Was die Physik über Zeitreisen verrät -

Das Konzept der Zeitreise fasziniert Leser und Kinobesucher gleichermaßen schon seit vielen Jahrzehnten. Doch obwohl die Menschen von der Idee fasziniert sind, ist es niemandem gelungen, die Vorstellung von Zeitreisen auch nur annähernd zu verwirklichen. Es scheint wohl ein ferner Traum zu sein. Aber in einer Zeit, in der die Wissenschaft die Grenzen des Möglichen immer weiter ausweitet, wissen wir da überhaupt – in der Theorie – was die Physik der Zeitreise beinhalten könnte?

Neugierig geworden? Klicken Sie sich einfach durch die Galerie, um zu erfahren, was wir bisher über die Möglichkeit von Zeitreisen wissen.

© Shutterstock

So funktioniert die Zeit -

Es mag Sie überraschen zu erfahren, dass die genaue Funktionsweise der Zeit für Physiker immer noch ein Rätsel ist. Im Moment scheint es möglich zu sein, in die Zukunft zu reisen (und wir rasen jeden Tag darauf zu).

© Shutterstock

So funktioniert die Zeit -

Aber wenn es darum geht, unsere Urururgroßeltern zu treffen, indem wir in die Vergangenheit reisen, scheint das entweder extrem schwierig oder fast völlig unmöglich zu sein.

© Shutterstock

Albert Einstein -

Albert Einstein war maßgeblich an unserem heutigen Verständnis von Zeitreisen beteiligt. Seine Relativitätstheorie enthält eine Beschreibung von Raum, Zeit, Masse und Schwerkraft.

© Getty Images

Die Relativitätstheorie -

Für Einstein war die Zeit relativ. Ein wesentliches Ergebnis der Relativitätstheorie ist, dass der Fluss der Zeit nicht konstant ist. Die Zeit kann sich beschleunigen oder verlangsamen, je nach den Umständen.

© Getty Images

Die Zeit ist relativ -

Die Tatsache, dass sie sich beschleunigen oder verlangsamen kann, ist der Punkt, an dem das Konzept der Zeitreise als Möglichkeit mit realen Auswirkungen ins Spiel kommt.

© Shutterstock

Die Lichtgeschwindigkeit -

Die Zeit bewegt sich bei Geschwindigkeit schneller, aber damit der Effekt spürbar wird, müsste man mit Lichtgeschwindigkeit reisen können.

© Shutterstock

Diet Anziehungskraft -

Ebenso vergeht die Zeit in einem starken Gravitationsfeld, zum Beispiel in einem schwarzen Loch, langsamer.

© Shutterstock

Die Anziehungskraft -

Die Anziehungskraft der Erde ist an den Füßen stärker, sodass die Füße tatsächlich langsamer altern als der Kopf!

© Shutterstock

GPS-Satelliten -

Für uns im Alltag sind die relativistischen Auswirkungen der Zeit zu subtil, um sie zu bemerken. Aber sie wirken sich tatsächlich auf die Satelliten aus, die für das Global Positioning System (GPS) verwendet werden.

© Shutterstock

Anpassung der Uhr -

Die Uhren am Himmel gehen schneller als die Uhren auf der Erde. Aus diesem Grund müssen die Uhren am Himmel ständig nachgestellt werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Wenn das nicht der Fall wäre, würde Ihre Karten-App pro Tag um etwa 10 Kilometer ungenau werden!

© Shutterstock

Reisen in die Zukunft -

Die Relativitätstheorie macht es möglich, in die Zukunft zu reisen. Egal, ob man mit Lichtgeschwindigkeit reist oder sich in einem intensiven Gravitationsfeld aufhält, man würde eine relativ kurze subjektive Zeitspanne erleben.

© Shutterstock

Reisen in die Zukunft -

Im Rest des Universums würden dagegen Jahrzehnte oder Jahrhunderte vergehen. Wenn Sie also zurückkehren, sind Sie weiter in der Zukunft als die Zeit, die Sie woanders erlebt haben.

© Shutterstock

Reisen in die Vergangenheit -

Die Relativitätstheorie eröffnet zwar einige Möglichkeiten für eine Zeitreise in die Vergangenheit, doch sind diese noch nicht über das theoretische Stadium hinausgewachsen.

© Shutterstock

Die Theorie des geschlossenen Kreislaufs -

Eine 1949 veröffentlichte Studie von Kurt Gödel schlug vor, dass eine geschlossene zeitartige Kurve, ein Pfad, bei dem Raum und Zeit sich selbst zurückbiegen, eine mögliche Reise in die Vergangenheit ermöglichen könnte.

© Shutterstock

Die Theorie des geschlossenen Kreislaufs -

Ein großes Problem bei dieser Theorie ist jedoch, dass es nirgendwo im Universum einen geschlossenen Kreislauf gibt. Es ist eine reine Theorie.

© Shutterstock

Die Theorie des geschlossenen Kreislaufs -

Ohne Beweise für die Existenz eines geschlossenen Kreislaufs gibt es keine Möglichkeit, ihn nachzubilden. Die Philosophin Emily Adlam von der Chapman University in Kalifornien erklärt: "Selbst wenn wir über weitaus größere technologische Möglichkeiten verfügten als heute, scheint es unwahrscheinlich, dass wir in der Lage wären, bewusst geschlossene zeitähnliche Kurven zu erzeugen."

© Shutterstock

Kosmische Strings -

Im Jahr 1991 stellte der Physiker Richard Gott die Theorie auf, dass ein solcher geschlossener Kreislauf möglich wäre, wenn es zwei "kosmische Strings" gäbe, die sich in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbeibewegen.

© Shutterstock

Kosmische Strings -

Das ist großartig... wenn es kosmische Strings gäbe! Diese Strings sind immer noch hypothetisch, einige Theorien gehen davon aus, dass sie das frühe Universum geformt haben.

© Shutterstock

Wurmlöcher -

Ein weiteres Phänomen, das die Relativitätstheorie scheinbar zulässt, sind Wurmlöcher. Theoretisch ist es möglich, dass das Raum-Zeit-Kontinuum wie ein Stück Papier gebogen werden kann, sodass ein Tunnel entsteht, der eine Abkürzung zwischen zwei weit voneinander entfernten Punkten schafft, auch bekannt als Wurmloch.

© Shutterstock

Wurmlöcher -

Das Problem mit Wurmlöchern ist wiederum, dass zwar theoretisch gezeigt wurde, dass sie als mathematische Möglichkeit existieren könnten, aber ob sie physisch existieren, steht auf einem ganz anderen Blatt.

© Shutterstock

Intensives Gravitationsfeld -

Wenn es Wurmlöcher gäbe, hätten sie keine sehr lange Lebensdauer. Wenn es sich um zwei Schwarze Löcher handelt, die sich zusammengeschlossen haben, wie angenommen wird, würde ihr intensives Gravitationsfeld unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenbrechen.

© Shutterstock

Das Problem mit der Größe -

Es gibt noch eine weitere schlechte Nachricht für angehende Zeitreisende: Diese Wurmlöcher wären mikroskopisch klein, zu klein für eine Bakterie, geschweige denn für einen Menschen, um sie zu durchqueren.

© Shutterstock

Negative Energie -

Um das Größen- und Schwerkraftproblem zu lösen, wäre eine große Menge an negativer Energie im Inneren des Atoms erforderlich. Die Energie des Atomfeldes muss jedoch insgesamt mehr positive Energie enthalten. Selbst wenn sich also winzige Bereiche negativer Energie im Inneren des Atoms ausbreiten würden, wäre dies kein sehr realistischer Ansatz.

© Shutterstock

Quantenmechanik -

Während die Relativitätstheorie das Verhalten von großen Objekten wie Menschen und Galaxien beschreibt, erklärt die Quantenmechanik das Verhalten von sehr kleinen Einheiten: kleiner als Atome, nämlich von Elektronen und Photonen.

© Shutterstock

Nichtlokalität -

Die Quantenmechanik hat seltsame Beobachtungen hervorgebracht, insbesondere die Nichtlokalität. Dies bedeutet, dass eine Änderung des Zustands eines Teilchens an einem Ort ein anderes "verschränktes" Teilchen an einem anderen Ort sofort beeinflussen kann.

© Shutterstock

Nichtlokalität -

Einstein nannte dies "spukhafte Fernwirkung". Sie wurde bereits mehrfach experimentell nachgewiesen, aber viele Physiker sind mit der Möglichkeit der Nichtlokalität nicht einverstanden.

© Getty Images

Nichtlokalität -

Der Grund dafür ist, dass sich die Informationen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen müssten, damit die Wirkung sofort eintritt. Dies gilt jedoch als unmöglich.

© Shutterstock

Retrokausalität -

Einige Physiker haben daraufhin eine alternative Interpretation der Experimente entwickelt. Einige schlagen vor, dass etwas, das augenblicklich erscheint, in Wirklichkeit in die Zukunft und wieder zurück gereist ist. Damit wird die Retrokausalität eingeführt, bei der sich Ereignisse, die in der Zukunft stattfinden, auf die Vergangenheit auswirken.

© Shutterstock

Retrokausalität -

Wenn dies der Fall ist, ist unser lineares Zeitkonzept nicht unbedingt korrekt. Es bedeutet nämlich, dass Informationen aus der Zukunft immer wieder zurückfließen und die Vergangenheit beeinflussen. Man sollte bedenken, dass auch diese Theorie nicht allgemein akzeptiert wird. Manche halten sie für noch abwegiger als die Nichtlokalität.

© Shutterstock

Schlussfolgerung -

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass wir keine vollständige Antwort haben. Relativitätstheorie und Quantenphysik sind nicht miteinander vereinbar, aber sie erklären bestimmte Aspekte unseres Universums. Vielleicht gibt es eine übergreifende, vereinheitlichende Theorie, die sie miteinander verbindet, welche aber noch nicht entdeckt wurde. Für den Moment bleiben Zeitreisen vorerst unmöglich – genau wie andere mysteriöse Vorgänge im Universum.

Quellen: (BBC) (Scientific American) (Space.com) (USA Today)

Auch interessant: Die großen Mysterien unseres Universums, die die Wissenschaft bis heute beschäftigen

© Shutterstock