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Zeitreisen

Im Urlaub habe ich den Tagungsband der MinD-Akademie zu ihrem viertägigen Kongress gelesen, der 2008 zum Thema „Zeit in Wissenschaft, Philosophie und Kultur“ stattfand. Gleich in der Einleitung findet sich ein berühmter Spruch von Augustinus:

„Was also ist die Zeit? Wenn niemand mich danach fragt, weiß ich’s, will ich’s aber einem Fragenden erklären, weiß ich’s nicht.“

Tatsächlich ist es so, dass der Begriff der Zeit in verschiedenen Kontexten völlig unterschiedlich verwendet wird. Im Alltag hat es für die meisten Menschen den Anschein, als wären Raum und Zeit eine unveränderliche Bühne, auf der sich die Dinge befinden und die Vorgänge ablaufen. Auch die Asymmetrie zwischen Vergangenheit und Zukunft scheint offensichtlich:

  • Wir können uns an die Vergangenheit erinnern, sie aber nicht ändern. Sie ist das Faktische.

  • Wir können uns Vorstellungen von der Zukunft machen und versuchen, sie zu beeinflussen. Sie ist das Mögliche.

  • Zwischen Vergangenheit und Zukunft liegt die Gegenwart, das Hier und Jetzt, in dem augenscheinlich etwas geschieht und von der keiner weiß, wie lange sie dauert.

Einige Teile der Physik decken sich nicht mit unserer Alltagserfahrung:

  • Die klassischen Teile der Physik sind zeitsymmetrisch, hier findet man keine Erklärung dafür, warum es eine Richtung in der Zeit, einen Zeitpfeil, gibt. Ob die Thermodynamik mit ihrem Entropiebegriff das tatsächlich leistet, ist eine offene Frage. Dazu später mehr.

  • Die beiden Teile der Relativitätstheorie zwingen uns zum Abschied von der Vorstellung einer von den Dingen unabhängigen Zeit. Wo keine Materie ist, dort gibt es wahrscheinlich auch keinen Raum und keine Zeit.

  • Bestimmte Interpretationen der Allgemeinen Relativitätstheorie eröffnen vielleicht die Möglichkeit von Zeitreisen, auch wenn die dazu notwendigen Bedingungen weit außerhalb unserer derzeitigen Fähigkeiten liegen.

  • Einige Teile der Quantentheorie werfen die Frage auf, ob es die Zeit überhaupt gibt oder ob es sich um eine Alltagsillusion handelt.

Zeitreisen sind ein beliebtes Thema in der Sciencefiction. Aus physikalischer Sicht ist nach der Speziellen Relativitätstheorie eine Reise in die Zukunft problemlos möglich, siehe das Zwillingsparadoxon, das eigentlich kein Paradoxon ist. Eines der fundamentalen Prinzipien unseres Verständnisses der Natur ist das Kausalitätsprinzip, eine Ursache muss stets zeitlich ihrer Wirkung vorangehen, und diese Forderung ist beim Zwillingsparadoxon erfüllt. Bei möglichen Reisen in die Vergangenheit sieht das aber anders aus und bestimmte Berechnungen auf der Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie zeigen ein paar Schlupflöcher, mit denen Reisen in die Vergangenheit möglich sein könnten.

In dem Artikel „Wenn gestern morgen ist“ von Rüdiger Vaas im Tagungsband werden verschiedene Aspekte von Zeitreisen diskutiert. Neben einer ziemlich umfangreichen Liste der Vorschläge von physikalischen Mechanismen, deren Proponenten und der Einwände gegen sie, werden in weiteren Abschnitten die Paradoxa diskutiert. Es gibt offenbar zwei Grundtypen:

  1. Konsistenz-Paradoxon: Hier zerstört eine Wirkung ihre eigene Ursache.

  2. Bootstrap-Paradoxon: Eine Wirkung schafft erst ihre eigene Ursache.

Die klassischen Beispiele sind für 1., dass ein Mann in die Vergangenheit reist und seinen eigenen Vater ermordet, bevor dieser seinen Sohn zeugen kann, und für 2., dass jemand in die Vergangenheit reist, um dafür zu sorgen, dass sich die eigenen Eltern kennenlernen und Gefallen aneinander finden. Im Artikel gibt es aber schönere und komplexere Beispiele:

Eine kompliziertere Konsistenz-Paradoxie ist die folgende: Angenommen Daniel Düsentrieb hat im Januar 2020 in seinem Keller eine funktionierende Zeitmaschine gebaut. Er zögert noch eine Weile und reist dann im April 2020 ins Jahr 20002. Er findet eine öde Welt vor wie in den fürchterlichsten Seifenopern, die er in seiner Jugend sah. Frustriert kehrt er in den Februar 2020 zurück und zerstört beide Zeitmaschinen – die im Keller und die, mit der er zurückkam. Doch dann kann er nicht ins Jahr 20002 reisen und wieder zurück, die Zeitmaschinen zerstören und also doch aufbrechen und …

Die zweite Art von Problemen heißt Bootstrap-Paradoxie – nach der amerikanischen Redewendung „sich an den eigenen Stiefelschlaufen aus dem Morast ziehen“ (vergleichbar mit dem Lügenbaron Münchhausen, der sich am eigenen Schöpf aus dem Sumpf zog). Angenommen ein künftiger Kunstkritiker reist zu einem Maler in die Vergangenheit, der zwar in der Zeit des Kritikers höchste Wertschätzung genießt, sich aber beim Besuch als völlig unbegabt erweist. Doch dann entwendet der Maler dem Kritiker einen Katalog „seiner“ späteren Werke, den dieser im Gepäck hat. Der Kritiker kehrt – vom Maler enttäuscht – in seine Zeit zurück. Daraufhin malt der unbegabte Künstler die Vorlagen peinlichst genau ab. Somit sind seine Reproduktionen bloß Kopien der Bilder im Katalog, die aber ihrerseits Kopien der Originale sind …

Eine weitere Form des Bootstrap-Paradoxons geht so: Daniel Düsentrieb wacht auf und denkt, wie schön es wäre, jetzt das Frühstück ans Bett gebracht zu bekommen. Um 7.30 Uhr beschließt er, um 9 Uhr aufzustehen, das Frühstück zu bereiten und es sich mit Hilfe seiner Zeitmaschine um 7.35 Uhr zu servieren. Und – schwupps – steht das Frühstück um 7.35 Uhr neben seinem Bett. Wie kann das sein? Hat der bewusste Entschluss womöglich ausgereicht?

Vaas weißt auch darauf hin, dass man die Paradoxa durch leichte Modifikation ineinander umwandeln kann. Wenn im Beispiel der Künstler den Kritiker daran hindert, in seine Zeit zurückzukehren, wird aus dem Bootstrap- ein Konsistenzparadoxon.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Paradoxa „aufzulösen“, in dem Artikel von Rüdiger Vaas werden sie alle diskutiert.

  • Die einfachste Möglichkeit besteht natürlich darin, dass es keine Zeitreisen gibt. Die Lösungen der physikalischen Gleichungen erfordern für Zeitreisen so extreme Bedingungen, dass man annehmen kann, dass man hier mathematische Artefakte gefunden hat, die in der Realität keine Entsprechung haben.

  • Oder ein geändertes Ereignis in der Vergangenheit könnte zu einer Aufspaltung in zwei Universen ab diesem Zeitpunkt führen. In dem ersten Universum, aus dem der Protagonist kommt, bliebe alles wie gehabt, in dem anderen würde es eine neue Zukunft mit den geänderten Rahmenbedingungen geben. (Meiner Meinung nach wird damit aber nicht das Bootstrap-Paradoxon im ersten Universum beseitigt.)

  • In der Vergangenheit können nur Veränderungen durchgeführt werden, die zu keinen (wesentlichen) Änderungen der Gegenwart führen bzw. man führt genau die Änderungen durch, die zur aktuellen Gegenwart passen. Vorgänge, die zu einem Konsistenz-Paradoxon führen würden, sind nicht möglich.

Die beiden Typen von Paradoxa sind unterschiedlich schwerwiegend. Das Bootstrap-Paradoxon wäre z.B. keines mehr, wenn die Zeit selbst eine Illusion ist und alles, wie auch immer, gleich(zeitig?) existieren würde. Die entsprechende Denkrichtung heißt Eternalismus.

KategorienPhilosophie, Physik, Rezensionen Tags:
  1. Jalella
    30. Juli 2013, 11:08 | #1

    Ein immer wieder sehr interessantes Thema! Zu den Beispielen an Paradoxien kann man noch die unterhaltsame aus „Per Anhalter durch die Galaxis“ hinzufügen, wo durch ständige Verzögerungen beim Bau einer Fabrik deren Baubeginn so lange in die Vergangenheit veschoben werden musste (per Zeitreisen), dass er noch vor dem Bau der Kathedrale von Chalesmn stattfand, die dafür abgerissen werden sollte (siehe z.B. hier: http://oldhp.sentinelx.de/buch_per_anhalter_durch_die_galaxis/zeitreisen.htm). Wodurch die Kathedrale als nun nie existiert hatte.

    Von den angegebenen Möglichkeiten zum Thema Zeitreise tendiere ich zu (1) oder (3), stärker aber zu (1), d.h. der Unmöglichkeit von Zeitreisen. Die Quantentheorie mit ihrem an den Entropiebegriff erinnernden Verhältnis zur Gegenwart (->Zusammenbruch der Wellenfunktion bei Messung ->Gegenwartsbegriff) scheint im Zusammenhang mit der Viele-Welten-Theorie ein Hintertürchen für Zeitreisen offen zu halten, wie ja auch im Artikel beschrieben.

    Es gibt in der SF manchmal noch eine etwas andere Vorstellung von Zeitreisen (ich glaube, in einem der „Zurück in die Zukunft“ Filme zum Beispiel): Man reist in die Vergangenheit und führt dort Veränderungen herbei, die gerade zur Zukunft (also Gegenwart) führen. Ohne die Zeitreise wäre also die Gegenwart gar nicht so wie sie ist. Im Daniel Düsentrieb-Beispiel wäre das etwa das Reisen in die Vergangenheit, um einen wichtiges Teil für den Bau der Zeitmaschine zu ermöglichen. Im Film brachte der soh glaube ich den Vater dazu, seine Mutter zu heiraten, so dass die Existenz des Sohnes durch seine Taten in der Vergangeheit erst ermöglich wurde.

    Bei mir löst das immer das Unbehagen des Begriffs „Schicksal“ aus. Es ähnelt stark der Vorstellung, dass alles vorherbestimmt ist – was viele Menschen unerklärlicherweise tröstlich finden – und dass man demzufolge auch nichts wirklich selbst bewirken kann; alles Geschehen liefe dann wie auf Schienen ab.

  1. 3. August 2013, 15:33 | #1