Uhren Daniel Heckmann

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Samstag, 25. Mai 2024

Zeitreisen sind aus mathematischer Sicht möglich


Es gibt heute kaum einen Menschen auf der Erde, der nicht schon einmal über Zeitreisen nachgedacht hat. Dies ist zu einem großen Teil ein Verdienst der Populärkultur - seit ihren Anfängen hat das Konzept der Zeitreise Eingang in die Kultur gefunden und unsere Wahrnehmung der Zeit beeinflusst. So schreibt der amerikanische Schriftsteller und Wissenschaftshistoriker James Gleick in seinem Buch Time Travel: A History, dass das Konzept solcher Reisen selbst etwas mehr als hundert Jahre alt ist. Glaubt man dem The Oxford English Dictionary OED, so tauchte der Begriff Zeitreise zum ersten Mal 1914 im Englischen auf - eine umgekehrte Wortbildung aus Wells' Der Zeitreisende (so nennt der Science-Fiction-Autor Herbert George Wells die Hauptfigur in seinem Roman Die Zeitmaschine (1895)). Es stellt sich heraus, dass die Menschheit auf unglaubliche Weise den größten Teil ihrer Geschichte gelebt hat, ohne sich zu fragen, wie es gewesen wäre, wenn sie in die Vergangenheit oder in die Zukunft gereist wäre. Jetzt haben Physiker der Cleveland State University das uralte Paradoxon gelöst und bewiesen, dass Zeitreisen aus mathematischer Sicht möglich sind.

Das Großvater-Paradoxon

In einer Studie, die in der Fachzeitschrift Classical and Quantum Gravity veröffentlicht wurde, haben Physiker der The University of Queensland (Universität in Brisbane / Australien) mit Hilfe mathematischer Modellierung Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie GTR mit der klassischen Dynamik in Einklang gebracht. Einsteins Theorie lässt die Möglichkeit zu, dass ein Mann eine Zeitschleife benutzt, um in der Zeit zurückzureisen und seinen Großvater zu töten. Die klassische Dynamik schreibt jedoch vor, dass die Abfolge der Ereignisse nach dem Tod des Großvaters damit endet, dass der Zeitreisende aufhört zu existieren.

Die britische Internet-Zeitung The Independent zitiert die Studienautoren Dr. Fabio Costa und Bachelor of Advanced Science (Honours) student Germain Tobar mit den Worten, sie hätten jahrelang darüber gerätselt, wie die klassische Dynamik mit Einsteins Vorhersagen übereinstimmen könne. Ihre Überlegungen führten schließlich zu einem mathematischen Modell, mit dem sie herausfinden wollten, ob die beiden Theorien nebeneinander bestehen können. Das Modell basierte merkwürdigerweise auf einem pandemischen Coronavirus.

Angenommen, Sie sind durch die Zeit gereist, um zu verhindern, dass sich Patient Null von Covid-19 mit dem Virus infiziert. Wenn Sie jedoch verhindern, dass diese Person infiziert wird, entfällt für Sie die Motivation, zurückzugehen und die Pandemie zu stoppen. Es handelt sich um ein Paradoxon - eine Ungereimtheit, die die Menschen oft zu der Annahme verleitet, dass Zeitreisen in unserem Universum nicht möglich sind. Logischerweise ist dies schwer zu akzeptieren, weil es unsere Freiheit, willkürlich zu handeln, beeinträchtigen würde. Das würde bedeuten, dass man durch die Zeit reisen kann, aber nichts tun kann, was ein Paradoxon verursachen würde.

Obwohl die Mathematik selbst komplex ist, lässt sie sich auf etwas ganz Einfaches reduzieren. Die Diskussion über Zeitreisen konzentriert sich auf geschlossene zeitähnliche Kurven, die erstmals von Albert Einstein vorgeschlagen wurden. Sowohl Germain Tobar als auch Dr. Fabio Costa sind der Meinung, dass, solange nur zwei Teile des gesamten Szenarios innerhalb der Speziellen Relativitätstheorie STR in kausaler Ordnung sind, der Rest dem freien Willen unterliegt.

Im Beispiel des Patienten Null mit einem Coronavirus können Sie versuchen, die Ansteckung des Patienten Null zu verhindern, aber dabei werden Sie sich mit dem Virus anstecken und selbst zum Patienten Null werden oder es wird jemand anderes sein. Was auch immer Sie tun, die wichtigsten Ereignisse werden sich einfach um Sie herum abspielen. Das bedeutet, dass die Pandemie ungeachtet deiner Handlungen eintreten wird, was deinem jungen Ich die Motivation gibt, zurückzugehen und sie aufzuhalten.

Egal, wie sehr man sich bemüht, ein Paradoxon zu schaffen, die Ereignisse werden sich immer aneinander anpassen, um jegliche Inkonsistenz zu vermeiden. Eine Reihe von mathematischen Prozessen, die Forscher entdeckt haben, zeigen, dass Zeitreisen mit freiem Willen in unserem Universum logisch und ohne Paradoxon möglich sind.

Das klingt zwar frustrierend für jemanden, der eine Pandemie verhindern will, hilft aber Mathematikern zu verstehen, wie wir über Zeit denken. Wie dem auch sei, eine neue Studie legt nahe, dass jeder, der einen Weg für sinnvolle Zeitreisen entwickelt, dies tun und experimentieren kann, ohne Angst haben zu müssen, die Welt zu zerstören - zumindest nicht sofort.

Erstaunliche Physik

Die neue Entdeckung ist auch insofern bemerkenswert, als sie die Probleme mit einer anderen Hypothese ausräumt, nach der Zeitreisen zwar möglich sind, die Reisenden selbst aber in ihrem Tun eingeschränkt sind - so können sie kein Paradoxon erzeugen. In einem solchen Modell können Zeitreisende tun, was sie wollen, aber Paradoxien sind unmöglich.

Doch trotz der Zahlen und der erzielten Ergebnisse bleibt das Hauptproblem bei Zeitreisen die Krümmung von Raum und Zeit, die erforderlich ist, um in die Vergangenheit zu gelangen. Die Zeitmaschinen, die Wissenschaftler bisher entwickelt haben, sind so zuverlässig, dass sie derzeit nur als Berechnungen auf dem Papier existieren. Dennoch sind die Forscher optimistisch, denn ihre Arbeit deutet darauf hin, dass wir in der Vergangenheit mit der Welt machen können, was wir wollen: Sie wird sich entsprechend umgestalten.

Text: Daniel Heckmann / Foto: Lucas Fonseca von Pexels

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