zeit - reisen

Sören Dobberschütz <[email protected]>
Sören Dobberschütz
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ZEITREISEN
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Inhaltsverzeichnis
0. Einleitung................................................
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1. Die Möglichkeit von Zeitreisen............................
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1.1 Raum und Zeit.........................................
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1.2 Schwarze Löcher.......................................
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1.2.1 Kerr-Lösung.....................................
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1.3 Passierbare-Wurmloch-Lösung...........................
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1.3.1 Probleme bei dieser Lösung......................
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1.4 Konstruktion einer Zeitmaschine.......................
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2. Paradoxa bei Zeitreisen...................................
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2.1 Mögliche Paradoxa.....................................
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2.1.1 Begegnung mit seinen Eltern vor der Geburt......
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2.1.2 Die Person/die Erinnerung ohne Vergangenheit....
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2.2 Auflösung der Paradoxa................................
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2.2.1 Alternative Geschichten.........................
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2.2.2 Konsistente Geschichten.........................
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3. Stellungnahme.............................................
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4. Literaturverzeichnis......................................
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0. Einleitung
Zeitreisen - bei erster Überlegung sicherlich dem Bereich der
Sciencefiction zuzuordnen, auf keinen Fall aber dem der Physik.
Doch - bei genauerer Betrachtung stellt man fest, dass sich die
Möglichkeit, in die Vergangenheit oder Zukunft zu “reisen”, aus
Formeln der Physik ergibt, die an anderen Stellen schon ihre
Richtigkeit unter Beweis gestellt haben.
Im Folgenden werde ich zeigen, welche Möglichkeiten der Zeitreisen es
gibt, und welche Paradoxa dabei entstehen können.
1. Die Möglichkeit von Zeitreisen
1.1 Raum und Zeit
Früher stellte man sich den Raum und die Zeit absolut vor. Dies
bedeutet, dass es einen genau definierten Ruhezustand eines Körpers
(eines stofflichen und räumlichen Gebildes) gibt, wenn keine Kraft auf
ihn einwirkt, und dass jeder die Zeit gleich wahrnimmt (in der
Geschwindigkeit ihres Verstreichens).
Der Physiker Isaac Newton zeigte jedoch, dass es keinen Ruhezustand
gibt, da ein Körper, auf den keine Kraft einwirkt, sich nicht
zwangsläufig in Ruhe befinden muss. Dies hat die Auswirkung, dass es
keinen absoluten Raum gibt. Man kann also zum Beispiel nicht sagen, ob
sich der Körper A am Körper B vorbeibewegt oder umgekehrt.
In den Jahren 1905 und 1914/15 stellte Albert Einstein seine berühmte
Relativitätstheorie auf. Aus ihr folgt, dass es auch eine absolute
Zeit nicht gibt, dass also die Zeit für verschiedene Beobachter
verschieden verstreicht: Je schneller man sich bewegt, desto langsamer
vergeht die Zeit. Bei Lichtgeschwindigkeit (die nie erreicht werden
kann) stünde sie sogar still.
Des Weiteren wird die Zeit mit dem (dreidimensionalen) Raum
zusammengefasst zur vierdimensionalen Raumzeit. In ihr lässt sich
jedes Ereignis mit vier Zahlen beschreiben: drei für den Raum und eine
für die Zeit. Vorstellen kann man sich die vier Dimensionen allerdings
nicht, unser Gehirn ist nur für drei “ausgelegt”.
Physikalische Kräfte entstehen in der Raumzeit, indem diese sich
krümmt. Wie ein (zweidimensionales) Blatt Papier kann auch die
Raumzeit gekrümmt oder sogar gefaltet werden.
1.2 Schwarze Löcher
Nach den Gleichungen Einsteins kann im Weltall ein Stern kollabieren,
so dass er zu einem sogenannten Schwarzen Loch wird. Dort ist die
Raumzeit sehr stark (nämlich unendlich) gekrümmt; die dort
entstehenden Kräfte werden so groß, dass nichts dem Schwarzen Loch
entkommt.
Ein Schwarzes Loch verbindet zwei “Spiegeluniversen” (Universen, die
nebeneinander existieren) oder zwei verschiedene Regionen der Raumzeit
(zwei Orte oder zwei “Zeiten” - wie Gegenwart und Vergangenheit)
miteinander. Solch eine Verbindung nennt man allgemein “Wurmloch”.
Durch die unendlich großen Kräfte ist allerdings in diesem Fall keine
Passage möglich, jede Materie würde in ihre Einzelteile zerlegt
werden.
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1.2.1 Kerr-Lösung
1963 fand der Mathematiker Roy Kerr eine Lösung für Einsteins
Gleichungen. Er ging davon aus, dass jeder Stern rotiert, und somit
auch das aus ihm entstandene Schwarze Loch. Durch diese Rotation
flacht sich das Schwarze Loch zu einem Ring ab. Rechnungen zeigten,
dass etwas, das von oben oder unten den Ring passieren würde, zwar
einer großen aber endlichen Kraft ausgesetzt wäre. Somit ist ein
Durchqueren möglich.
1.3 Passierbare-Wurmloch-Lösung
1988 stellten die drei Physiker Kip Thorne, Michael Morris und Ulvi
Yurtsever eine weitere Möglichkeit des Zeitreisens vor. Angeregt durch
Carl Sagan, der für ein Buch nach einer ernsthaften Lösung fragte,
stellten sich die Physiker das vor, was sie finden wollten: Ein
stabiles Wurmloch, das man in einigen Tagen durchqueren könnte. Dann
begannen sie, rückwärts zu rechnen um zu klären, was diese Bedingungen
erfüllt.
Schließlich fanden sie eine erstaunlich einfache Lösung der
Gleichungen Einsteins, die ihre Bedingungen erfüllte. Zudem waren die
Kräfte beim Passieren in etwa gleich denen, die ein Körper auf der
Erde erfährt.
Das errechnete Gebilde wurde “passierbares Wurmloch” getauft.
1.3.1 Probleme bei dieser Lösung
Das Problem bei dem passierbaren Wurmloch liegt darin, dass sich in
seinem Inneren eine “exotische” Form der Materie befinden müsste, eine
Form der Materie, die es bei uns nicht gibt und die ungewöhnliche
Eigenschaften hat. Allerdings ist diese Materie mit allen
physikalischen Gesetzen vereinbar, so dass man sie mit ausreichend
entwickelter Technik durchaus herstellen könnte.
1.4 Konstruktion einer Zeitmaschine
Nach der letztgenannten Lösung ergibt sich die Möglichkeit, eine
Zeitmaschine zu konstruieren:
In zwei Kammern befinden sich zwei parallele Metallplatten, auf die
starke elektrische Ladungen aufgebracht werden. Diese verformen die
Raumzeit so, daß eine Verbindung beider Kammern entsteht. Dann bringt
man sie an zwei verschiedene Orte. Wenn man dabei eine der Kammern mit
Beinahe-Lichtgeschwindigkeit bewegt, vergeht deren Zeit langsamer, und
sie würde beim Passieren einen “Tunnel” in die Vergangenheit
darstellen.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, einen hohlen Zylinder aus der
“exotischen Materie” zu formen. In seiner Mitte verformt sich die
Raumzeit; ein Wurmloch entsteht.
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2. Paradoxa bei Zeitreisen
2.1 Mögliche Paradoxa
Die Widersprüche, die bei Zeitreisen entstehen könnten, kann man in
zwei Kategorien einteilen:
1. Begegnung mit seinen Eltern vor der Geburt
2. Die Person/die Erinnerung ohne Vergangenheit
2.1.1 Begegnung mit seinen Eltern vor der Geburt
Ein Beispiel für diesen Widerspruch ist eine Person, die in der Zeit
zurückreist und ihren Vater vor ihrer eigenen Zeugung umbringt. Da die
Person dann nicht gezeugt worden sein kann, kann sie nicht existieren.
Dann kann sie aber nicht ihren Vater umbringen, und sie wäre gezeugt
worden usw.
2.1.2 Die Person/die Erinnerung ohne Vergangenheit
Ein Beispiel dafür ist ein armer Erfinder, der vergeblich eine
Zeitmaschine zu bauen versucht. Dann erscheint ihm ein älterer Herr,
der ihm Geld und Konstruktionspläne einer Zeitmaschine überlässt.
Jahre später, der Erfinder hat mit “seiner” Erfindung viel Geld
verdient, reist er in die Vergangenheit und gibt seinem jüngeren Ich
Geld und die Konstruktionspläne der Zeitmaschine.
Hier stellt sich die Frage, woher die Konstruktionspläne stammen.
2.2 Auflösung der Paradoxa
2.2.1 Alternative Geschichten
Eine Theorie nimmt an, dass man – wenn man die Vergangenheit
verändert – auf eine andere “Abzweigung” der Geschichte, in ein
Paralleluniversum, gerät, wo die weitere Geschichte einen anderen
Verlauf nimmt.
Das Problem liegt darin, wo sich diese vielen Parallelwelten
befinden. Zu ihnen kommen zudem in jeder Sekunde weitere hinzu, da in
dieser Zeit Entscheidungen für die Zukunft getroffen werden.
Des Weiteren geben die Welten Energie – z.B. Wärme der Sterne – ab,
deren “Menge” demnach auch sehr groß sein müsste - groß genug, um
Auswirkungen auf benachbarte Universen zu haben.
2.2.2 Konsistente Geschichten
Diese Theorie geht davon aus, dass sich die Vergangenheit nicht
ändern, sondern nur “erfüllen” kann.
Wenn man sich z.B. selbst in der Vergangenheit aufsucht, um ein
Gespräch mit seinem jungen Ich zu führen, so kann man sich an ein
Gespräch in seiner Jugend erinnern, in dem jemand behauptete, dass der
Gesprächspartner man selbst sei. Hier spricht man natürlich mit sich
selbst, die Erinnerung an das Gespräch ist aber vor der Zeitreise
entstanden: die Vergangenheit ist somit unveränderlich und von
vornherein festgelegt.
Allerdings erklärt auch diese Theorie nicht, woher die Idee bei dem
Paradoxon Typ 2 stammt.
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3. Stellungnahme
Theoretisch gibt es also die Möglichkeit, in der Zeit zu reisen.
Praktisch ist dies jedoch noch nicht möglich – und niemand weiß heute,
ob es überhaupt einmal möglich wird.
Thorne, Morris und Yurtsever gingen davon aus, dass man unendlich
Energie zur Herstellung der “exotischen Materie” zur Verfügung hat –
was unmöglich ist, da Energie in einem Universum nur begrenzt zur
Verfügung stehen kann.
Stephen W. Hawking glaubt, dass Zeitreisen nie möglich werden, da wir
noch keine Touristenströme aus der Zukunft empfangen mussten.
Wenn es so sein sollte, sicherlich ein Glücksfall. Irgendwelche
Scharlatane wird es immer geben, die das Mögliche missbrauchen – sei
es in Form von “Zeitreiseunternehmen” oder in Form von
Börsenspekulationen mit Informationen über die Zukunft.
Nur leider bleiben dann auch die Chancen der Zeitreisen aus – die
Lösung vieler bis heute ungelöster Fragen.
4. Literaturverzeichnis
• Hawking, Stephen: “Die illustrierte kurze Geschichte der Zeit aktualisierte und erweiterte Ausgabe”, Rowohlt Verlag, Reinbeck bei
Hamburg 1997
• Kaku, Michio: “Im Hyperraum - Eine Reise durch Zeittunnel und
Paralleluniversen”, Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbeck bei Hamburg
1998
• Ripota, Peter: “Physiker halten sie für möglich: Zeitreisen” aus:
“P.M. - Peter Moosleitners interessantes Magazin”, Ausgabe 9/98,
Gruner & Jahr, München