Bloß ein Gedankenexperiment...

Die Gesetze der Physik lassen keine Zeitmaschinen zu! (Vgl. Thorne 1996, S. 591) Dieser Satz aus der Feder einer der bedeutendsten Physiker der Gegenwart, Stephen Hawking, kommt einer Ohrfeige in die Gesichter vieler Science-Fiction-AutorInnen gleich. Die Natur verabscheue Zeitmaschinen, die Zeitrichtung müsse immer erhalten bleiben, fährt Hawking fort.

Nun, Sci-Fi AutorInnen sind, wie es das Suffix „Fiction“ anklingen lässt, keine Sklaven der Wissenschaft, sondern orientieren (!) sich bloß an ihr und der technischen sowie physikalischen „Realität“ – oder zumindest wie sie momentan als solche gilt - loten aber ihre Grenzen aus und durchbrechen sie, indem sie der Handlung in der Gegenwart oder fiktiven Zukunft ein „Novum“ hinzufügen, also etwas der Welt des Rezipienten sich Unterscheidendes. Dieses Novum wird in der Science-Fiction „auf der Grundlage des herrschenden wissenschaftlichen Weltbildes legitimiert.“ (Schröder 1998, S. 14)

Das herrschende wissenschaftliche Weltbild beinhaltet zwar – wie der erste Blogeintrag deutlich macht – prominente Theorien, die eine Zeitreise theoretisch nicht unmöglich erscheinen lassen, aber tatsächlich empirisch durchgeführte und auch in der gesamten Physikerschaft anerkannte Experimente lassen bisher noch auf sich warten. Derzeit sind auf Basis penibel durchgerechneter Wahrscheinlichkeiten bloße Gedankenexperimente durchführbar, „die danach fragen, welche Möglichkeiten einer unendlich fortgeschrittenen Zivilisation in Einklang mit den Gesetzen der Physik offenstehen und welche ihr verwehrt bleiben.“ (Thorne 1996, S. 562) Eine unendlich fortgeschrittene Zivilisation meint hier eine „Gesellschaft, die nicht durch mangelnde Fähigkeiten, fehlendes Know-how oder sonstige technische Schwierigkeiten in ihren Möglichkeiten begrenzt ist, sondern nur noch durch die physikalischen Gesetze selbst.“ (Ebd., S. 562)

In der Physik werden Gedankenexperimente durchgeführt, um sich der Konsequenz einer Theorie bewusst und sich ihrer logischen Widerspruchsfreiheit Gewahr zu werden. Das Ziel ist hierbei weder der Beweis dieser, noch ist die technische Realisierbarkeit notwendig. (Vgl. Schulz, 25.12.2008)

Man kann also, salopp gesagt, getrost PhysikerInnen mit Sci-Fi-AutorInnen vergleichen, sieht man von den meist eher weniger profunden Kenntnissen in der Wissenschaft zweiterer ab. Beide spielen mit Gedanken, wobei die eine Gruppe, „die“ WissenschaftlerInnen, auf der Basis von mathematischen Formeln, die anderen, „die“ AutorInnen, aus ihrem Fundus der Phantasie schöpfend, gekoppelt mit dem Wissen um Grundkenntnisse in einer Wissenschaft, welche letztendlich als Inspirationsquelle dient.

Philip K. Dick ist Autor, Stephen Hawking Wissenschaftler, Ronald L. Mallett beides: Professor für theoretische Physik und Sci-Fi-Autor. Sein Buch „Time Traveler: A Scientist's Personal Mission to Make Time Travel a Reality" lehnt sich stark an sein Forschungsergebnis an, das sich wie folgt formulieren lässt: „Aus der Industrie kannte Mallett zirkulierendes Licht in Form von Ringlasern. Er begann zu rechnen, fast 100 Seiten lang. Das Ergebnis war eindeutig: Ein Ringlaser kann einen Wirbel in der Raumzeit erzeugen – ähnlich einem Löffel, mit dem man Kaffee in einer Tasse umrührt.“(Gartner, 01.11.2007) Den Wirbel habe man sich, so Mallett wörtlich, wie einen „lichtdurchflutenden spiralförmigen Tunnel“, in dem die Zeit nicht linear, sondern kreisförmig verläuft, vorzustellen. Liefe man die Spirale hinab, gelänge man in die Vergangenheit. (Vgl. ebd.)

Ernüchterung aber für all diejenigen, die hofften, nachdem sie sich am prähistorischem „Creature-Seeing“ ergötzten, Napoleon auf Helena auszulachen, nur um kurz danach einen Abstecher in die 30er zu machen, um Hitler zu töten: Man kann, so der derzeitige Konsens, bloß immer wieder zu demjenigen Zeitpunkt zurückreisen, in dem die Maschine das erste Mal in Betrieb genommen wurde. (Vgl. ebd.)

Würde man also heute, am 02. Mai 2009 um 17:30 die Licht-Zirkulation in Gang setzen, daraufhin zum Beispiel zehn Jahre lang warten, bis Anfang Mai 2019, könnte man von dort aus bloß wieder bis heute, exakt 17:30 gelangen.

Das ist eine Annahme. Wie jede Annahme gilt sie immer als falsifizierbar, bis sie voll und ganz verifiziert wurde, was bekannterweise seit Popper niemals der Fall sein kann. Vor Einstein glaubte man auch, die Zeit sei ausnahmslos eine Konstante und Newton sei das Ende der Tatsachen. Es ist also möglich, dass die Wissenschaft neue Prinzipien, Kräfte, Phänomene entdeckt, die heutige vorläufig verifizierte Theorien wieder falsifizieren. Wissen ist in sich im Kern nie konstant, muss also immer als flexibel betrachtet werden. Keine Theorie ist voll und ganz gesichert, kann immer wieder widerlegt werden. Dieses Potenzial ist stets vorhanden.

So haben auch heutige Ansichten und Theorien zur Physik der Zeitreise eben jenes Potential inne.

Den Gedanken, in die Vergangenheit zu reisen und es Marty McFly mit dem Delorean gleich zu tun, ist also nicht in unendliche Ferne gerückt. Allerdings kann man sich niemals der Konsequenzen einer Veränderung in der Vergangenheit bewusst sein. Veränderte man auch nur eine minimale Begebenheit, einen kurzen Moment, könnte dies theoretisch verheerende Folgen nach sich ziehen. Dieser Problematik nahmen sich bereits etliche Filme an, zu den bekanntesten dürfte Zurück in die Zukunft zählen. Marty McFly (Michael J. Fox) reist mit Hilfe des von Dr. Brown gebauten Delorean (siehe oberstes Bild), ein futuristischer, zu einer Zeitmaschine umgebauter 08/15 Wagen, in die Vergangenheit, just zu dem Zeitpunkt, an dem seine Eltern sich verlieben sollten. Unglücklicherweise verliebt sich Martys Mutter in ihren zukünftigen Sohn, welcher aufgrund dessen Gefahr läuft, langsam zu verblassen, da er ja nie geboren würde. Daraufhin versucht er alles, damit sich seine Mutter wie „gewohnt“ in seinen Vater verliebt. Sein Unternehmen ist, soviel sei verraten, erfolgreich. Immerhin gibt es zwei Sequels mit Michale J. Fox in der Hauptrolle...

Ob gewollt oder nicht streift Zurück in die Zukunft hier beläufig ein äußerst problematisches Prinzip: Das Großvater-, beziehungsweise Muttermord-Paradoxon. Die zweite, ursprüngliche Bezeichnung war wohl vielen, die es nach der Bildung des Begriffs in welcher Beziehung auch immer verwendeten, zu heikel. Denn wer möchte denn bitteschön in die Vergangenheit reisen, bloß um seine Mutter zu töten? Prekär ist für mich der Umstand, dass es denen, die den „softeren“ Begriff prägten, wohl angenehmer erschien, den Großvater anstatt der Mutter zu ermorden. Ich möchte aber die ethische Komponente bewusst nun außer Acht lassen...es ist bloß ein Gedankenexperiment.

Hätte man also die Möglichkeit in die Vergangenheit zu reisen und unter welchen Umständen auch immer das Vorhaben, zum Beispiel die eigene Mutter umzubringen, bevor man jedoch geboren wurde: Wäre die eigene Geburt dann jemals möglich gewesen?
Hätte man somit überhaupt nur den Hauch einer Chance, an eine Zeitmaschine zu gelangen; wenn nicht, weil wir in der Vergangenheit ja sonst die eigene Mutter umbrächten, was hielte uns davon ab? Schicksal? Oder ließe es die „Zeit“, als metaphysisch gedachtes Lebewesen quasi, nicht zu?

Wäre es der Zeit – sagen wir – egal, und wir könnten tatsächlich zurückreisen und unsere Mutter vor unserer Geburt töten, was würde geschehen? Ein universeller Kollaps? Eine kosmische Implosion, die alles Leben dahinrafft?

Fragen wie diese ließen sich dutzende stellen, Antworten drauf werden zumindest uns wohl noch lange ausständig bleiben, wenn sie denn überhaupt je beantwortbar sein werden.

Markus Pössel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik sieht dem Muttermord-Paradoxon gelassen entgegen und begegnet ihm sozusagen mit einer Antwort, die sich ihrer Schicksals-Gehörigkeit nicht zu schämen gedenkt:

Die Situation, in der die eigene Mutter sich von ihrem zukünftigen Kind ihres Lebens bedroht fühlte, wäre ihr in später Zukunft bloß eine Anekdote wert. „Denn die Veränderung der Geschicht e ist nach den Regeln der Physik nicht möglich – der Zeitreisende greift ja nicht in ein Geschehen ein, das schon einmal abgelaufen ist, sondern fügt sich sozusagen nahtlos in die Handlung ein.“(Drösser, 02.10.2003)

Die Mutter würde wahrscheinlich ihrem eigenen Kind (dem/der potenzielle/n TäterIn!) erzählen, wie ein aufgewühlter Mensch mit einer Waffe in der Hand ins Haus stürmte, sie ihm/ihr diese aber aus der Hand schlagen konnte und ihr Leben damit rettete.

Wie man sieht, wirft das Muttermord- oder Großvater-Paradoxon einige interessante Fragen auf. Eine detaillierte Schilderung dieser Thematik kann man bei Interesse in einem zukünftigen Blogeintrag nachlesen.

Verwendete Literatur

Thorne, Kip S.: Gekrümmter Raum und verbogene Zeit. Einsteins Vermächtnis, München: Droemersche Verlagsanstalt 1996.

Schröder, Torben: Science Fiction als Social Fiction. Das gesellschaftliche Potential eines Unterhaltungsgenres, Berlin et al: LIT 1998.

Schulz, Joachim: „Gedankenexperimente“, 25.12.2008, http://www.relativitaetsprinzip.info/gedankenexperiment/ (28.04.2009).

Gartner, Bettine: „Rettung für Superman“, Zeit Online, Nr. 45, 01.11.2007, In: http://www.zeit.de/2007/45/P-Ronald-L-Mallett? (02.05.2009).

Drösser, Christoph: „Kein Weg zurück“, Zeit Online, Nr. 41, 02.10.2003, In: http://www.zeit.de/2003/41/Zeitreisen (02.05.2009).

Zeitreisen

Was ist das eigentlich? Eine kurze Einführung!

Abseits von Propheterie und Orakeltum war und ist das Phänomen Zeitreise seit den Anfängen des 20. Jahrhunderts Nährboden für etliche literarische sowie filmische Werke gewesen. Von H.G.Wells Anfang des letzten Jahrhunderts bis Stanislav Lem und Philip K. Dick, The Time Machine, Zurück in die Zukunft bis Donnie Darko, allesamt variieren das Thema auf eine fruchtbare Art und Weise.

Doch einer sonstwie gearteten Behandlung des Themas muss eine wissenschaftlich-theoretische sowie historische vorangestellt werden:

Ein viertel Jahrhundert nach Newtons Feststellung, die Zeit sowie der Raum seien je absolute Instanzen, vollendete Einstein 1915 die allgemeine Relativitätstheorie. Mit ihr wurde der Begriff der Raumzeit geprägt und somit- abhängig vom Bezugssystem des Betrachters – die relative Wahrnehmung und Erfahrung dieser postuliert. (Vgl. Thorne 1994, S. 603 f.)

Albert Einstein hat damit den Grundstein für theoretische Zeitreisen gelegt.

Aber was versteht man eigentlich unter Zeitreisen? Sind sie praktisch auch zu verwirklichen oder existieren sie nur in der Theorie? Im Rahmen dieses Blogs wird versucht den teilweise doch sehr „trockenen“ physikalischen Theorien Ausführungen anhand von Beispielen folgen zu lassen, sei es in Form von Filmen, Bildern, Romanen, Kurzgschichten, etc. So kann man sich vermutlich auch als Nicht-Physiker einen gewissen Eindruck verschaffen, der über den „Delorean“ und Doc Brown hinausgeht.

Medial verhandelt werden Zeitreisen meist mit Hilfe von Objekte und Maschinen realisiert (Terminator, Zurück in die Zukunft, Simulacra), können aber auch als bloßer Blick in andere Zeiten auftauchen (Paycheck, Minority Report). Zweiteres ist vergleichbar mit dem Prinzip der Propheterie.

So lässt sich das Phänomen Zeitreise in zwei Kategorien einteilen: Zeitreisen in die Zukunft und in die Vergangenheit.



Reisen in die Zukunft

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie ermöglicht theoretisch wie bereits erwähnt eine Zeitreise in die Zukunft. Bewegt sich ein Astronaut als Zeitreisender in einem Flugkörper mit annähernd Lichtgeschwindigkeit ein Jahr lang von der Erde weg und bewegt sich schließlich wieder mit derselben Geschwindigkeit hin zu ihr, würde seine Zeit „relativ zu der auf der Erde Zurückgebliebenen langsamer laufen.“ (Sternhagen 2008, S. 4) Der Astronaut wäre aufgrund der Zeitdiletation zwei Jahre gealtert, auf der Erde wären 14.000 Jahre vergangen.
Aus der Perspektive des Astronauten würde dies bedeuten, er wäre in der iridischen Zukunft gelandet. (Vgl. Ebd., S. 4)
Dieses Szenario ist auch als Zwillingsparadoxon bekannt. Zwilling deshalb, weil ein Gedankenexperiment mit Zwillingen durchgeführt würde. Man stelle sich einfach den Zwillingsbruder des Astronauten vor, der auf der Erde bleibt, und aufgrund des oben beschrieben Phänomens weit vor seinem Bruder im All stirbt, obwohl beide zur gleichen Zeit geboren wurden. (Al-Khalili 2001, S. 151 ff.)
Man kann also zu dem Schluss kommen, dass mit hinreichend großer Reisegeschwindigkeit und Beschleunigung im Prinzip eine beliebige Zukunft auf der Erde erreichbar würde, sofern die technischen Mittel gegeben sind. Aber auch ohne Technik (von der Uhr, die man benötigt, um die Zeit zu messen, abgesehen) können wir bereits auch im „Alltag“ kleine Zeitverschiebungen beobachten: So vergeht die Zeit auf der Spitze eines Berges schneller als auf Meereshöhe, genau so wie sie im All schneller als auf der Erdoberfläche vergeht.



Reisen in die Vergangenheit

Die populäre Theorie des Wurmlochs dürfte so manchem spätestens seit dem Film sowie der Serie „Stargate“ zumindest bekannt sein. Das zentrale Element darin ist ein Tor, das zu anderen Planeten, die ebenso ein derartiges Tor aufweisen, führt. Diese Pforte ist vergleichbar mit einem Wurmloch, welches eine „hypothetische Abkürzung für Reisen zwischen weit auseinanderliegenden [Zeit-]Punkten im Universum“ (Thorne 1994, S. 554) ist.

Durch ein Wurmloch können theoretisch zwei Bereiche der Raumzeit miteinander verbunden werden. Zwei enorm verdichtete, hochenergetische Punkte, genannt Singularitäten, müssen zueinander finden, wobei eine Singularität das Hier und Jetzt repräsentiert, die andere einen beliebigen Zeitpunkt in der Vergangenheit, der wiederrum auf der Erde liegen könnte.
Beide Singularitäten strecken sich im Hyperraum aus, finden sich wie gesagt, heben sich gegenseitig auf und bilden ein Wurmloch, dessen Umfang zunächst wächst, sich aber wieder zusammenzieht, abschnürt und wieder zwei Singularitäten bildet. (Vgl. Ebd, S. 556)
Nach Einstein sind Wurmlöcher aber nur sehr kurzlebig; und zwar so kurzlebig, dass man sie nicht passieren könnte. Offenhalten könne man es bloß mit „exotischer“ Materie, welche aus einem Material besteht, das durch seine sozusagen negative Gravitation im Stande ist die Wände des Wurmlochs offenzuhalten. Die Existenz einer solchen Materie ist aber bisher noch nicht bestätigt worden, aus physikalischen Gründen aber per se nicht auszuschließen. (Vgl. Ebd. S. 557)
Genau so wenig wie die in der Wissenschaft nicht selten herangezogenen, trotzdem bloß hypothetischen überlichtschnellen Teilchen, so genannte Tachyonen.
Zukunftsreisen sind theoretisch durch eine annähernde Lichtgeschwindigkeit möglich, durch exakte steht die Zeit absolut still, werden die 300.000 km/s allerdings überschritten, so wie es bei den Tachyonen angenommen wird, ist eine Reise in die Vergangenheit der Fall. (Vgl. Tipler/ Llewellyn 2003, S. 66)

Eines der hypothetischen Hauptprobleme, die vor allem Hawking an der Zeitreise in die Vergangenheit stören, ist das Muttermord- oder Großvaterparadoxon, dem sich ein zukünftiger Blogeintrag widmen wird.



Fazit

Man hat in der Physik also festgestellt, dass für einen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden oder sich einem starken Gravitationsfeld ausgesetzten Menschen weniger Zeit vergeht. In diesem Zusammenhang ist es möglich, in die Zukunft zu reisen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass wir die Zukunft austricksen, sondern dass wir sie nur schneller erreichen als sonst. In Gene Roddenberry's Andromeda um Beispiel wird ein Raumschiff am Rand eines schwarzen Loches gefangen und verbringt dort 300 Jahre, bis es von einem Bergungsschiff gerettet wird. An Bord des Raumschiffes ist bis dahin die Zeit stillgestanden.
Problematisch an dieser Art von Zeitreise ist, dass sie nur in eine Richtung funktionieren. Vielleicht können wir eines Tages in die Zukunft reisen, aber um dann in unsere Zeit zurück zu kommen, müssten wir in die Vergangenheit reisen, und wie wir schon erwähnt haben ist dies aus der heutigen Sicht der Dinge fast unmöglich.




Verwendete Literatur:

Al-Khalili, Jim: Schwarze Löcher, Wurmlöcher und Zeitmaschinen, aus dem Engl. übers. von Heiner Must, Heidelberg et al: Spektrum 2001.

Sternhagen, Eick: Zeitreisen - Standpunkte der Forschung. Schlussfolgerungen – Ermöglicht die Zeitreisenforschung ein ewiges (virtuelles) Leben?, O.u.: Grin 2008.

Thorne, Kip S.: Gekrümmter Raum und verbogene Zeit. Einsteins Vermächtnis, München: Droemersche 1994.

Tipler, Paul A./ Llewellyn, Ralph A.: Moderne Physik, München: Oldenburger Wissenschaftsverlag 2003.

...von Mario

Trailer: Paycheck

Quelle: youtube.com

Paycheck (Imdb)