Zeitreisen E-Book

Peter Ripota

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2017

Seitenzahl: 247

Beschreibung

Zeitreisen sind faszinierend, verstörend, undenkbar. Allein die Möglichkeit, in die Vergangenheit zu reisen und seine eigene Gegenwart zu ändern, führt zu scheinbar unlösbaren Paradoxien. Das muss nicht sein, wie der Physiker Peter Ripota in diesem Buch zeigt. Anhand logischer Überlegungen und mathematischer Diagramme beweist er: Zeitreisen sind denkbar. Aber sind sie auch machbar? Und wohin führen sie?

Leseprobe

Inhalt

Vorwort: Wozu Reisen in die Zeit?

Teil I: Fakten

Was ist Zeit?

Die Eigenschaften der Zeit

Der Pfeil der Zeit

Wenn die Zeit rückwärts fließt ...

... und wenn sie still steht ...

Die Zeit als vierte Dimension

Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft

Auffassungen von "Zeit"

Der Fluss der Zeit

Wie die Zeit entstanden ist

Zeitreisen

Zeit und Schicksal

Determinismus

Veränderbare Vergangenheit

Parallelwelten

Zeitmaschinen

Das Zeitparadoxon: die Darstellung

Das Zeitparadoxon: die Lösungen

Literatur

Teil II: Fiktionen

Zwei Erzählungen von Robert F. Young:

Der Sternenfischer

Erfüllung

Weitere Bücher des Verfassers

Wozu Reisen in die Zeit?

In der Science-Fiction-Literatur haben Zeitreisen einen besonderen Platz: Sie sind keine reinen Abenteuergeschichten, keine fantastischen Harry-Potter-Verschnitte, sondern logisch wohldurchdachte, intelligente Erzählungen aus alternativen Welten, die uns alle angehen und berühren. Zeitreisen konfrontieren uns mit einem Grundproblem der menschlichen Existenz: Gibt es einen Freien Willen? Kann ich mein Schicksal ändern, selbst wenn ich weiß, wie es verlaufen wird? (Eine Frage, die schon die Eltern von Ödipus bewegte.) Was geschieht, wenn mein Leben (oder das der Menschheit) ab einem bestimmten Zeitpunkt anders verläuft - wird dann alles besser oder noch viel schlimmer?

In diesem Buch habe ich alles, was ich über Zeitreisen weiß, zusammen getragen, mit vielen (sehr persönlich ausgewählten) Beispielen aus der SF-Literatur. Wo sinnvoll und möglich, habe ich Originalquellen zitiert, denn die Autoren wissen selber am besten, was sie zu sagen haben. Zudem habe ich mit Hilfe der Feynmann-Wheeler Theorie der avancierten Wellen einen Versuch unternommen, das Zeitparadoxon sozusagen grafisch zu lösen.

Und weil die Fakten alleine langweilig werden könnten, habe ich noch zwei Zeitreise-Erzählungen des bei uns wenig bekannten SF-Autors Robert F. Young beigefügt, die am besten zeigen, ob und wie der Mensch sein Schicksal ändern kann - wenn überhaupt.

Viel Spaß bei den Reisen in zukünftige Paradiese und vergangene Alpträume! Oder ist es umgekehrt?

Peter Ripota

Teil I: Fakten

Was ist Zeit?

"Zeit ist das, was man an der Uhr abliest." meinte Albert Einstein (1879 - 1955), der dann aber doch Uhren mit Zeit gleich setzte: Wenn Uhren langsamer oder schneller gehen - was von vielen Faktoren abhängt -, dann geht nach Einstein auch die Zeit langsamer oder schneller. Hier widerspricht sich der große Gelehrte selbst, ebenso wie der alltäglichen Erfahrung und dem gesunden Menschenverstand. Denn Zeit ist eben nicht gleich ihrer Messung, so wie der Raum nicht das ist, was man auf dem Meterstab ablesen kann.

Da ist die Einstellung des Heiligen Augustinus (354 - 430) schon ehrlicher, wenn er sagt: "Was also ist die Zeit? Wenn niemand mich danach fragt, weiß ich's, will ich's aber einem Fragenden erklären, weiß ich's nicht." Und er weist auf einen wesentlichen Aspekt der subjektiv erlebten Zeit hin: "In der Gegenwart werden die Zukunft, die an sich noch nicht ist, und die Vergangenheit, die an sich nicht mehr ist, im Geiste sichtbar."

Der SF-Autor Ray Cummings prägte schon 1919 in seiner Erzählung "The Girl in the Golden Atom" die witzige Definition: "Zeit ist das, was alles daran hindert, im gleichen Augenblick zu geschehen." Für ihn ist Zeit sehr subjektiv: "Zeit ist die Geschwindigkeit, mit der wir leben - die Geschwindigkeit, mit der wir immer wieder unsere Existenz durcheilen, von der Geburt bis zum Tod. Sie ist für jedes Individuum anders."

Für John D. MacDonald ist "Jede Seele ein Sandkorn im Gefängnis (des Einsteinschen Lichtkegels), für immer aufgehoben im Punkt des 'Jetzt'." ("Amphiskios". Thrilling Wonder Stories, August 1949)

Raymond F. Jones antwortet in seiner Erzählung "Encroachment (Startling Stories, March 1950) dem nach dem nach dem Wesen der Zeit Fragenden Folgendes: "Deine Frage ist bedeutungslos. Zeit existiert nicht. Sobald du fragst: Was ist Zeit, verfällst du in den gängigen semantischen Irrtum der Identität. Zeit ist nicht identisch mit irgendetwas innerhalb unserer Erfahrungswelt. Sie kann nicht mit anderen Worten definiert werden. Sie gehört (nach Korzybski) zur tiefsten Abstraktionsebene nahe dem Niveau des Unaussprechlichen."

Eine besonders poetische Beschreibung des Gefühls der Zeit liefert der SF-Schriftsteller Ray Bradbury in der Erzählung "Night Meeting" aus den "Marschroniken" (1950):

"Es lag heute Abend ein Geruch von Zeit in der Luft. Er lächelte und verweilte bei der Fantasievorstellung. Ein interessanter Gedanke. Wie roch die Zeit überhaupt? Nach Staub und Uhren und Menschen. Und wenn man sich fragte, welches Geräusch die Zeit machte, so klang sie wie Wasser, das in einer dunklen Höhle dahinströmt, und wie weinende Stimmen und Erdschollen, die auf hohle Sargdeckel fallen, und wie Regen. Um den Gedanken weiterzuspinnen, wie sah die Zeit aus? Die Zeit sah aus wie Schneefall in einem schwarzen Raum oder wie ein Stummfilm in einem alten Kino oder wie hundert Milliarden Gesichter, die wie unzählige Neujahrsballons herabsinken, immer tiefer hinab ins Nichts. Ja, so roch und klang die Zeit und so sah sie aus. Und heute - heute Abend konnte man die Zeit beinahe fühlen."

Total nüchtern dagegen Wilhelm von Humboldt: "Die Zeit ist nur ein leerer Raum, dem Begebenheiten, Gedanken und Empfindungen erst Inhalt geben."

Durch die Jahrtausende gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Auffassungen von Zeit. Die erste, die wir statisch nennen wollen, leugnet den Fluss der Zeit, die Entwicklung der Dinge, den Unterschied zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft. Die andere, die wir dynamisch nennen wollen, betont genau diese Attribute: Die Zeit fließt, es gibt Dynamik, Evolution, eine Zukunft, die sich aus Vergangenheit und Gegenwart allmählich heranbildet. Hier die wichtigsten Vertreter dieser beiden Denkrichtungen:

Für Parmenides (540 - 475 v. Chr.) war alles Täuschung und folgerichtig auch der Zeitfluss eine Illusion. Nichts geschieht wirklich, alles ist schon irgendwie vorhanden. Die wirkliche Welt („aletheia“) ist ein unveränderliches Ganzes. Der Urgrund des Seins kann aber nicht gesehen oder beschrieben werden. Heraklit (gleiche Lebensdaten wie Parmenides) dagegen betonte das Fließen der Zeit. Berühmt ist sein Ausspruch: Man kann nicht zweimal in den gleichen Fluss treten. Damit meinte er auch: Man kann nicht zweimal das Gleiche erleben.

Isaac Newton (1643 - 1727) brauchte die Zeit als absolute, unveränderbare, starre Größe, mit deren Hilfe er Bahnen und Bewegungen beschrieb. Seine Zeit fließt, kann aber nicht beeinflusst werden. Auch gibt es keinen Unterschied zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, und die Richtung der Zeit ist belanglos. Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 - 1716) dagegen war Relativist und propagierte die erste Relativitätstheorie, ohne sie auszuarbeiten. Zeit kann nur durch zwei Ereignisse definiert werden (vorher - nachher, große - kleine Distanz).

Für den deutschen Denker Immanuel Kant (1724 - 1804) war die Zeit Anschauungsform a priori, also eine angeborene Möglichkeit, die Wirklichkeit zu erfassen, mithin nichts Substanzielles, sondern ein bequemes Hilfsmittel zum Überleben - wie Farben, die uns zeigen, ob eine Frucht reif ist oder nicht. Für den französischen Philosophen Henri Bergson dagegen (1859 - 1941) ist die Zeit "ein mal schnelleres, mal langsameres Fließen und Werden, eine unumkehrbare, unwiederholbare, unteilbare Dauer". Sie ist etwas Schöpferisches, denn sie erschafft kontinuierlich unvorhersehbar Neues.

Albert Einstein (1879 - 1955) schuf 1905 die "Spezielle Relativitätstheorie", in der Raum und Zeit relativ gleichberechtigt, aber noch getrennt sind. Der Mathematiker Hermann Minkowski (1864 - 1909) fügte die beiden Beschreibungskategorien zu einem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum zusammen, wo die Zeit als selbstständiges Wesen keinerlei Rolle mehr spielt. Einstein übernahm Minkowskis Idee und baute sie in seine "Allgemeine Relativitätstheorie" 1915 ein. Die Welt ist nichts anderes als eine statische Struktur, die von einer höheren Warte aus als einziger, unbeweglicher Block gesehen werden kann (daher der Ausdruck "Blockuniversum"). Eine Entwicklung ist dort natürlich nicht möglich: Es gibt weder Evolution noch freien Willen. Weder fließt die Zeit, noch hat sie eine Richtung oder gar so etwas wie "Substanz". Originalzitat Einstein 1955: "Die Unterscheidung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft ist bloße Illusion, wenngleich eine ziemlich hartnäckige."

Eine Substanz indes spricht ihr der russische Astronom und Physiker Nikolai Alexandrowitsch Kosyrew (auch "Kozyrev" geschrieben) zu (1908 - 1983). Bei ihm ist die Zeit wie ein Strom. Sie fließt (und er konnte sogar ihre Flussgeschwindigkeit bestimmen!); sie hat, wie alle Flüsse, unterschiedliche Dichte; sie kann ihre Umgebung beeinflussen und umgekehrt von ihrer Umgebung verändert werden. Sie ist substanziell, und man kann ihre Auswirkungen messen.

Also wollen wir uns jetzt ein wenig mit den Eigenschaften der Zeit beschäftigen.

Die Eigenschaften der Zeit

Der Zeit schreiben wir von jeher drei Eigenschaften zu:

Sie hat eine Richtung.

Sie ist unterteilt in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, deren Eigenschaften ganz unterschiedlich sind.

Sie fließt.

Als Eigenschaft (0) könnten wir hinzufügen: Sie ist. Sie war schon immer da und wird immer da sein. Auch diese Auffassung stellt keine Selbstverständlichkeit dar - siehe unseren Beitrag über R. Cahill auf S. →!

Alle Eigenschaften der Zeit sind im Alltag unmittelbar erfahrbar, in der Physik indes nicht vorhanden. Dort gibt es nur Eigenschaft (0) - sie ist da. Aber sie fließt; sie hat keine bevorzugte Richtung (bei Zeitumkehr ändert sich nichts an den Formeln), und es gibt keinen Einschnitt, der "Gegenwart" genannt werden kann. Wer also hat Recht, die Physiker oder unsere Alltagserfahrung?

Fangen wir an mit Punkt 1, der bevorzugten Richtung der Zeit, die auch "Pfeil der Zeit" genannt wird.

(1) Der Pfeil der Zeit

In der Physik kommt die Zeit als gewöhnliche Variable t vor. In ausnahmslos allen Formeln der Mikro- und Makrophysik kann die Zeit t auch umgedreht werden (ersetze t durch - t), ohne dass sich an den Formeln etwas ändert. In den Newtonschen Formeln kommt die Zeit entweder nicht vor (weil Kräfte beschrieben werden, die augenblicklich wirken), oder aber der Determinismus der Newtonschen Physik kann genauso gut in die Vergangenheit projiziert werden. In der Quantenphysik kommt in der Schrödingergleichung die Zeit nicht vor, weil diese Gleichung nur stehende Wellen beschreibt, also "Quantenzustände" (diskrete Energieniveaus). Durch die Messung wird zwar ein Zeitpfeil festgelegt, Quantenzustände sind aber erst mal unbestimmt und hängen nicht von der Zeit ab. Nur der Zerfall des K-Mesons scheint der exakten Zeitsymmetrie zu widersprechen. Doch K-Mesonen leben im Mittel nur eine Hundertmillionstel Sekunde, und der dabei gemessene Effekt ist so klein, dass er offiziell als "superschwach" bezeichnet wird. Eine Erklärung kennt man auch nicht.

Explosion oder Implosion? In den Gleichungen der klassischen Physik sind die Bewegungsrichtung und damit der Zeitpfeil belanglos. Dreht man die Zeitrichtung um, bleibt die Form der Gleichungen erhalten, und man kann aus ihnen nicht entnehmen, in welcher Richtung die Bewegungen ablaufen.

Aber, so wird der gebildete Leser einwenden, was ist denn mit dem zweiten Hauptsatz der Wärmelehre? Da heißt es doch, die Entropie, sprich Unordnung eines abgeschlossenen Systems, nimmt mit der Zeit zu, was also bedeutet, dass Zustände niedriger Entropie früher sind und Zustände höherer Entropie später. Indes, das Gesetz ist rein empirisch, und in den beiden Definitionen der Entropie kommt die Zeit wieder nicht vor. Zwar hat Ludwig Boltzmann (1844 - 1906) versucht, den Zeitpfeil durch Übergangswahrscheinlichkeiten zu beweisen: Die Wahrscheinlichkeit des Übergangs eines unwahrscheinlichen Zustands in einen wahrscheinlichen ist größer als umgekehrt. Doch kann man durch ein cleveres einfaches Gedankenexperiment mit farbigen Kugeln und Urnen zeigen, dass diese Rechenergebnisse nur deshalb zustande kommen, weil wir zu wenig wissen. Macht man die Rechnung mit vollständiger Information, verschwindet der Zeitpfeil wieder (siehe Literatur: Rothman). Boltzmann meinte im übrigen, in unterschiedlichen Regionen des Universums könnte der Zeitpfeil in die andere Richtung gehen!

Entropie groß oder klein? Beide Male handelt es sich um das gleiche Bild, links in grau, rechts in Farbe. Das linke Bild besitzt maximale Entropie (= Unordnung): Es ist keinerlei Muster zu erkennen. Im rechten Bild dagegen sehen nicht-farbenblinde Menschen deutlich eine Zahl. Der gleiche Zustand kann, je nach Betrachtungsweise, völlig unterschiedlichen Informationsgehalt und damit Entropie besitzen.

Ilya Prigogine (1917 - 2003) hat sich viel mit irreversiblen ("dissipativen") Prozessen beschäftigt und festgestellt: Eine Simulation von vielen Zusammenstößen gleichartiger Teilchen führt auch bei Zeitumkehr zum gleichen Ergebnis - ein Zeitpfeil ist nicht feststellbar. Die Sache ändert sich allerdings, wenn auch Korrelationen zwischen Teilchen berücksichtigt werden. Was bedeutet: Wenn Teilchen irgendwelche Beziehungen miteinander eingehen, gibt es einen Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft, zumindest in einer Computer-Simulation. Doch eine eindeutige Zeitrichtung ist hier nicht festgelegt; zudem wird nicht so recht deutlich, wie leblose Teilchen miteinander Beziehungen bilden und sich an diese auch noch im nächsten Schritt erinnern.

Warum gibt es einerseits keine bevorzugte Zeitrichtung, andrerseits einen Zeitpfeil? Es liegt an unseren gänzlich unterschiedlichen Formen der Zeitmessung:

Einerseits messen wir "Zeit" durch periodische Vorgänge, also durch Schwingungen eines Pendels, einer Unruhe, eines Atoms, oder die Phasen des Mondes. Dabei können wir eine Zeitrichtung nicht feststellen, denn jede Schwingung, jeder Zustand, sieht genauso aus wie Vorgänger oder Nachfolger. Andrerseits messen wir "Zeit" durch einen Ablauf, bei dem jeder Entwicklungsschritt sich vom vorherigen oder von nachfolgenden deutlich unterscheidet. Beispiel: eine Sanduhr, die Vermischung zweier Gase, das Wachstum einer Pflanze, der radioaktive Zerfall eines instabilen Elements.

Zeitmessung durch periodische Vorgänge: Ein Vorgang ist wie der andere, es gibt keinen ausgezeichneten Zeitpunkt.

Zeitmessung durch Entwicklungsvorgänge: Die Zeit hat eine erkennbare Richtung, ihre "Menge" kann bestimmt werden.

Wenn die Zeit rückwärts fließt ...

... dann gibt es Probleme. Zum Beispiel mit der Kausalität, denn die kommt dann aus der Zukunft. Das bedeutet: Was wird, bestimmt, was ist. Was ist, bestimmt, was war. Da kommen unsere Gedanken reichlich durcheinander. Was sagen Dichter dazu?

Eine anschauliche und liebenswerte Schilderung einer Rückwärtszeit findet sich beim englischen Kinderbuchautor Lewis Carroll. In "Sylvie and Bruno" aus dem Jahr 1893 drückt der Held den "Rückwärts"-Knopf seiner magischen Uhr. Was dann geschieht, sieht so aus (Man störe sich nicht daran, dass der Held versteht, was die Menschen sagen: Natürlich würden auch die Worte rückwärts ausgesprochen!):

Jetzt ist meine Möglichkeit gekommen, die Rückwärtswirkung meiner Zauberuhr zu testen. Ich drückte den "Rückwärts"-Knopf und betrat das Haus.

Die Gesellschaft im Wohnzimmer bestand aus vier lachenden, rosigen Kindern zwischen vierzehn und zehn Jahren, die anscheinend alle zur Tür kamen (aber, wie ich später herausfand, in Wirklichkeit rückwärts gingen), während die Mutter vor dem Kaminfeuer mit irgendeiner Strickarbeit beschäftigt war. Als ich den Raum betrat, sagte sie gerade: "Mädels, zieht euch was zum Ausgehen an."

Zu meiner größten Verwunderung erstarrte alles Lachen auf den vier hübschen Gesichtern, sie zogen ihre Strickarbeiten hervor und setzten sich. Niemand beachtete mich, als ich mich neben ihnen niederließ, um sie zu beobachten.

Als die Strickarbeiten ausgebreitet und sie bereit zur Arbeit waren, sagte ihre Mutter: "Jetzt seid ihr endlich fertig, ihr dürft eure Arbeiten wegräumen." Doch die Kinder beachteten ihre Bemerkung nicht; im Gegenteil, sie begannen sofort mit ihrer Strickarbeit. Jede von ihnen befädelte ihre Nadel, wobei das kurze Ende des Fadens am Strickgut hing. Sie wurde sofort von einer unsichtbaren Kraft durch den Stoff gezogen, mit der Nadel am Ende dran. Die kleinen Finger der Näherinnen fingen sie am anderen Ende auf, nur um sie im nächsten Augenblick wieder los zu lassen. Und so ging die Arbeit voran, das Strickzeug löste sich dabei stetig auf und zerfiel in Einzelteile. Ab und zu machte eines der Kinder eine kleine Pause, wenn nämlich der herausgeholte Zwirn zu lang wurde. Dann wurde er auf eine Spule gewickelt, und die Arbeit ging mit einem anderen kurzen Faden weiter.

Zuletzt waren alle Strickwerke in Einzelteile zerfallen, und sie wurden weggeräumt. Die Dame des Hauses ging rückwärts in den nächsten Raum und sagte unsinnigerweise: "Nicht jetzt, meine Liebe, erst müssen wir mit der Näharbeit fertig werden." Danach sprangen, ich hatte es fast erwartet, die Kinder rückwärts ihr nach und riefen: "Oh Mutter, heute ist so ein schöner Tag zum Spazierengehen!"

Im Esszimmer standen nur schmutzige leere Teller auf dem Tisch. Doch die Gesellschaft ließ sich zufrieden auf den Stühlen nieder.

Das gespenstische Bankett sah so aus: Eine leere Gabel wird zum Mund geführt. Dort wird sie mit einem schön geschnittenen Fleisch bestückt und dann zum Teller geführt, wo sich das Stück mit dem Lamm vereinigt. Danach wurde ein Teller mit vollständiger Lammkeule und zwei Kartoffeln dem vorsitzenden Hausherrn gereicht, woraufhin dieser mit einem Messer die Einzelteile zu einem Ganzen zusammenfügte.

Noch verblüffender war ihre Unterhaltung. Es fing mit der Kleinsten an, die ganz plötzlich zu ihrer ältesten Schwester sagte: "Oh, du böse Geschichtenerzählerin!" Ich erwartete eine scharfe Antwort ihrer Schwester, aber die wandte sich nur lachend an ihren Vater und sagte in lautem Bühnenflüstern: "eine Braut zu sein".

Der Vater setzte die verrückte Unterhaltung fort, indem er sagte: "Flüster mir's ins Ohr."

Aber sie flüsterte nicht (diese Kinder taten nie, was ihnen gesagt wurde); sie sagte ziemlich laut: "Natürlich nicht! Jeder weiß, was Dolly will!"

Und die kleine Dolly zuckte mit den Schultern und sagte mit eigenartiger Empfindlichkeit: "Papa, du darfst nicht sticheln. Ich möchte Brautjungfrau für niemand sein."

"Dolly ist die vierte" war des Vaters sinnlose Antwort.

Jetzt war Nummer drei dran. "Das haben wir geregelt, Mutter, ein für alle Mal. Mary hat uns alles darüber erzählt. Es soll nächsten Dienstag in vier Wochen sein - und drei ihrer Kusinen werden kommen und Brautjungfern spielen - und -"

"Sie wird es nicht vergessen, Minnie!" antwortete lachend die Mutter. "Ich wünschte, alles wäre geregelt Ich mag keine langen Verlobungen."

Und Minnie beendet das Gespräch - wenn man so chaotische Bemerkungen als "Gespräch" bezeichnen kann - mit "Denk nur! Wir gingen heute morgen an den Zedern vorbei, gerade, als Mary Davenant am Tor stand mit einem Abschiedsgruß für - ich hab seinen Namen vergessen. Natürlich blickten wir in die andere Richtung."

Jetzt war ich so hoffnungslos verwirrt, dass ich nicht mehr zuhörte.

Dreißig Jahre danach hat F. Scott Fitzgerald das Thema aufgegriffen. Er lässt seinen Antihelden in der Erzählung "Der seltsame Fall des Benjamin Button" (1922) rückwärts leben. Allerdings ist Fitzgeralds Erzählung eine Satire auf Autoritätsgläubigkeit, keine Sciencefiction. Bei Philip K. Dicks "Counter-Clock World" ("Die Zeit läuft zurück", 1967) geschieht genau das, was der Titel andeutet: Die Zeitlinie, wie wir sie kennen, läuft in die falsche Richtung. Die Menschen die bereits leben, werden immer jünger, bis sie sogar in den Mutterleib zurückkehren und sich vollkommen wieder im Wohlgefallen auflösen. Die Toten erwachen in ihren Gräben und müssen von Einsatzteams geborgen und Erste Hilfe geleistet werden. Für Dick war diese Ausgangssituation mehr Gesellschaftskritik als echte Science Fiction.

Dafür hat Ian Watson in seiner ungewöhnlichen Erzählung "Die sehr langsame Zeitmaschine" (1978) ernsthaft versucht, die Reaktion der Normalbürger auf einen Menschen zu schildern, der verkehrt in der Zeit lebt.

Was sagen die Physiker dazu? Die meinen: Geht. Genauer gesagt, es gibt Physiker, die mehrere Möglichkeiten fanden, die Zeit rückwärts laufen zu lassen. John Archibald Wheeler (1911 - 2008), Schöpfer des Ausdrucks "Schwarzes Loch" und der Theorie der Wurmlöcher, mit deren Hilfe Zeitreisen möglich sein könnten, und sein Schüler Richard Feynman (1918 - 1988) haben sich die klassischen Formeln der Elektrodynamik vorgenommen, nämlich die Wellengleichungen. Und so kommen sie zur

Möglichkeit 1: Wellen aus der Zukunft

Wellengleichungen haben, rein mathematisch, immer zwei Lösungen, von denen eine stets sofort verworfen wird. Die erste Lösung (die "retardierte") beschreibt eine Welle, die von hier und jetzt in die Zukunft und ins Unendliche wandert und die Energie aussendet (emittiert). Die zweite (die "avancierte") beschreibt alles genau umgekehrt: Aus weiter Ferne und aus der Zukunft kommt eine Welle, die absorbiert wird, aber gleichzeitig unsere Gegenwart beeinflusst. Bei dieser Welle läuft die Zeit umgekehrt, von der Zukunft in die Vergangenheit.

Eine solche Beschreibung (nach der "Emitter-Absorber-Theorie" von Feynman und Wheeler) ist durchaus sinnvoll in der Quantenphysik, denn dort werden Fotonen ständig emittiert und absorbiert. Kurzum: Es wäre möglich, dass die Welt auch von der Zukunft her beeinflusst wird! - Mehr dazu in meinem Buch über "Symmetrien".

Möglichkeit 2: Antiteilchen

Eine starke Energiequelle (links zur Zeit t1 durch ein Blitz-Symbol gekennzeichnet) erzeugt manchmal ein Elektron-Positron-Paar, das scheinbar aus dem Nichts auftaucht, aber nicht lange existiert, da beim Zusammentreffen die beiden Teilchen (rechts zur Zeit t2) in einem Energieblitz verschmelzen und praktisch wieder im Nichts verschwinden.

Und nun kommt die originelle und für uns bedeutungsvolle Deutung, bereits 1941 von Wheeler und Feynman entwickelt: Antiteilchen sind normale Teilchen, die sich in der Zeit rückwärts bewegen! Elektronen und Positronen entstehen durch einen Gammastrahlenblitz, also durch viel Lichtenergie. Wenn sich die beiden dann vereinigen, wird diese Energie wieder frei. Das kann man auch so deuten: Anstelle der Wiedervereinigung prallt das Elektron von der plötzlich ausgesandten Energie so stark ab, dass es durch die Zeit zurückgeschleudert wird, aber dieses Mal als Antimaterie.

Wheeler/Feynman: Positronen sind Elektronen, die sich in der Zeit rückwärts bewegen.

Damit hätten wir endlich einen Zeitpfeil und auch die (rein theoretische) Möglichkeit einer Zeitreise in die Vergangenheit: Wir brauchen uns nur in Antimaterie zu verwandeln, schon geht's ab ins Gestern. Rein technisch ist das nicht machbar, und ob es theoretisch stimmt, weiß auch niemand. Immerhin: Auch Physiker sind fantasievoll!

Möglichkeit 3: Verzögerte Entscheidungen

Wieder war es Wheeler, der sich einen höchst ungewöhnlichen Versuch ausgedacht hat. Er nennt sich "delayed choice quantum experiment", also etwa: Quanten-Experiment der verzögerten Entscheidung. Der Versuch wurde im Jahre 2006 tatsächlich durchgeführt. Die Sache ist kompliziert; in meinem Buch über Quantenphysik habe ich den Versuch und seine möglichen Deutungen ausführlich beschrieben. Hier nur so viel:

Licht besitzt immer eine Doppelnatur. Mal taucht es als Teilchen auf, das auf einer Fotoplatte scharfe Lichtpunkte erzeugt, mal als Welle, die zu Interferenzstreifen führt. Ob das Licht Teilchen- oder Wellencharakter besitzt, kann ein geschickter Experimentator selbst bestimmen. Entweder er deckt in einem Doppelspaltversuch einen Spalt ab - dann entpuppt sich Licht als Teilchen und hinterlässt einen einzelnen Punkt als Spur seiner Existenz auf dem Schirm dahinter. Oder er lässt beide Spalte offen - dann agiert Licht als Welle und produziert ein Interferenzmuster auf dem Schirm. Dies gilt auch für ein einzelnes Foton, das mit sich selbst interferiert, obwohl man sich das schwer vorstellen kann.

Der Experimentator erzeugt zwei "verschränkte" (mit einander verbundene) Lichtteilchen. Das eine Foton wird erst durch eine kilometerlange Glasfaserleitung geschickt, sodass es ein paar Millisekunden nach dem anderen Foton auf den Detektoren erscheint. Nun wird die Wahl - Teilchen oder Welle - an diesem verzögerten Foton vorgenommen. Das andere - frühere - Foton muss aber die gleiche Entscheidung schon vorher treffen! Woher 'weiß' es, was sein Quanten-Zwillingsbruder später einmal machen wird?

Die einfachste Erklärung für diese reichlich konfuse (und experimentell auch reichlich komplizierte) Angelegenheit liegt in der Annahme, das verzögerte Foton beeinflusse seinen Zwilling aus der Zukunft. Die Zukunft bestimmt also die Vergangenheit, was nicht zu Paradoxien führt, da sie die Vergangenheit ja nicht ändert. Ändern heißt: Wir wissen, wie es war, und wir machen es jetzt anders. Wir wissen aber nichts.

Zeitumkehr indes ist keine Science-Fiction-Idee, denn genau eine solche Zeitumkehr mit avancierten Wellen ist heute schon möglich und wird in der Medizin erfolgreich eingesetzt, wenn auch nicht mit Licht-, sondern mit Schallwellen. Mathias Fink vom Labor für Wellen und Akustik an der Ecole Superieure de Physique et de Chemie in Paris war der Pionier der Schallwellen-Zeitumkehr. Er hat das System hauptsächlich als Erweiterung der Ultraschall-Analyse gesehen und eingesetzt. Dabei wird ein Ultraschallimpuls auf ein Ziel geschickt (z.B. ein Organ im Inneren des Menschen). Die Schallwellen werden bei der Reflektion ziemlich zerstreut, weswegen eine genaue Messung oder gar ein korrektes Bild des Ziels schwierig ist. Doch Fink sammelte alle (retardierten) Wellen ein und schickte sie als (avancierte) zeitverkehrte Wellen wieder zurück. Der technische Aufwand dabei ist enorm: Jede einzelne Welle muss durch Detektoren erfasst werden, die rund um das Objekt verteilt sind. Alle reflektierten Wellen werden in einem Rechner gespeichert. Dann wird die zuletzt angekommene Welle als erste wieder ausgesandt, die erste ist dann die letzte: Die Zeitumkehr nimmt also der Rechner vor.

Die Methode funktioniert allerdings nur, wenn es keinerlei äußere Störungen gibt. Mit ihr können Schallimpulse ganz exakt gesetzt und wieder empfangen werden, sodass die gezielte Zerstörung von Nierensteinen möglich wird. Fink meint auch, man könne damit die Unterwasser-Kommunikation von U-Booten verbessern.

Im Übrigen ist eine Beeinflussung aus der Zukunft beim bewusst denkenden Menschen alltäglich: Wir nehmen uns ein Ziel vor, das in der Zukunft liegt (Beispiel: Ich möchte mit meinem Vehikel von A nach B), und dieser Gedanke beeinflusst im weiteren Verlauf unsere Handlungen. Die Zukunft wirkt hier auf die Gegenwart - aber Physiker würden das nicht als "Kausalität" bezeichnen.

Der Quantenphysiker Fred Alan Wolf allerdings schon. Er hat eine besonders originelle (und leicht esoterische) Deutung des mathematischen Formalismus der Quantenphysik gefunden. Vorhang auf für

Möglichkeit 4: psi-Funktion und Bewusstsein

Auch hier ist, wie fast alles in der Quantenphysik, die Sache reichlich kompliziert, und darum sei auf mein Buch ("Das Rätsel der Quanten") verwiesen, wo ich auf Wolfs Ideen ausführlich eingehe. Kurz gesagt: In der klassischen Physik gibt es nur ein Objekt, das ich beschreibe, und das ist die Wirklichkeit, ein Vorgang, ein physikalisches System. Nennen wir es A. In der Quantenphysik muss ich mich aber mit zweierlei beschäftigen: mit dem System (A) und dem Beobachter (B). Die Beziehung zwischen beiden ist mathematisch kompliziert und philosophisch ungeklärt. Wolf fand eine interessante Deutung: Das System A entwickelt sich erwartungsgemäß von der Gegenwart in die Zukunft. Die Beobachtung B hingegen kommt aus der Zukunft und läuft als Welle zu uns in die Gegenwart. Was das bedeutet? Das einzige, was frei fließen kann und sich um keine Zeitrichtung schert, sind die Gedanken. Darum ist B auch unsere Erwartung, die wir zeitunabhängig formulieren.

Aber jetzt wird's interessant. Wir können A und B nämlich rein mathematisch in den Formeln der Quantenphysik vertauschen und erhalten dann eine ganz andere Deutung. Jetzt liegt die Beobachtung B in der Gegenwart, ist also für uns Vergangenheit (eine echte Gegenwart gibt es in der Physik nicht). A dagegen liegt in der Zukunft. Und was bedeutet das? Für Wolf ist es eine Rückmeldung in der Zeit. Die Beobachtung B wird als "ist eingetreten" (A) im Bewusstsein zeitlich zurückgeschickt.

Was das bedeutet, kann die Psychologie der Wahrnehmung sehr gut erklären. Im Jahr 1979 fand der Neurophysiologe Benjamin Libet durch geschickte Experimente heraus, dass die Wahrnehmung eines inneren Zustands ("Ich habe den Finger bewegt") erst nach 1½ Sekunden bewusst wird. Um aber den Menschen nicht zu verwirren, datieren unbekannte Regionen des Gehirns ("Agenten") das Ereignis genau um diese Zeit in die Vergangenheit zurück. Der Mensch meint also, etwas mit seinem freien Willen initiiert zu haben, obwohl ihm das erst viel später bewusst wird und das Gehirn ihm diese Tatsache vorenthält. Die zeitliche Verschiebung des Ereignisses A in die Vergangenheit ist schlicht und einfach der physiologische Prozess der Täuschung des Gehirns. Nach Wolf existiert die Zukunft bereits, während die Vergangenheit ständig neu erschaffen wird!

Möglichkeit 5: Tachyonen

In der Speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein (1905) wurden durch den Mathematiker Hermann Minkowski Raum und Zeit zusammengefasst. Wegen bestimmter geometrischer Überlegungen sind die drei Raumkoordinaten reell (x,y,z), die Zeitkoordinate aber imaginär (it). Nach Einstein gibt es eine Raumkontraktion und eine Zeitdilatation(-dehnung). In den diesbezüglichen Formeln tauchen nur die Lichtgeschwindigkeit (c) als Höchstgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des bewegten Körpers (υ) auf. Üblicherweise ist υ<c ("kleiner"), meistens sogar υ<<c ("wesentlich kleiner").

Setzt man nun für υ eine Geschwindigkeit größer als c ein, also υ>c - was in der Natur nicht möglich ist -, so tauschen Raum- und Zeitkoordinaten ihre Rollen. Die Raumkoordinaten werden (durch Wurzelziehen aus einer negativen Zahl) imaginär, die Masse auch, die Zeit wird reell. Und das bedeutet, dass Teilchen, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen (können), frei in der Zeit reisen könnten, so wie wir im Raum. Da aber die Zeit - immer noch - nur eine Richtung hat, bleibt den Teilchen nichts anderes übrig, als entgegen dem üblichen Zeitfluss in die Vergangenheit zu fliehen.

Gesehen hat man noch keine, ihre Existenz ist unwahrscheinlich, und selbst wenn es sie gibt, kann man sie kaum zähmen.

Wie üblich, hatten SF-Autoren so manche dieser Ideen viel früher vorausgenommen. Jack Williamson postulierte schon 1942 in seiner Erzählung "Minus Sign" den Zusammenhang zwischen Antimaterie und Zeitreisen bzw. Nachrichten in die Vergangenheit.

... und wenn sie still steht ...