Wir bauen eine Zeitmaschine _ Zeitmaschinen Bis zum Anfang des 2

2. Philosophischer Tag
Wir bauen eine Zeitmaschine
_______________________________________________________________
_
Zeitmaschinen
Bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts glaubten die Physiker, ein gutes Verständnis dafür zu haben,
was Zeit ist: Sie verläuft kontinuierlich, in eine Richtung und ist absolut, also unabhängig von allen
Rahmenbedingungen. Dieses Bild wurde durch die beiden größten physikalischen Revolutionen des
letzten Jahrhunderts nachhaltig zerstört: Die Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie sowie die
Quantenphysik.
Diese Ergebnisse der “modernen” Physik werfen zum einen selbst interessante philosophische
Fragen bezüglich der Natur der Zeit und den Konsequenzen für unser Verständnis der Welt auf –
zum anderen lassen sie ein Lieblingskind der Science Fiction zumindest theoretisch möglich
erscheinen, nämlich den Bau und die Benutzung einer Zeitmaschine.
Im weiteren sollen die physikalischen Grundideen kurz skizziert werden, ohne dass dabei auf die
mathematischen Grundlagen eingegangen werden kann, da diese jenseits der Schulmathematik
liegen – ein anschauliches Verständnis ist aber auch ohne Mathematik möglich, vielleicht sogar
einfacher. Zudem sollen einige philosophische Fragestellungen angedeutet werden, die aber eher als
Diskussionsgrundlage verstanden werden sollen.
1. Die Spezielle Relativitätstheorie (SRT)
Ein Hauptergebnis von Einsteins Relativitätstheorie ist die so genannte “Zeitdilatation”. Das
bedeutet, dass für alle bewegten Objekte die Zeit langsamer vergeht als für ruhende. Der
Effekt wird allerdings erst auffällig, wenn es um Geschwindigkeiten nahe der
Lichtgeschwindigkeit geht, so dass man im Alltag davon nichts merkt. Die Zeitdilatation hat
aber erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Zeit – denn diese ist plötzlich nicht
mehr absolut sondern abhängig vom Bewegungszustand des Messenden. Daraus folgt, dass
man nicht mehr absolut angeben kann, ob zwei Ereignisse gleichzeitig eintreten – es ist
möglich, dass ein ruhender Beobachter zwei Ereignisse als gleichzeitig wahrnimmt,
während die selben Ereignisse für einen bewegten Beobachter nacheinander stattfinden. Die
Graphik auf der folgenden Seite soll dieses Phänomen illustrieren.
Immerhin wird ein fundamentaler Aspekt der Zeit auch durch die SRT nicht beschädigt,
nämlich die Kausalität – ein Ereignis, das die Ursache eines anderen Ereignisses ist, findet
unabhängig vom Beobachter vor diesem statt.
Weiterhin legt die SRT eine andere Vorstellung von Raum und Zeit nahe: In der
mathematischen Darstellung nimmt die Zeit im wesentlichen dieselbe Rolle ein wie die drei
Raumdimensionen. Die Grundlage der Physik ist somit die so genannte “Raumzeit”, die
man sich wie in folgender Graphik als Block vorstellen kann:
2. Philosophischer Tag
Wir bauen eine Zeitmaschine
_______________________________________________________________
_
(Aus [1])
2. Die Allgemeine Relativitätstheorie (ART)
In der ART wird auch die Gravitation in das Gesamtbild eingebaut – mit dem
Hauptergebnis, dass Massen “die Raumzeit krümmen” und somit andere Körper dazu
veranlassen, sich auf speziellen Bahnen, den so genannten “Geodäten” zu bewegen. Da aber
eben auch die Zeit als integraler Bestandteil der Raumzeit gekrümmt ist, vergeht sie in der
Nähe großer Massen langsamer – am extremsten, nämlich unendlich langsam, am Rand
eines schwarzen Lochs. Die ART verändert also noch einmal die Sicht auf das Grundgerüst
unserer Existenz.
Das Ergebnis der ART lässt sich in den “Einsteinschen Gleichungen” mathematisch fassen;
Lösungen dieser Gleichungen beschreiben die Welt, wie sie aus Sicht der ART sein könnte
– diese Lösungen sind natürlich extrem komplex und damit die Grundlage für viele
Spekulationen. Eine faszinierende Möglichkeit, die durch die Einsteinschen Gleichungen
zumindest nicht ausgeschlossen wird, sind “Wurmlöcher”, also Verbindungen einer Position
in der Raumzeit mit einer möglicherweise eigentlich weit entfernten – ein solches
Wurmloch wird im Film “Contact” benutzt, um eine Zeitmaschine zu konstruieren.
Inzwischen haben Physiker eine Möglichkeit erdacht, wie dies wirklich denkbar ist –
wohlgemerkt auf Grundlage der spekulativen Wurmlöcher und einiger weiterer momentan
unerreichbar erscheinenden Konzepte. Die folgende Graphik soll die Idee verdeutlichen:
2. Philosophischer Tag
Wir bauen eine Zeitmaschine
_______________________________________________________________
_
(Aus [2])
Natürlich birgt auch eine solche Zeitmaschine philosophische Probleme – vor allem wird es
mit der Kausalität schwierig, wie das folgende Beispiel verdeutlichen soll:
2. Philosophischer Tag
Wir bauen eine Zeitmaschine
_______________________________________________________________
_
(Aus [2])
3. Die Quantenphysik
Während SRT und ART in großen Maßstäben (hohe Geschwindigkeiten, große
Entfernungen) relevant werden, spielt die letzte große physikalische Revolution auf der
umgekehrten Skala, nämlich auf der Ebene der Atome. Das wichtigste Ergebnis der
Quantenphysik ist die Tatsache, dass auf atomarer Ebene kein eindeutiger Determinismus
existiert. Das heißt, dass man zum Beispiel aus allen messbaren Daten über ein Elektron
nicht schließen kann, wo und mit welcher Geschwindigkeit sich dieses zu einem späteren
Zeitpunkt befinden wird. Dieser Indeterminismus führt zum einen zu den bekannten
“Parallelwelt-Theorien”, zum anderen kann er aber genutzt werden, um die Sonderrolle der
Zeit aus der Sicht der Menschen zu erklären – das menschliche Bewusstsein hänge mit
Quantenprozessen zusammen...
2. Philosophischer Tag
Wir bauen eine Zeitmaschine
_______________________________________________________________
_
Es ergibt sich also ein weites Feld mit philosophischen Anknüpfungspunkten ... vorerst sei mit zwei
Zitaten von Albert Einstein geschlossen:
“Zeit ist das, was eine Uhr misst.”
“Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind nur Illusionen, wenn auch hartnäckige.”
Quellen:
[1]: Paul Davies: Der rätselhafte Fluss der Zeit, in: Spektrum der Wissenschaft spezial, “Phänomen
Zeit”.
[2]:Paul Davies: Bauanleitung für eine Zeitmaschine, in Spektrum der Wissenschaft spezial,
“Phänomen Zeit”
[3]: Brian Greene: Der Stoff aus dem der Kosmos ist - Raum, Zeit und die Beschaffenheit der
Wirklichkeit, Pantheon, 2006