Zeitreisen sind zwar unmöglich, werden aber künftig einfacher. So lassen sich die Ergebnisse einer Forschungsarbeit zusammenfassen, die der neuseeländische Physiker Matt Visser und seine Kollegen jetzt im Fachblatt Physical Review Letters veröffentlicht haben. Demnach ist es einfacher als bislang vermutet, ein so genanntes "Wurmloch" offen zu halten, das weit entfernte Regionen von Raum und Zeit miteinander verbindet. Eine beliebig kleine Menge an exotischer Materie mit negativer Gravitation reiche aus, so die Forscher. Der Haken an der Sache: Niemand weiß bislang, ob es solche Materie überhaupt gibt.
Wurmlöcher sind heute nicht nur bei Science-Fiction-Autoren, sondern auch bei Physikern das bevorzugte Transportmittel für Zeitreisen. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erlaubt die Existenz solcher Abkürzungen durch Raum und Zeit, auch wenn Zeitreisen unangenehme Paradoxa hervorrufen können: Legendär ist die Geschichte des Zeitreisenden, der seinen Großvater erschießt, bevor dieser seine Großmutter kennen lernt und so seine eigene Geburt verhindert.
Allerdings sind Wurmlöcher notorisch instabil - kaum entstanden (wenn sie überhaupt entstehen), fallen sie wieder in sich zusammen. Vor sechs Jahren gelang es Visser und seinem Kollegen David Hochberg jedoch zu zeigen, dass sich Wurmlöcher durch Materie mit negativer Energie und negativer Schwerkraft stabilisieren lassen. Diese exotische Materie ist freilich ebenso wie die Wurmlöcher ein rein theoretisches Konstrukt: Nach heutigen Erkenntnissen ist ihre Existenz zwar möglich, aber gefunden hat sie bislang niemand. Immerhin konnten Visser und seine Kollegen nun zeigen, dass schon winzige Mengen dieses exotischen Stoffes ausreichen, um ein Wurmloch für Zeitreisende offen zu halten.
Zeitreisen sind eigentlich ganz einfach, denn jeder von uns unternimmt sie täglich - allerdings nur in eine Richtung. Seit Jahrtausenden sprechen Wissenschaftler und Philosophen von der Zeit als stetigem Fluss, der Jahr für Jahr dahinfliesst. Was aber wäre, wenn man gegen den Strom schwimmen oder das weit vorausliegende Ufer erkennen könnte? Werden wir eines Tages in der Lage sein, in jeder beliebigen Richtung durch Zeit und Raum zu reisen? Diese Vorstellung scheint gar nicht so weit hergeholt zu sein und eröffnet wahrlich faszinierende Perspektiven.
Seit Einstein haben Wissenschaftler dreidimensionalen Raum und Zeit nicht mehr getrennt voneinander, sondern als unterschiedliche Aspekte einer vierdimensionalen "Raum-Zeit" betrachtet. Quantenphysiker, die subatomare Partikel erforschen, finden es häufig einfacher, davon auszugehen, dass sich die Zeit ebenso vorwärts wie rückwärts bewegen kann, so sehr sich der gesunde Menschenverstand gegen diese Vorstellung sträuben mag.
Die Kosmologen, die sich vor dem Hintergrund völlig anderer Annahmen mit dem Universum beschäftigten, entdeckten, dass Zeit durch Schwerkraft und Geschwindigkeit verformt werden kann. In den vierziger Jahren wies der österreichische Mathematiker Kurt Gödel nach, dass man Tunnel durch die Zeit bohren könnte, wenn man sie stark genug deformiert und dass dabei "geschlossene, zeitartige Kurven" entstehen. Niemand wusste bis zur Entdeckung der Schwarzen Löcher, wie man dies realisieren könnte.
Die Gravitation eines Schwarzen Loches ist so gross, dass es jedes Raum-Zeit-Gefüge zu einer Singularität verformt. Die Singularität ist eine Ringform in der Raum-Zeit, während das Loch in der Mitte den Übergang an einen anderen Ort oder in eine andere Zeit ermöglicht.
Drei Möglichkeiten durch die Zeit zu reisen:
1. Rotierender Zylinder
Für eine Zivilisation, die die Energie der Schwarzen Löcher nutzen könnte, wäre die Wurmloch-Methode womöglich weniger interessant als Verwerfungen im Raum-Zeit-Gefüge, wie sie der US-Astronom Frank Tipler formulierte. Sein Rezept für eine Zeitmaschine lauten wie folgt: Man nehme ein Stück Materie mit 10 Sonnenmassen, drücke diese zusammen und rolle sie zu einem langen, dünnen, superkompakten Zylinder aus, sozusagen ein Schwarzes Loch in "Spaghettiform". Dann versetze man dieses Gebilde in Rotation, etwa einige Milliarden Umdrehungen pro Minute, und warte ab. Tipler prophezeit, dass ein Raumschiff, das sich auf einem genau berechneten Spiralkurs um den Zylinder herum befinden würde, sofort in eine "geschlossene, zeitartige Kurve" geriete und sich Tausende oder sogar Milliarden von Jahren und etliche Galaxien vom Ausgangspunkt entfernt wieder finden würde. Allerdings müsste der Zylinder unendlich lang sein, und an seinen Enden ereigneten sich oft merkwürdige Dinge, sodass man seine Zeitmaschine möglichst davon fern halten sollte. Hielte man sich auf einem Kurs in der Nähe des Zylinderkerns, sei eine Zeitreise heil zu überstehen.
2. Wurmlöcher
Seit den dreißiger Jahren spekulierte man über sogenannte Wurmlöcher im Raum-Zeit-Gefüge. Das sind Durchgänge zwischen unterschiedlichen Regionen des Universums, die an der Verbindungsstelle zweier Schwarzer Löcher entstehen: Ein Reisender, der sie betritt, würde auf der anderen Seite in einer anderen Zeit und an einem anderen Ort herauskommen. Die Schwierigkeit ist allerdings, den Durchgang offen zu halten, solange sich der Reisende darin befindet. Schliesst sich eine Öffnung, wird er die andere niemals erreichen können. Früher ging man davon aus, dass ein solcher Raum-Zeit-Übergang physikalisch schlicht unmöglich sei. Jüngste Untersuchungen, insbesondere die des US-Physikers Kip Thorne, lassen jedoch vermuten, dass es mittels besonderer Materialien, die den gigantischen Krafteinwirkungen widerstehen könnten, vielleicht doch möglich wäre. Aber selbst dann hätte eine Zeitmaschine nur begrenzten Nutzen, denn man könnte nicht in eine Zeit zurückreisen, in der das Wurmloch noch gar nicht existierte. Zudem kämen auch nur solche Zivilisationen für Wurmloch-Reisen in Frage, die imstande wären, Energie aus Schwarzen Löchern zu gewinnen.
3. Kosmische Bänder
Eine Variante des rotierenden Zeitreise-Zylinders sind die kosmischen Bänder. Hypothetische, fadenförmige Objekte, die möglicherweise von der Geburt des Universums, dem Urknall, übriggeblieben sind. Enthält ein Schwarzes Loch eine eindimensionale Singularität, einen unendlich winzigen Punkt im Raum-Zeit-Kontinuum, wäre ein kosmisches Band eine zweidimensionale Singularität. Eine unendlich dünne Linie, die das Raum-Zeit-Gitter verformen könnte. Obwohl bisher noch kein solches Band beobachtet wurde, vermuten einige Astronomen, dass sich dadurch bestimmte Effekte in fernen Galaxien erklären liessen. Könnte man zwei kosmische Bänder - oder ein Band und ein Schwarzes Loch - zusammenbringen, liesse sich eine ganze Reihe "geschlossener, zeitartiger Kurven" hervorrufen. Am vielversprechendsten wäre es, wenn man zwei unendlich lange Bänder mit unvorstellbar hoher Geschwindigkeit aneinander vorbei beschleunigte und dann mit dem Raumschiff eine genau berechnete Bahn in Form einer "8" darum beschriebe. Wem das gelänge, der könnte, so die Theorie, irgendwann, irgendwo wieder auftauchen.
Verwirklichung
Besuchen Sie Ihre Kinder bevor sie geboren wurden und schauen Sie Ihren Urgroßeltern bei der Arbeit über die Schulter - Ronald Mallett will es möglich machen.
Erst kürzlich äußerte sich der bekannte Wissenschaftsautor und Pulitzer-Preis-Träger Carl Sagan auf die Frage, ob er sich jemals Zeitreisen vorstellen könne: "Ich habe keine Idee, ob es möglich ist, aber das Thema ist es zweifellos wert erforscht zu werden." Einer, der sich dieser Forschung intensiv widmet ist Ronald Mallett.
Professor: Zeitreise widerspricht nicht der Physik
Mallett, Professor für theoretische Physik an der Universität von Connecticut, behauptet nun eine praktische Anwendungsmöglichkeit für Zeitreisen gefunden zu haben - sprich: eine Zeitmaschine. Schon lange erklären Theoretiker, dass Zeitreisen gegen keines der bekannten Gesetze der Physik verstoßen würde, allein die technische respektive praktische Umsetzung der theoretischen Gebäude ließ manche Frage offen.
Wurmlöcher als Tunnel durch die Zeit
Bislang gelten die so genannten Wurmlöcher als Tunnel auf der Zeitachse. Doch wie sollte eine Zeitreise mit ihrer Hilfe bewerkstelligt werden? Mallett glaubt nun ein wesentlich verbreiteteres Vehikel für seine Reiseabsichten ausgemacht zu haben. Wie das Fachmagazin »New Scientist magazine« berichtet, präferiert der Professor simples Licht.
Den Lichtstrahl anhalten
Mallett glaubt, dass ein auf Schneckentempo reduzierter, zirkulierender Lichtstrahl einen Weg in die Vergangenheit öffnen könnte. Hierfür seien die technischen Grundlagen vorhanden und - sein Team an der Universität von Connecticut ist bereits dabei ein solches Gerät zu bauen. »Mit dieser Konstruktion«, so der Professor im »New Scientist magazine«, »kann Zeitreisen ein praktische Möglichkeit werden.«
Tipps aus der Zukunft?
Gegenwärtig scheint die Reise in der Mallett-Maschine allerdings wenig komfortabel, denn um den Lichtstrahl abzubremsen werden Temperaturen um den absoluten Gefrierpunkt, also 273,15º Minus , nötig sein. Doch Mallett tröstet uns: Künftige Generationen werden hierfür eine Technik entwickelt haben, sodass die gegenwärtigen Tüftler vielleicht auf einen Tipp aus ferner Zukunft hoffen können.
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