Zeitreisen in die Vergangenheit

   





D i s k u s s i o n


 Beitrag 0-293
Kann Zeit auch rückwärts fließen?

 
 

 
Kann Zeit auch rückwärts fließen?

 
 
Wer diese Frage beantworten möchte, muss sich zunächst mal auf eine ganz konkrete Definition von Zeit festlegen.
 
Da Relativitätstheorie keinerlei Quantenfluktuation berücksichtigt — sie aber allgegenwärtig ist, und das sogar noch auf unbegrenzt kleiner Zeit- und Ortsskala — kann die uns tatsächlich verstreichende Zeit nicht wirklich die der Relativititätstheorie sein.
 
Unter Physikern scheint Einigkeit darüber zu bestehen, dass man die Zeit am ehesten noch als den thermodynamischen Zeitpfeil sehen sollte.
 
 
Dann aber ergibt sich aus der wirklich präzisen Formulierung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik ganz klar:
     
  • Fast alle — aber nicht wirklich alle — Zeitschritte führen in die Zukunft.
     
  • Je größer ein Zeitschritt in die Vergangenheit ist, desto unwahrscheinlicher ist sein Auftreten (und die Wahrscheinlichkeit seines Auftretens fällt drastisch, je weiter zurück in die Vergangenheit er führt).

Diese Tatsachen führen auf Hawkings Vermutung zum Schutz der Zeitordnung ( Choronology Protection Conjecture, 1992 ). Sie besagt:
 
    In ihrem Zusammenwirken verhindern die Naturgesetze, dass makroskopische Körper Information in die Vergangenheit tragen können.
     
    Die Quantentheorie erlaubt zwar, dass einzelne Quanten sich auf mikroskopischer Skala auch rückwärts in der Zeit bewegen können, aber die Wahrscheinlichkeit daraus entstehender winziger Zeitschleifen ist extrem gering — um viele Größenordnungen geringer, als dass sie in unserem Alltag beobachtbare Konsequenzen haben könnte.

 
Kip S. Thorne — einer der intimsten Kenner der Allgemeinen Relativitätstheorie und zugleich einer der wenigen Physiker, die selbst ernsthaft über die Möglichkeit von Zeitreisen geforscht haben — will Hawking da nicht widersprechen.
 
 
Lies auch: Time and the Multiverse (2011).

 
 
HINWEIS: Die Zeit als den thermodynamischen Zeitpfeil, d.h. als Zunahme von Entropie zu definieren, ist nicht ganz unproblematisch. Entropie nämlich — so schreibt Hohnerkamp — quantifiziert uns fehlendes Wissen über den Mikrozustand des betrachteten Systems. Doch aus Sicht welchen Betrachters?
 
Will man sie eindeutig machen, müsste man das tun über die Formel
 
Entropie = Wärme dividiert durch Temperatur.

Zeit in solchem Sinne ist dann auf jeden Fall relativ.

 

 Beitrag 0-307
Warum unteilbare Materieteilchen keine feste Richtung der Zeit kennen.

 
 

 
Je komplexer ein Objekt,

desto unmöglicher wird ihm Umkehr seines Zeitpfeils

 
 
Jedes aus Materie bestehende Objekt ist — ständig gegebener Quantenfluktuation wegen — ständigem Zustandswechsel unterworfen. Mit der Komplexität eines Objekts steigt drastisch
     
  • die Zahl der ihm möglichen Zustände,
     
  • und damit einhergehend auch die Wahrscheinlichkeit, dass jeder Zustand, in den es gerät, höhere Entropie hat als sämtliche Zustände, in denen es sich schon einmal befunden hat.

Wir sehen also: Die Tatsache, dass in der Welt unserer Alltagserfahrung der Fluss der Zeit nur eine Richtung kennt, ist darauf zurückzuführen, dass sämtliche materiellen Gegenstände, mit denen wir in unserem Alltag zu tun haben, quantenmechanisch gesehen eine überaus große Zahl möglicher Zustande haben.
 
Ganz anders gilt für die einfachsten aller existierenden Objekte:
 
Ein einzelnes Elektron etwa altert nicht, denn die Zahl seiner möglichen Zustände ist sehr klein, so dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sie sich ständig wiederholen, sehr groß ist.
 
Zeitumkehr auf der Ebene elementarer Teilchen ist daher etwas ganz Natürliches, recht Häufiges — erst für zunehmend komplexere Objekte wird es zunehmend unwahrscheinlicher, dass sie in einen einmal aufgegebenen Zustand später rein zufällig nochmals annehmen.

 
 
Quelle: Josef Hohnerkamp: Wissenschaft und Weltbilder, Springer Spektrum 2014, S. 197.


 

 Beitrag 0-199
Zeitmaschinen kann es nicht geben

 
 

 
Was Physik über Zeitreisen und Zeitmaschinen sagt

 
 
Einer der ganz wenigen Physiker, die sich jemals ernsthaft die Frage gestellt haben, ob Zeitmaschinen möglich sein könnten, ist Kip S. Thorne.
Andere – wie etwa sein Schüler Richard H. Price – begannen deswegen an seinem Verstand zu zweifeln (so berichtet Thorne selbst).
 
 
Ergebnis seiner Überlegungen:

     
  • Wurmlöcher und Zeitreisen werden heute von den meisten Physikern abgelehnt, obgleich die Gesetze von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ihre Existenz nicht ausschließen können oder — wie nur manche glauben — sogar nahelegen.
     
    Es gibt jedoch Erkenntnisse, die vermuten lassen, dass quantenphysikalische Gesetze Wurmlöcher und Zeitreisen unmöglich machen.
     
    Thorne schreibt wörtlich: "Erst wenn es gelingt, diese Gesetze besser zu verstehen, werden wir  v i e l l e i c h t  erfahren, wie die physikalischen Gesetze das Universum vor Wurmlöchern und Zeitmaschinen — mindestens aber vor Zeitmaschinen — bewahren."
     
     
  • Hawking glaubt, dass die Gesetze der Physik keine Zeitmaschinen zulassen: Quantenfluktuation würde dafür sorgen, dass die Zeitrichtung gewahrt bleibt.
     
    Thorne schreibt: "Es macht mir Spaß, mit Hawking zu wetten — aber nur dann, wenn ich eine reelle Chance sehe zu gewinnen." Er sieht sie nicht, denn Berechnungen, die er zusammen mit zwei seiner Studenten angestellt hat, lassen ihn vermuten, dass Hawking wahr­scheinlich recht hat. Endgültig wird man
    es erst wissen, wenn eine voll ausgearbeitete Theorie der Quantengravitation die Frage entscheidet.

 
Quelle: Kip S. Thorne: Gekrümmter Raum und verbogene Zeit, 1994, S. 592 und 596

 
 
Als blanken Unsinn empfinde ich, was Heinrich Päs in einem Interview geantwortet haben soll, als er danach gefragt wurde, ob denn nicht schon das sog. Großvater­paradoxon die Möglichkeit von Zeitreisen widerlege. Er soll gesagt haben:
    "Nein, denn es gibt Ideen, wie man das lösen könnte. ... Eine ... Möglichkeit existiert im Rahmen der Viele-Welten-Interpretation der Quantenphysik. In der Quantenphysik ist es ja häufig so, dass verschiedene Dinge gleichzeitig existieren können. Ein Teilchen kann sich an verschiedenen Orten gleichzeitig befinden. In dieser Viele-Welten-Interpretation gilt das nicht nur für Teilchen, sondern auch im Großen. Dann spalten sich diese zwei Realitäten in parallele Universen. Die Lösung der Zeitreise wäre dann, dass der Zeitreisende seinen Großvater in einem Parallel-Universum ermordet. Aber in dem Universum, wo er aufgebrochen ist, der Großvater nicht ermordet wird und insofern kein direkter Widerspruch entsteht."

Dass nicht nur Heinrich Päs, sondern auch andere Physiker, Michio Kaku etwa, heute immer noch so tun, als wäre Hugh Everetts Viele-Welten-Theorie ernst zu nehmen, ist eine Kuriosität für sich, zeigt aber wohl, dass selbst Hochschullehrer für Theoretische Physik i.A. wirklich nur ihr eigenes Spezialgebiet gut kennen (oder der Versuchung nicht widerstehen können, Laien mit möglichst spektakulären Aussagen zu beeindrucken).
 
Kurios auch: David Deutsch geht in Kap. 2 seines Buches The Fabric of Reality (1997) sogar so weit, die Interferenzmuster hinterm Doppelspalt über Hugh Everetts Viele-Welten-Theorie zu erklären. Auf Seite 51 behauptet er dann: "As I have just said, we do not need deep theories to tell us that parallel universes exist — single-particle interference phenomena tell us that." Er übersieht dabei, dass sein auf Seite 44-45 gegebener Erklärungsversuch der Ergebnisse eines erweiterten Doppelspalt­experiments die Existenz der Parallelwelten ja schon voraussetzt, sie also  n i c h t  beweisen kann.

 

  Beitrag 2112-3
Zur — durchaus begrenzten — Möglichkeit von Zeitreisen

 
 

Zur — durchaus begrenzten — Möglichkeit von Zeitreisen



Kakashi in 2112-1:
Hallo.

Ich habe mir paar Sendungen über Astrophysik angeschaut und es wurde dort beschrieben das Zeitreisen theoretisch möglich wären.
In die Vergangenheit zu reisen wäre eher schwieriger bzw. paradox.


Hi Kakashi,

es gibt bis heute nur zwei Wissenschaftler, denen es nachweislich gelang, unser Wissen über die Zeit — über das, was sie erlaubt bzw. nicht erlaubt — zu erweitern: Albert Einstein und Kurt Gödel.

Beide waren, vor allem gegen Ende ihres Lebens, enge Freunde, und Gödel hat zu Einsteins 70. Geburtstag eine ganz erstaunliche Eigenschaft der Zeit entdeckt: Der Allgemeinen Relativitätstheorie entsprechend — sie gilt heute als unser mit Abstand genauestes Modell der Raumzeit — kennt tatsächlich Raumstruktur existieren, die, wo sie vorliegt, Zeitreisen in die Vergangenheit zulässt.

Auch könnte solche Struktur, wo sie heute nicht vorliegt, sich im Laufe der Zeit bilden.

Auf Seite 137 seines Buches » Gödel, Einstein und die Folgen - Vermächtnis einer ungewöhnlichen Freundschaft, Verlag C.H. Beck 2005 « fasst Palle Yourgrau Gödels Erkenntnis zusammen wie folgt:

Zitat:
 
Eine Reise entlang der geschlossenen ... zeitähnlichen Weltlinien, die Gödel in dem, was gemeinhin unter dem Namen Gödel-Universum bekannt ist, entdeckt hat, lässt sich nur als Zeitreise beschreiben. Gödel hat auf verblüffende Weise demonstriert, dass Zeitreisen im striktesten Sinne mit der Relativitätstheorie vereinbar sind.

Die Fans des Zeitreisens waren von dieser Entdeckung natürlich begeistert, übersahen bei alledem jedoch, dass das Hauptergebnis eine überaus gewichtige Aussage war: Dann, wenn Zeitreisen möglich sind, ist Zeit selbst [im Sinne dessen, wie alle Menschen sie erleben und begreifen] unmöglich.

Wenn diese [Gödels] Überlegung und ihre Deutung näherer Überprüfung standhalten, dann hätte Gödel das Kunstück fertiggebracht, mit mathematischen Methoden eine Erkenntnis über die Realität (bzw. die Nicht-Realität) von Zeit zu gewinnen, die sämtlichen idealistischen Philosophen von Platon bis Kant Jahrhunderte hindurch entgagngen war ...

Vor Einsteins Augen hatte eine Metamorphose stattgefunden. Die Theorie, die er entworfen hatte, um Zeit zu erfassen, mathematisch festzuschreiben und dem menschlichen Verstehen zugänglich zu machen, war unter Gödels Händen einem Taschenspielertrick zum Opfer gefallen.


Bisher hat niemand — auch Einstein nicht — in Gödels Argumentation Fehler finden können.

Zeitreisen in die Vergangenheit im Sinne der durch Gödel entdeckten Konsequenzen von Einsteins Gravitationstheorie (allgemeiner Relativitätstheorie) führen gleichzeitig auch in die Zukunft und sind nur in Raumregionen möglich, in denen der Raum in ganz bestimmter Weise extrem gekrümmt ist. Solche Krümmung aber liegt — nach allem, was bis bis heute wissen —, im durch Menschen beobachtbaren Teil des Universums (einer kugelförmigen Umgebung um uns herum, deren Radius grob 42 Milliarden Lichjahre beträgt) NICHT vor.

Daraus folgt:
  • Man muss auch heute noch davon ausgehen, dass Zeitreisen in die Vergangenheit dem Menschen NICHT möglich sind.
  • Auch in unsere eigene Zukunft kann uns nur unsere eigene, ganz gewöhnliche Alterung führen.
  • Prinzipiell möglich aber sind jedem Menschen Reisen in selbst noch die fernste Zukunft von Objekten, die NICHT Teil seiner selbst sind (genauer: von Objekten, die völlig anderer Beschleunigung unterliegen können als er selbst). Physiker nennen dies das Zwillingsparadoxon und konnten es durch Experimente mit unterschiedlich beschleunigten Atomuhren oder auch Myonen schon mehrfach gut nachvollziehbar bestätigen.

Nebenbei: Nichts, was sich durch den Raum bewegt (das Licht ausgenommen) kann sich ebenso schnell oder gar noch schneller als das Licht bewegen.


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2108-3
Wo Zukunft — wie manche glauben — auch Vergangenheit sein kann

 
 
C... in 2108-2:
 
Mit einer Zeitmaschine kannst du immer nur in die Zukunft, nie jedoch in die Vergangenheit reisen.


In Gödel-Universen (den R-Universen) gilt das, wie viele glauben, nicht:

Dort nämlich gibt es in sich geschlossene Wege durch die Raumzeit, und auf denen — so könnte man denken — Vergangenheit stets auch Zukunft ist (und umgekehrt).



Vorsicht aber:
    Gödel selbst war der Ansicht, dass die Zeit im Sinne der Relativitätstheorie auf keinen Fall die durch uns gefühlte sein könne.

    In seinem Buch Gödel meets Einstein — Time Travel in the Gödel Universe argumentiert Palle Yourgrau — der in Gödels Nachlass auch ein philosophisch orientiertes Papier zu diesem Thema fand —, dass es in jeder geschlossenen, zeitartigen Kurve einer durch die Relativitätstheorie beschriebenen Raumzeit weder Vergangenheit noch Zukunft gibt, sondern nur Gegenwart (die Gegenwart dort also nicht vergehen kann und sich über die ganze Kurve erstreckt):

    Sich auf einer solchen Kurve zu "bewegen" bedeute eben nicht, sich zeitlich zu bewegen, sondern entspreche eher einer Betrachtung der auf ihr liegenden einzelnen Ereignisse wie sie sich dort hintereinander aufgereiht finden, d.h. bedingen und — da die Kurve geschlossen ist — sogar gegenseitig bedingen.

    Auch nur eines dieser Ereignisse mehrfach zu   e r l e b e n   sei   n i c h t   möglich.


    Damit gilt dann aber auch:


    Zeitreisen im dem Sinne, dass man gewisse Zeitabschnitte mehrfach durchlebt, kann es auch in Gödel-Universen   n i c h t   geben.


 

  Beitrag 2112-10
Auch wer die Vergangenheit aufsuchen könnte, würde sie NICHT abändern können

 
 


In die Vergangenheit zu reisen  ( wo das überhaupt möglich sein sollte )

bedeutet  N I C H T , sie abändern zu können



Die meisten Menschen — auch Physiker, wie etwa Harald Lesch — argumentieren so, als würde die Möglichkeit, eine Zeitreise in die Vergangenheit zu unternehmen (wenn das denn möglich wäre) uns die Möglichkeit eröffnen, jene Vergangenheit abzuändern.

Nun hat Kurt Gödel zwar bewiesen, dass die Allgemeine Relativitätstheorie durchaus Situationen kennt, in denen, eine Reise in die Zukunft auch eine Reise in die Vergangenheit ist. Abänderbar ist jene Vergangenheit aber selbst dann NICHT.

Ich weiß nicht, ob Lesch das nicht bewusst war oder ob er in seiner Sendung zu Zeitreisen nur deswegen nicht darauf zu sprechen kam, weil er sie einfach und verständlich halten wollte. Auf jeden Fall scheint mir die Begründung für die Unmöglichkeit von Zeitreisen, die er gegen Ende seiner Sendung gibt, völlig unlogisch (er gibt, genau genommen, sogar zwei Begründungen — aber keine ist logisch unangreifbar).


Nebenbei noch:

In unserem Universum kann man die Vergangenheit sicher nicht aufsuchen (so argumentiert Steven Hawking).

In sog. Gödel-Universen allerdings ist das anders: nur deswegen allerdings, weil dort Zukunft stets auch Vergangenheit ist (und umgekehrt).
 

  Beitrag 2112-12
-

 
 
Wrentzsch in 2112-11:
 
Schreibe ihn an und machen ihn darauf aufmerksam, dann hast du eine Diskussion über Jahre, denn Harald rechnete nicht mit Aufmerksamkeit und erlaubte sich deswegen die Fehler um die Sendung zu kürzen.


Hi Wrentzsch,

eine Diskussion, die sich dann wohl auf vergleichbar seichtem Niveau abspielen würde wie seine Sendungen für die breite Allgemeinheit, wäre wohl zu wenig interessant.

Gödels Resultat — und ein ganz ähnliches Beispiel, das Willem Jacob van Stockum schon 1937 fand — habe ich erst so richtig zu verstehen gelernt über eine Skizze der Allgemeinen Relativitäts­theorie, die der Physiker Hendrik van Hees zusammengestellt hat.

Was mir Gödels Ergebnis verständlich macht, findest Du kurz zusammengefasst auch auf Seite Zur Geometrie Allgemeiner Relativitätstheorie.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2112-14
Ereignisse können sukzessive konstruiert oder als Gesamtheit einzig mögliche Lösung einer Randbedingung sein

 
 

Ereignisse können sukzessive konstruiert sein

oder als ( in ihrer Gesamtheit ) einzig mögliche Lösung gewisser Randbedingungen



Bauhof in 2112-13:
 
Hallo Grtgrt,

Gödels Ergebnis ist unphysikalisch, aber es zeigt auf, dass die Kausalität nicht aus der ART herleitbar ist. Hendrik van Hees begründet das hier wie folgt:

Zitat:
Das Gödel-Universum hat keine große physikalische Bedeutung, da es aufgrund der Kausalitätsverletzungen unserem Empfinden der Realität entgegenläuft. Das Gödel-Universum lässt jedoch folgendes erkennen: Die Kausalität wird nicht bereits durch die Einstein'schen Feldgleichungen bedingt, da ja die Gödel-Metrik eine Lösung dieser Gleichungen ist.

Das einzige Fazit, das aus Gödels Resultat gezogen werden kann, ist folgendes: Man muss nach den Gründen der Kausalität weiter suchen, weil die ART darüber nichts hergibt. Alle anderen Aussagen über Gödels Resultat sind Science Fiction.

M.f.G. Eugen Bauhof


Hallo Eugen,

ich weiß nicht, ob Du da recht hast. Es gibt nämlich Kausalität unsymmetrischen Typs und Kausalität symmetrischen Typs:
  • Unsymmetrisch: Ereignis A bestimmt die Randbedingung unter der Ereignis B passiert (oder auch nur bestimmte Ausprägung annimmt). B kann A nicht prägen.
  • Symmetrisch: Ereignis A bestimmt Randbedingungen für B, und auch umgekehrt. Sie prägen einander in gleichberechtigter Weise. Die Verallgemeinerung auf mehr als nur 2 Ereignisse, die die jeweils anderen mit prägen, ist offensichtlich.

Du argumentierst so, als gäbe es nur den unsymmetrischen Fall.
Gödels Beispiel aber repräsentiert den symmetrischen.

Nebenbei: In endlichen grenzenlosen Welten gibt es den unsymmetrischen Fall überhaupt nicht.


Gruß, grtgrt

PS: Ich würde Gödels Beispiel auch nicht als unphysikalisch bezeichnen — aber sehr wohl als  r e a l i t ä t s f e r n  (da der durch uns beobachtbare Teil des Universums bisher ja nirgendwo derart ausgefallene Krümmung zeigt).

U n p h y s i k a l i s c h  kann es schon allein deswegen nicht sein, da die Physik die Wirklichkeit zu modellieren versucht und die ART dasjenige ihrer Raumzeit-Modelle ist, das besser passt als alle andern uns bekannten. Gödels Beispiel wiederum ist Teil dieses Modells.
 

  Beitrag 2112-24
Noch eine Klarstellung zu Zeitreisen

 
 
Bauhof in 2112-22:
Hans-m in 2112-21:
 
Unter echter Zeitreise verstehe ich eine Reise, bei der ich bewusst ein Ziel bestimmen und auch erreichen kann, und nicht nur durch eine verzögerte Alterung irgend wann dort ankomme. Das wäre in etwa das gleiche, als würde ich mich 1000 Jahre einfrieren lassen, um dann in ferner Zukunft, wieder zu erwachen.

Hallo Hans-m,

tut mir leid, aber da liegst du vollkommen falsch.
Der reisende Zwilling unterliegt keiner "verzögerten Alterung", sondern in seinem Inertialsystem läuft die Zeit langsamer ab relativ zum Zeitablauf des daheim gebliebenen Bruders. Der reisende Zwilling sieht sich selbst während seiner Reise genau so schnell altern wie sonst auch.

Wenn der reisende Zwilling wieder bei seinem Bruder eintrifft, dann hat er eine Zeitreise in die Zukunft seines Bruders gemacht. Warum? Weil sein Bruder dann älter ist als er. Da kann auch bewusst ein Ziel bestimmt werden, indem der reisende Zwilling eine entsprechende Relativgeschwindigkeit wählt. Je höher die Relativgeschwindigkeit, um weiter reist er in die Zukunft seines Bruders.

M.f.G. Eugen Bauhof


Hallo Eugen,

so wie ich das sehe, habt ihr beide recht, denn:

Der Widerspruch, den Du zu sehen scheinst, wird nur suggeriert, weil Hans-m sich nicht genau genug ausgedrückt hat. Statt zu sagen


Hans-m in 2112-21:
 
Zeitdilatationen verstehe ich nicht als Zeitreisen. ( Siehe Zwillingsparadoxum )

Nur weil Zwilling 2 die Möglichkeit hat, 1000 Jahre älter zu werden als Zwilling 1,weil er entsprechend langsamer altert, so sehe ich darin keine Möglichkeit zur Zeitreise.


hätte er genauer sagen sollen:

Zitat von Grtgrt:
 
Zeitdilatationen verstehe ich nicht als Zeitreisen. ( Siehe Zwillingsparadoxum )

Nur weil Zwilling 2 aus Sicht seines Bruders die Möglichkeit hat, 1000 Jahre älter zu werden, (da 2 aus der Sicht seines Bruders langsamer altert), sehe ich darin keine Möglichkeit zur Zeitreise.


Natürlich gilt dieses Argument ( ebenso wie deines ) nur im Rahmen der SRT — bei gleichförmiger Bewegung also.

Vermutlich aber hatte Hans-m den allgemeinen Fall im Sinn — für den aber macht seine Aussage durchaus Sinn, denn der reisende Bruder wird nach seiner Rückkehr zur Erde, ja wirklich älter sein als der daheim gebliebene. Beide werden das übereinstimmend so feststellen.

Kurz: Man sollte nie vergessen, dass Zeitdilation im Kontext von Beschleunigung ein ganz anderer Effekt ist als Zeitdilatation im Sinne der SRT (siehe Beitrag 0-144).

Gruß, grtgrt
 

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