Was die Zukunft wohl bringt? Um das herauszufinden müssen wir abwarten. Und selbst dann werden wir nie erleben können, wie die Welt in ein paar Jahrhunderten oder Jahrtausenden aussieht. Es sei denn, wir könnten per Zeitmaschine in die Zukunft reisen. In der Science-Fiction passiert das ständig. In der Realität ist es schwieriger. Aber Zeitreisen in die Zukunft sind möglich. Wie man so etwas macht, erklärt die neue Folge der Sternengeschichten.
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Transkription
Sternengeschichten Folge 213: Zeitreisen in die Zukunft
Eine Reise durch die Zeit. Zurück in die Vergangenheit oder in die ferne Zukunft. Das ist ein alter Traum der Menschheit und ein Traum, der in zahllosen Science-Fiction-Büchern und Filmen ausgelebt wird. Aber Zeitreisen sind auch ein Thema, das man aus wissenschaftlicher Sicht betrachten kann. Denn die modernen Theorien der Physik haben einiges zu diesem Thema zu sagen. Unter anderem, dass eine Reise durch die Zeit tatsächlich möglich sein kann!
Man muss hier allerdings aufpassen, dass man Wissenschaft und Science-Fiction nicht durcheinander bringt. Und vor allem muss man vorerst zwischen Reisen in die Zukunft und Reisen in die Vergangenheit trennen. Eine Reise in die Zukunft erscheint nämlich sehr viel realistischer als eine Reise in die Vergangenheit. Eine Reise in die Zukunft könnte man in gewisser Weise auch simulieren, ganz ohne Zeitmaschine. Die Zeit vergeht ja ganz von selbst und wir gehen mit ihr von der Gegenwart in die Zukunft. Dass wir nicht das Gefühl haben, eine echte Zeitreise zu machen liegt nur daran, dass unser Bewusstsein die ganze Zeit über aktiv ist. Wenn wir es für einen längeren Zeitraum irgendwie anhalten könnten, dann wäre das anders.
In vielen Science-Fiction-Filmen wird für so etwas die Kryotechnik eingesetzt: Menschen lassen sich “einfrieren” und wenn sie Tage, Jahre oder Jahrhunderte später wieder aufgetaut werden und aufwachen, ist für sie selbst keine bewusste Zeit vergangen; für den Rest der Welt allerdings schon. Wer in der Gegenwart schlafen geht und 100 Jahre später wieder aufwacht kann von sich durchaus mit gewissem Recht behaupten, eine Zeitreise gemacht zu haben. Man könnte sich auch vorstellen, dass man das Bewusstsein eines Menschen vom Körper trennt und in einem Computer speichert. Dann kann man auf das Einfrieren verzichten und stattdessen einfach das Programm pausieren lassen.
Ne Tardis wäre praktisch…
Aber das ist – wie gesagt – Science-Fiction. Die Technik um Menschen ohne Schaden einzufrieren und weit in der Zukunft ebenso ohne Schaden wieder aufzutauen existiert nicht und es ist zweifelhaft, ob sie je existieren wird. Und noch viel zweifelhafter ist es, ob sich das menschliche Bewusstsein 1:1 in ein Computerprogramm übertragen lässt. Die moderne Physik hat aber noch mehr zu bieten. Zuständig für Zeitreisen ist hier vor allem die Relativitätstheorie von Albert Einstein.
In seiner speziellen Relativitätstheorie aus dem Jahr 1905 hat Einstein gezeigt, dass weder der Raum noch die Zeit absolut sind. Beide sind untrennbar miteinander verbunden; die Bewegung durch den Raum kann nicht unabhängig von der Bewegung durch die Zeit erfolgen. Ganz vereinfacht gesagt hat Einstein nachgewiesen, dass nur die Bewegung durch die kombinierte Raumzeit selbst immer konstant ist. Je schneller sich jemand durch den Raum bewegt, desto langsamer muss man sich dafür als Ausgleich durch die Zeit bewegen. Oder anders gesagt: Je größer die Geschwindigkeit ist, mit der man sich bewegt, desto langsamer vergeht für einen selbst die Zeit. Beziehungsweise desto langsamer vergeht die Zeit im Vergleich zu dem System, gegenüber dem man sich bewegt. Das klassische Beispiel dafür sind Astronauten in einem Raumschiff. Wenn sie die Erde damit verlassen, dann bewegen sie sich in Bezug auf die Erde sehr schnell. In Bezug auf die Erde vergeht für sie die Zeit auch langsamer. Aber eben nur in Bezug auf die Erde: Den Astronauten selbst kommt der Verlauf der Zeit ganz normal vor. Von der Erde beobachtet scheinen sie sich aber – wieder sehr vereinfacht gesagt – in Zeitlupe zu bewegen. Wenn die Astronauten mit ihrem Raumschiff zum Beispiel ein Jahr lang im All unterwegs sind und dann wieder auf die Erde zurück kehren, könnten sie dort feststellen, dass in ihrer Abwesenheit dort viel mehr als nur ein Jahr vergangen ist. Ein paar Jahrzehnte, Jahrhunderte oder gar Jahrtausende – je nachdem wie schnell sie tatsächlich waren.
Aus dieser Überlegung heraus stammt auch das berühmte “Zwillingsparadoxon”. Es basiert auf der Frage, wieso man das ganze nicht auch umgekehrt betrachten kann. Ein auf der Erde zurückbleibender Astronaut könnte ja auch den Standpunkt einnehmen, er würde sich mitsamt der Erde sehr schnell vom Raumschiff entfernen. Jetzt wäre er es, dessen Zeit in Bezug auf seine durchs All reisenden Kollegen langsamer vergeht. Die Auflösung dieses Paradoxons ist nicht trivial, aber sie ist möglich. Denn die Situation ist eben nicht genau gleichwertig: Die Astronauten in ihrem Raumschiff müssen abbremsen, umdrehen und wieder beschleunigen um zur Erde zurück kehren zu können und das macht am Ende den Unterschied. Dass es sich hier nicht um ein reines Gedankenspiel handelt, haben die Wissenschaftler mittlerweile auch experimentell bestätigt. Versuche mit Atomuhren die sich in Flugzeugen schnell bewegen haben gezeigt, dass diese Uhren in Bezug auf Uhren die am Erdboden zurück geblieben waren, wirklich langsamer gingen. Auch Elementarteilchen die sich schnell bewegen, zeigen diese sogenannte “Zeitdilatation”.
Berühmtestes Beispiel dafür sind die Myonen. Das sind Elementarteilchen die entstehen, wenn die kosmische Strahlung aus dem All auf die oberen Schichten der Erdatmosphäre trifft. In ungefähr 10 Kilometer Höhe entstehen dabei Myonen die sich dann in Richtung des Erdbodens weiterbewegen und das sehr schnell tun. Sie erreichen fast Lichtgeschwindigkeit – aber eigentlich dürften sie den Erdboden trotzdem nicht erreichen. Denn Myonen sind instabil und wandeln sich in Sekundenbruchteilen in andere Teilchen um. Sie leben zu kurz um die 10 Kilometer bis zur Erde zurück legen zu können. Trotzdem messen Detektoren auf dem Erdboden jede Menge dieser Teilchen. Der Grund dafür liegt in der Zeitdilatation der speziellen Relativitätstheorie. Da die Myonen so schnell sind, vergeht für sie die Zeit enorm langsam. Aus ihrer Sicht haben sie ausreichend Zeit um bis zur Erde zu gelangen ohne zu zerfallen. Sie reisen quasi durch die Zeit, in die Zukunft…
Das Rezept für Zeitreisen in die Zukunft ist also ganz einfach: Bau ein Raumschiff und fliege damit sehr schnell durch die Gegend. Nach deiner Rückkehr wird auf der Erde mehr Zeit vergangen sein als für dich selbst. Je schneller du bist, desto weiter kannst du in die Zukunft reisen. Wie gesagt – es eigentlich ein einfaches Rezept. Aber natürlich sind wir weit davon entfernt, tatsächlich Raumschiffe bauen zu können, die auch nur in die Nähe der Geschwindigkeiten kommen die nötig wären um tatsächlich so etwas wie eine Zeitreise durchführen zu können. Im Prinzip haben wir Reisen in die Zukunft allerdings tatsächlich schon durchgeführt. Zum Beispiel der russische Kosmonaut Gennadi Iwanowitsch Padalka: Er hat 878 Tage im All verbracht und sich dabei mit hoher Geschwindigkeit um die Erde bewegt. Dadurch sind für ihn knapp 23 Millisekunden weniger vergangen als für den Rest der Menschheit. Nicht das, wovon man träumt wenn man von Zeitreisen träumt. Aber immerhin eine echte Zeitreise in die Zukunft!
Zeitmaschinen sind cool – aber leider nur Sci-Fi (Bild: Public Domain)
Durch die Zeit kann man aber nicht nur mit hoher Geschwindigkeit reisen sondern auch an hohen Orten. Albert Einstein hat sich nicht nur in seiner speziellen Relativitätstheorie mit Raum und Zeit beschäftigt sondern auch zehn Jahre später in seiner allgemeinen Relativitätstheorie. Dort hat er den Einfluss von Massen auf Raum und Zeit untersucht und die Auswirkungen der Gravitationskraft. Er kam zu dem Ergebnis, dass die Zeit nicht nur langsamer vergeht, wenn man sich sehr schnell bewegt. Sondern auch das der Verlauf der Zeit auch durch die Gravitation beeinflusst wird. Zum Beispiel durch das Gravitationsfeld der Erde. Ein Beobachter im Weltall ist einer geringeren Anziehungskraft ausgesetzt als einer auf der Erdoberfläche. Vergleicht er die Zeit auf seiner Uhr mit der einer unten auf der Erde, wird er feststellen dass die Uhr unten langsamer geht als seine eigene. Auch dieser Effekt konnte schon mit Atomuhren nachgewiesen werden. Im Prinzip würde es also reichen, auf einen hohen Berg zu steigen und sich so ein wenig aus dem Gravitationsfeld der Erde zu entfernen um eine Zeitreise durchzuführen.
Zeitreisen in die Zukunft sind also prinzipiell möglich. Die moderne Wissenschaft kennt nicht nur Prinzipien und Methoden um das zu bewerkstelligen; wir haben sogar schon konkret nachgewiesen, dass Zeitreisen in die Zukunft tatsächlich stattgefunden haben. Von einer echten Zeitmaschine in die man einfach ein bestimmtes Datum eintippt um dann mit jeder Menge Special-Effects direkt in die so gewählte Zukunft transportiert zu werden sind wir weit entfernt. Das ist Science-Fiction und keine seriöse Wissenschaft. Aber die Situation ist immer noch besser als bei Zeitreisen in die Vergangenheit. Hier wird die Sache wirklich kompliziert. Aber dazu mehr in der nächsten Folge der Sternengeschichten…
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