Schlagwort: physik

Die Zeit existiert nicht. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher aus Australien. Wenn Ihr eine quantenphysikalische Existenzkrise haben wollt, lest euch unbedingt diesen Beitrag durch. 

Die Zeit – es ist so schwer sie zu beschreiben und zu erklären, was die Zeit genau ist. Eines aber ist klar: Die Zeit ist die knappste Ressource im Universum. Selbst Milliardäre können sich logischerweise nicht mehr Zeit dazu kaufen. Und auch wenn wir irgendwann große Durchbrüche in der Medizin erzielen und Menschen nicht mehr sterben müssen, wird das Universum dennoch nur für einen endlichen Zeitraum existieren. Irgendwann ist – so zumindest der aktuelle Stand der Kosmologie – Schluss. Das Universum wird auf die ein oder andere Art und Weise sterben.

Was ist die Definition von Zeit? 

Zeit ist also ein knappes Gut, das steht fest. Aber dennoch dürfte es den meisten von uns schwer fallen, zu beschreiben, was Zeit eigentlich ist. Ist Zeit physikalisch greifbar? Wo hier im Raum ist die Zeit? Für unsere Zwecke reicht folgende Definition: Das Universum bewegt sich nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich, und zwar von einem Anfangspunkt, dem Urknall, hin zu einem Endpunkt. Die Zeit ist also ein linearer Ablauf der Dinge. Der bekannte Physiker John Wheeler hat es so formuliert: “Die Zeit ist das, was verhindert, dass alles gleichzeitig passiert.” In unserem Alltag ist die Zeit ein Fakt, egal, ob wir sie definieren können oder nicht. 

Doch nun kommen einige australische Physiker mit einer wirklich schockierenden Nachricht um die Ecke: Die Zeit gibt es gar nicht! Aber wo wäre dann der Anfang dieses Beitrags und wo das Ende? Ganz so einfach ist die Sache nicht. Um die Nicht-Existenz der Zeit zu verstehen, müssen wir uns mit einigen Grundlagen der Physik vertraut machen. 

Die theoretischen Werkzeugkkästen der Physiker

Zum einen gibt es die einsteinsche Physik, vor allem die allgemeine und spezielle Relativitätstheorie und zum anderen die Quantenmechanik. Während die klassische einsteinsche Physik wunderbar die großen Abläufe im Kosmos erklärt, die Einflüsse von Zeit und Raum, ist die Quantenmechanik die klassische Theorie für die Abläufe im ganz Kleinen. Oftmals stehen klassische Physik und Quantenmechanik im scheinbaren Widerspruch. Kleinste Teilchen können etwa eine sogenannte Superposition einnehmen. Sie können also gleichzeitig zwei verschiedene Zustände aufweisen. In der klassischen Physik ist das undenkbar. Der Physiker Erwin Schrödinger hat etwa sein berühmtes Gedankenexperiment, Schrödingers Katze, aufgestellt, um darzulegen, dass die quantenmechanischen Regeln nicht auf die klassische Physik anwendbar sind. Eine Katze kann nicht gleichzeitig tot und lebendig sein. Ein Elementarteilchen hingegen kann gleichzeitig verschiedene Drehrichtungen, sogenannte Spins haben. Und erst, wenn man hinschaut, legt es sich auf eine fest. Schrödingers Katze war also nur ein Gedankenexperiment, um die Unmöglichkeit der Übertragbarkeit von quantenmechanischen Grundsätzen auf die normale Physik darzulegen.

Wie lösen wir den Konflikt zwischen Klassischer Physik und Quantenmechanik? 

Könnte es nicht eine vereinheitlichte Theorie geben, die beides unter einen Hut bringt? Die gibt es und die nennt sich String-Theorie. Bei der String-Theorie werden die kleinsten Teilchen des Kosmos durch Strings, also auf Deutsch Fäden, ersetzt, die in bis zu elf Dimensionen schwingen können. Eine extremst ausgetüftelte Theorie, an der Astrophysiker nun schon seit Jahrzehnten forschen – und keine definitiven Beweise für die Existenz der Strings gefunden haben. Deswegen haben sich im Laufe der Zeit auch andere Ansätze entwickelt, um die Regeln der klassischen Physik, vor allem die Schwerkraft, auch auf Quantenebene zu übertragen.

Was ist die Schleifenquantengravitation?

Eine der bekanntesten Ideen ist die Schleifenquantengravitation, die davon ausgeht, dass das Gefüge von Raum und Zeit aus einem Netzwerk extrem kleiner diskreter Teile, sogenannter “Schleifen”, besteht. Die Hauptidee der Schleifenquantengravitation ist, dass der Raum selbst kein universales Gefäß ist, in dem sich die Naturgesetze abspielen, sondern, dass der Raum selbst ein Objekt ist, das den Gesetzen der Quantenphysik folgt. 

Den Quantenzustand des Raums beschreibt man dabei mit einem Netz von winzigen Schleifen, die jeweils einen gewissen Zustand haben können – ähnlich dem Spin eines Elementarteilchens in der Quantenphysik. Dadurch, dass der Raum selbst ein Quantenobjekt ist, lässt sich die Gravitation als Zustand der einzelnen Schleifen erklären und damit nur als eine quantenphysikalische Veränderung des gesamten Raums. So hätte man dann Relativitätstheorie und Quantenphysik unter einen Hut gebracht. 

Existiert die Zeit gar nicht?

Warum überhaupt diese kosmologischen Theorien in diesem Beitrag? Weil es in den meisten der Verbindungstheorien von klassischer Physik und Quantenmechanik, zum Beispiel in der Schleifenquantengravitation, keine Zeit gibt. Sie wird als Faktor einfach abgeschafft. Aber bedeutet dass auch, dass die Zeit nicht existiert? Weder in der Quantenmechanik noch in der Schleifenquantengravitation werden beispielsweise Schokokekse als Faktor erwähnt. Sie spielen für diese Theorien komischerweise keine Rolle. Dennoch sind wir uns ziemlich sicher, dass Schokokekse existieren. Doch diese Theorien beschreiben sehr wohl kleinste Teilchen, die sich dann zum Beispiel zu Schokokeksen zusammensetzen können. Schokokekse stehen also nicht im Widerspruch zur physikalischen Theorie.

Doch bei der Zeit sieht das anders aus. Keine der großen physikalischen Theorien sieht Teilchen vor, aus denen die Zeit bestehen könnte. Es gibt nichts, woraus sie sich zusammensetzen könnte. Wenn also die Zeit als Faktor in der Schleifenquantengravitation nicht vorkommt und auch keine Faktoren ersichtlich sind, aus denen Zeit sich zusammenbauen könnte, dann müssen wir davon ausgehen, dass die Zeit nicht existiert. Und vielleicht erklärt das auch, weshalb wir am Anfang solche Schwierigkeiten hatten, zu definieren, was Zeit ist. Weil es sie nicht gibt. 

Und jetzt? Was machen wir nun mit unserem Leben ohne Zeit? Dr. Sam Baron, einer der australischen Forscher, die in ihrem neuen Buch für die Nicht-Existenz der Zeit argumentieren, löst das Dilemma wie folgt auf: “Während die Physik die Zeit abschafft, scheint sie die Kausalität intakt zu lassen: den Sinn, in dem eine Sache eine andere bewirken kann. Vielleicht sagt uns die Physik also, dass Kausalität und nicht Zeit das grundlegende Merkmal unseres Universums ist.” Vielleicht war es schon immer nur die Kausalität, die unser Leben weitergebracht hat und nicht die Zeit. Eine Sache bewirkt eine Andere. Aktion und Reaktion. Wenn Ihr etwa unseren Newsletter abonniert, dann freuen wir uns – keine zeitliche Folge, sondern eine rein kausale. 

Ihr wollt mehr über die Zeit erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

_{Impressum und Datenschutz}