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).

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.

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

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.

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.

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

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

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

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.

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!

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.

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.

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

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.

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

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."

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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.

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)

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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?

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