ereignishorizonten Schwarzer Löcher wirklich vor sich geht, kann man sowieso nicht sicher wissen.

Allerdings: Für Physiker, die sich damit näher befassen, ist das alles nur bedingt tröstlich. „Es gibt für jeden dieser Fälle eine Ausrede, warum man sich keine Sorgen machen muss“, sagt Matt Visser von der Victoria University im neuseeländischen Wellington. „Aber es ist jedes Mal eine andere Ausrede.“ In Wahrheit ist die Möglichkeit geschlossener zeitartiger Kurven eben doch ein Problem. So fehlt es nicht an Vorschlägen, es zu lösen, wobei einige eher weltanschaulicher als naturwissenschaftlicher Natur sind, dafür aber allerhand literarisches Potential bergen.

So kann man sich verzweigende Raumzeiten vorstellen, bei denen eine Gegenwart mehr als eine Vergangenheit haben kann, oder solche, bei denen sich die Welt anlässlich quantenmechanischer Zufallsprozesse - effektiv also in jedem Moment - in quasi unendlich viele parallele Welten aufteilt, so dass alles in jenem Moment Mögliche auch verwirklicht wird. Die zeitartigen Schleifen würden, zumindest mit überwältigender Wahrscheinlichkeit, nicht wirklich geschlossen und Großvater-Paradoxa deswegen nicht auftreten. Allerdings handelt man sich mit dieser sogenannten „Viele-Welten-Interpretation“ neue Probleme ein; unter anderem bleibt offen, welcher Prozess die Abzweigungen auswählt, deren Abfolge wir als unsere Vergangenheit wahrnehmen.

Eine andere Idee hatte 1992 der russische Physiker Igor Dmitrijewitsch Novikov, indem er vorschlug, es könnte ein zusätzliches Naturgesetz geben, eine sogenannte „consistency condition“, die solche Paradoxa einfach verbietet. Reisen in die Vergangenheit sind demnach möglich, aber nur so, dass die Zeitreisenden nichts unternehmen können, was ihre eigene Geschichte ändert. Sie könnten also ins Mittelalter oder ins Jahr 1933 reisen, müssten aber tatenlos zusehen, wie das Byzantinische Reich untergeht oder Hitler die Macht ergreift. Offenbar könnten sie sogar schlechterdings gar nichts ändern - in der besuchten Vergangenheit nicht, aber auch nicht in der Gegenwart, da diese ja über eine geschlossene zeitartige Kurve ebenfalls auf sich selbst zurückwirken könnte. So läuft Novikovs Idee letztlich auf die totale Vorherbestimmung allen Geschehens hinaus, und tatsächlich operiert fatalistische Zeitreise-Science Fiction gerne mit dieser Lösung, etwa in dem Film „12 Monkeys“.

Die meisten Physiker rechnen indes damit, dass sich das Problem der geschlossenen zeitartigen Kurven auflöst, wenn erst einmal die angestrebte Vereinigung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie mit der Quantenphysik zu einer vollen Theorie der Quantengravitation geschafft ist. Denn bei extremen Temperaturen, wie sie zuletzt kurz nach dem Urknall auftraten, sowie auf sehr kleinen, subatomaren Raum-Zeit-Regionen, dürften Einsteins Gleichungen nicht mehr exakt gelten und könnten unter Umständen Naturgesetzen Platz machen, die solche Zeitschleifen verbieten. Allerdings sind die bisherigen Ansätze zu einer Quantengravitation noch nicht sehr weit. Weder die Stringtheorie und noch viel weniger die konkurrierende Schleifen-Quantengravitation können derzeit irgendwelche Aussagen darüber machen, ob Zeitschleifen nun möglich bleiben oder nicht.

Allerdings ist das Problem für empirisch orientierte Physiker nicht allzu brennend. Sie nehmen einfach an, dass Zeitschleifen in die Vergangenheit unmöglich sind. Denn wie Stephen Hawking es einmal ausdrückte: „Es gibt einen starken experimentellen Hinweis für diese Annahme, nämlich die Tatsache, dass wir noch nie von Touristen aus der Zukunft heimgesucht wurden.“ Demnach werden wir also niemals zu den Dinosauriern, ins Rom des Kaisers Augustus oder das Wien der k. u. k. Zeit reisen können. Und jeder einzelne Augenblick vergeht unwiederbringlich.
Text: F.A.S.

@KlausBärbel

KlausBärbel schrieb:Es gibt einen starken experimentellen Hinweis für diese Annahme, nämlich die Tatsache, dass wir noch nie von Touristen aus der Zukunft heimgesucht wurden.“ Demnach werden wir also niemals zu den Dinosauriern, ins Rom des Kaisers Augustus oder das Wien der k. u. k. Zeit reisen können. Und jeder einzelne Augenblick vergeht unwiederbringlich.

das wäre ja eine sensation wenn man in die vergangenheit reisen könnte,doch ich möchte nicht gerade dort auftauchen wo die dinos die erde beherrschten :D dann schon eher ägypten

Ich denke schon, das es zwar keine Beweise, aber Indizien für Zeitreisen geben könnte..
Nämlich, wenn man sprunghafte Entwicklungen von Technologien, rätselhafte Funde... etc. nicht außerirdischen Besuchern versucht zuzuordnen, sondern auf Zeitreisende interpretiert...

@Gucki
kannst du mir das näher erklären?

faghira schrieb:kannst du mir das näher erklären?

Gucki meint damit, dass z.B. die Technologie von den Völkern früher, die wir uns nicht erklären können, von Menschen aus der Zukunft dort hingebracht wurden.

Nach derzeitigem Stand der Wissenschaft sind Zeitreisen in die Vergangenheit prinzipiell nicht möglich. Bestehende Theorien, nach denen eine solche Reise möglich sei, sind spekulativ und umstritten. Unbestritten ist jedenfalls, dass die praktische Umsetzung derartiger Theorien in absehbarer Zeit unmöglich ist.

Der israelische Physiker Amos Ori hat nun ein neues theoretisches Modell, das einer Zeitmaschine nahe kommt, in der Fachzeitschrift "Physical Review" vorgestellt. Damit könnten zukünftige Generationen eventuell in die Vergangenheit reisen, schreibt Ori, Professor für Theoretische Physik am Technion Israel Institute of Technology in Haifa. Zwar liefert er keine fertige Bauanleitung für eine Zeitmaschine, doch hat er eine bislang vorhandene Hürde hin zum Zeitreisen übersprungen.

Reisen in die Zukunft sind im Prinzip möglich. Nicht so einfach verhält es sich mit Zeitreisen in die Vergangenheit, denn die Zeit fließt immer nur in eine Richtung. Einstein zufolge ist sie auch unmittelbar an den dreidimensionalen Raum gekoppelt. Physiker sprechen von der Raumzeit und zeichnen zur Veranschaulichung Gitterflächen an ihre Tafeln. Eine Koordinate ist dabei die Zeit.

Dass die Relativitätstheorie Rückwärtsreisen in der Zeit nicht explizit verbietet, hatte der österreichische Mathematiker Kurt Gödel schon vor 60 Jahren bewiesen. "Zeitreisen sind denkbar, indem man die Raumzeit verbiegt", sagt Rainer Schimming, Mathematiker an der Universität Greifswald. Dabei können sogenannte Wurmlöcher entstehen, die Sprünge zu anderen Zeitpunkten erlauben.

Doch die Probleme, ein solches Wurmloch zu finden oder zu erzeugen, es zu stabilisieren und sicher nutzen zu können, scheinen unüberwindbar zu sein. Eine der vielen noch ungelösten Schwierigkeiten ist, dass die theoretischen Modelle eine sogenannte exotische Materie verlangen, die eine negative Dichte haben soll. Selbst für Physiker ist das schwer vorstellbar. "Außerdem verursachen Wurmlöcher immer eine komplizierte Raumzeit-Geometrie", sat Schimming.

Ähnliche Abkürzungen wie Wurmlöcher nutzt auch der israelische Physiker Ori in seiner Theorie. Dazu hat er ein eigenartiges Universums ersonnen. "Meine Ausgangsfrage war: Ist es möglich, die Raumzeit so zu krümmen, dass sich Zeitschleifen bilden?", sagte Ori. "Dabei fand ich heraus, dass wir die bislang für nötig gehaltene exotische Materie mit ihrer negativen Dichte gar nicht benötigen."

Oris Beschreibung klingt fantastisch: "Wenn jemand eine Zeitreise unternehmen will, muss er sich entlang einer Zeitschleife der gebogenen Raumzeit bewegen." Physiker sprechen von sogenannten geschlossenen zeitartige Kurven in der Raumzeit. So lautet der wissenschaftliche Ausdruck für Reisen durch die Zeit.

@KlausBärbel
mich würde interessireen wie wenn überhaupt so eine reise möglich ist. ich kann mir das nicht vorstellen. man hat ja die filme gesehen zeitmaschine,alte und neue verfilmung, darunter könnte ich mir viorstellen wie man reisen könnte,aber die praxis sieht schon anders aus. ich denke so etwas ist nicht möglich, es sei denn man zieht die wurmlöcher in betracht.kennt ihr den film langoliers? die passagiere fliegen durch ein nordlicht bzw. durch die zeit und landen somit in der vergangenheit, der fil ist gut gemacht, aber eben nur ein film

@KlausBärbel
für eine krümmung benötigst du eine antimaterie und eine materie,und das ergibt energie, doch die antuimaterie herzustellen ist zwar machbar doch es dauert ewig bis diese energie ausreichen würde um zeitreisen zu unternehmen

möglich wäre auch eine wurmloch selbst zu erzeugen und hin durch zu fliegen

@faghira
Reisen in die Zukunft sind im Prinzip möglich. Dazu muss ein Mensch in einer Rakete mit hoher Geschwindigkeit zu einem fernen Stern fliegen und dann zur Erde zurückkehren. Auf der Reise wird für ihn weniger Zeit verstrichen sein als auf der Erde. Der Zeitreisende wäre langsamer gealtert als sein daheim gebliebener Zwilling und daher jünger als dieser. Dieses Phänomen heißt zwar Zwillingsparadoxon, ist für Physiker aber nicht widersprüchlich, sondern schlicht eine Folge aus Einsteins Relativitätstheorie. Jeder Zwilling sieht zwar seine eigene Uhr normal schnell ticken. Wegen der sogenannten Zeitdilatation gehen Uhren in schnell bewegten Bezugssystemen aber langsamer im Vergleich zu ruhenden Zeitmessern.

Oder nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie wird die Raumzeit gewölbt, wenn große Massen wie Sterne oder Schwarze Löcher in der Nähe sind. So kann sich wie bei einem zerknitterten Stück Papier ein Gebirge bilden. Die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten ist dann nicht mehr unbedingt der Weg entlang der Papieroberfläche. Wie ein Tunnel durch einen Berg ist eine kürzere Verbindung denkbar, die jedoch die vorgegebene Fläche verlässt. Science-Fiction-Raumschiffe fliegen mühelos durch solche Abkürzungen in der Raumzeit, sogenannte Wurmlöcher. Im Film sind so Reisen zu anderen Orten des Universums innerhalb eines Wimpernschlags möglich. Denkbar wären aber auch Reisen entlang der Zeitkoordinate.

faghira schrieb:für eine krümmung benötigst du eine antimaterie und eine materie,und das ergibt energie, doch die antuimaterie herzustellen ist zwar machbar doch es dauert ewig bis diese energie ausreichen würde um zeitreisen zu unternehmen

Ähnliche Abkürzungen wie Wurmlöcher nutzt auch der israelische Physiker Ori in seiner Theorie. Dazu hat er ein eigenartiges Universums ersonnen. "Meine Ausgangsfrage war: Ist es möglich, die Raumzeit so zu krümmen, dass sich Zeitschleifen bilden?", sagte Ori. "Dabei fand ich heraus, dass wir die bislang für nötig gehaltene exotische Materie mit ihrer negativen Dichte gar nicht benötigen."

@KlausBärbel

KlausBärbel schrieb: Science-Fiction-Raumschiffe fliegen mühelos durch solche Abkürzungen in der Raumzeit, sogenannte Wurmlöcher. Im Film sind so Reisen zu anderen Orten des Universums innerhalb eines Wimpernschlags möglich. Denkbar wären aber auch Reisen entlang der Zeitkoordinate.

wenn man bedenkt heute ist es noch utopie und morgen wirklichkeit.

doch wenn einer von den zwilling ins all fleigt und nicht so schnell altert,aber der andere zwilling auf der erde schon sehr gealtert ist und der andere kehrt zu erde zurück, dann ist doch der zwilling nicht auf der erde in der zukunft. mein grips macht gerade nicht so mit, muss mir das immer bildlich vorstellen :D