Echt jetzt?

: Eine kurze Geschichte der Zeitreise

Die Telefonspinne knarzt, dann sind wir mit beiden Professoren verbunden. Ich fühle mich ein bisschen in „Zurück in die Zukunft“ versetzt, als sich Professor Marti am anderen Ende meldet – Marti wie Marty McFly? Alle Vorstellungen, der Name könnte möglicherweise seine zukünftige Berufswahl beeinflusst haben, zerschlagen sich sofort.

Dann meldet sich Professor Schleich, seines Zeichens ausgewiesener „Gödel“-Experte. Der Wiener Mathematiker Kurt Gödel habe anlässlich des 70. Geburtstags von Albert Einstein eine These veröffentlicht, die im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie Zeitreisen in die Vergangenheit theoretisch ermöglichten, so Professor Schleich. Eine Sympathiebekundung an Einstein, zeitgleich aber auch eine Demonstration seines enormen Verstandes (lediglich drei Semester Physik, bevor Gödel sich der Mathematik und Logik zuwandte).

Genie am Rande des Wahnsinns

In Wissenschaftskreisen war Gödel bis dato auch kein unbeschriebenes Blatt mehr. So habe er den Glauben der Mathematiker in seinen Grundfesten erschüttert, indem er im Gödelschen Unvollständigkeitssatz der Mathematik einen prinzipiellen Riegel vorschob. In seinen beiden Sätzen hatte er hergeleitet, dass es Aussagen geben muss, die man weder formal beweisen noch widerlegen kann. Damit lieferte er der Wissenschaftswelt den Beweis der Unmöglichkeit einer Widerspruchsfreiheit in der Mathematik! „Ein Genie am Rande des Wahnsinns“, befindet Professor Schleich anerkennend. Einstein und Gödel teilten sich in den 40er-Jahren den täglichen Spaziergang zum Institute for Advanced Study in Princeton. Einstein soll einmal gesagt haben, dass er bloß noch ins Institut komme, um „das Privileg zu haben, mit Gödel zu Fuß nach Hause gehen zu dürfen“, erzählt Professor Schleich. Über Gödel indes sagte man, er war der Einzige, der mit Einstein auf Augenhöhe verkehrte. Albert Einstein wird am 14. März 1879 als älteres von zwei Kindern eines jüdischen Kaufmanns in der Ulmer Bahnhofstraße 20 geboren. Ein Jahr nach seiner Geburt siedelt die Familie nach München über. Bis zu seinem dritten Lebensjahr spricht Einstein angeblich kein Wort. Mit 16 zieht er, rebellisch und sturköpfig, in die Lombardei, um der deutschen Wehrpflicht zu entkommen. 1896 nimmt er an der ETH Zürich das Studium in den Fächern Mathe und Physik auf. Dass Einstein schlechte Noten in den Naturwissenschaftlichen Fächern gehabt habe, hält sich leider wie so viele Gerüchte hartnäckig. Der Irrtum: ein Interpretationsfehler. In der Schweiz steht die Note 6 für die Note 1 im deutschen Lehrsystem.Am Patentamt in Bern arbeitet Einstein nach einer kurzen Lehrerkarriere als technischer Prüfer und gibt sich in seiner Freizeit den Fragestellungen des Universums hin. Seine Muse: Sir Isaac Newton („Principia mathematica“). Seine Beobachtung: Die gemessene Lichtgeschwindigkeit bleibt immer gleich. Daraus folgert er: Zeit und Raum müssen keine wie bisher angenommenen absoluten Dimensionen besitzen. Einsteins berühmte Formel: E=mc² entsteht und damit fällt die Unterscheidung von Energie und Materie. Die Formel besagt, dass die Energie eines Teilchens in Ruheposition von dessen Masse festgelegt wird. Einstein geht in seiner Theorie von der Überlegung aus, dass die Naturgesetze für alle Beobachter, unabhängig von ihrer Bewegung, gelten müssten (1905). In seiner speziellen Relativitätstheorie fasst er später zusammen, dass Raum und Zeit miteinander zusammenhängen. Eine Sensation, wirft doch die spezielle Relativitätstheorie die Vorstellung von Zeit und Raum über den Haufen und macht die Zeit an sich verformbar. Einstein erkannte: Die Zeit ist relativ!

Das Universum als Zeitmaschine

Reisen wir vor ins Jahr 1949. Kurt Gödel beweist, dass Einsteins Theorie der allgemeinen Relativität aus mathematischer Sicht Zeitreisen in die Vergangenheit zulässt. Gödels Raumzeit hat die Eigenschaft, dass das ganze Universum rotiert. Seine Zeit läuft kreisförmig in sich selbst zurück, sodass ein Flug in den Raum hinaus zugleich eine Reise in die Zukunft oder Vergangenheit bedeutet. Das löste bei Albert Einstein Unbehagen aus. Sollte gerade seine Allgemeine Relativitätstheorie dafür herhalten, Zeitreisen zumindest mathematisch zu ermöglichen? Gödels Universum ist gleichförmig, aber der Rotation wegen nicht in allen Richtungen gleichartig. Die Materie wird durch eine Flüssigkeit repräsentiert, die rotiert, aber nicht expandiert. Die Weltlinien sind ohne Anfang und Ende, sie laufen in sich zurück. Spektrum der Wissenschaft erklärt: „In Gödels Kosmos kann ein Astronaut immer geradeaus fliegen und so wieder zu seinem Ursprungsort zurückkehren.“ Um in diesem Universum in die eigene Vergangenheit zu gelangen, ist eine starke Beschleunigung, beispielsweise durch eine Rakete, erforderlich. Gödel erklärte: „Wenn wir auf einem Raumschiff eine Rundfahrt in einer genügend großen Kurve machen, ist es in diesen Welten möglich, in eine beliebige Region der Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft und wieder zurück zu reisen, genauso, wie es in anderen Welten möglich ist, in entfernte Teile des Raums zu reisen.“ Wie würde sich ein derartiger Flug anfühlen? Tack Tick – würden sich die Zeiger der Uhren dadurch rückwärts bewegen? Spektrum der Wissenschaft klärt auf: Der Raumfahrer würde das Weltall mit Sternen und Planeten ganz normal an sich vorüberziehen sehen. Für ihn würde auch die Zeit wie gewohnt vergehen. Anders als in einigen Filmen würden sich nicht die Uhrzeiger an Bord rückwärts drehen. Und trotzdem käme er in seiner eigenen Vergangenheit an.“Es wäre dann möglich, in die nahe Vergangenheit der Orte zu reisen, an denen wir selbst gelebt haben. Gödel verstärkt den absurden Charakter seiner Theorie damit nur noch. „Dort würde ein solcher Reisender eine Person finden, die er selbst in einem früheren Abschnitt seines Lebens wäre. Nun könnte er dieser Person etwas zufügen, von dem er seiner Erinnerung nach weiß, dass es ihm niemals zugestoßen ist.“ Einfacher ausgedrückt: Wie kann man die Vergangenheit verändern, wenn sie doch bereits geschehen ist? Der Mathematiker hielt an seiner Theorie dennoch fest: Trotz „Widersprüchen“ würden die sogenannten kausalen Paradoxien die „Unmöglichkeit derartiger Welten“ nicht beweisen. Einstein räumte ein, dass ihn der Zeitbegriff im Rahmen seiner Allgemeinen Relativitätstheorie bereits bei der Entwicklung beschäftigt hatte, ohne ihn klären zu können. „Die Gödelsche Lösung entspricht nicht der Welt, in der wir leben. Es lässt sich nachweisen, dass unser Universum nicht rotiert“, schildert Supermind Stephen Hawking die Aussichten zum Thema Wurmlöcher und Zeitreisen in seinem populärwissenschaftlichen Werk „Eine kurze Geschichte der Zeit“. Hawking vermerkte übrigens im Vorwort zur überarbeiteten Auflage: „Es ist in etwa 40 Sprachen übersetzt und so oft verkauft worden, dass ungefähr ein Exemplar auf 70 Männer, Frauen und Kinder dieser Welt kommt.“

Zeitreisen durch Verzerrung der Raumzeit

Inzwischen hat man im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie plausiblere Raumzeiten entdeckt, die das Zeitreisekonstrukt theoretisch ermöglichen. Die allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass massereiche Körper wie Planeten, Sterne oder Galaxien die Raumzeit verzerren, was wiederum die Bewegung dieser Objekte beeinflusst. Die Raumzeit könnte sich im Extremfall so stark verbiegen, dass sie einen Weg von der Gegenwart zur Vergangenheit schafft.

Zeitreisen durch Wurmlöcher

Wurmlöcher könnten außerdem einen Tunnel zwischen verschiedenen Regionen der Raumzeit bilden. Sean Caroll vom California Institute of Technology erklärt: „Verbindet man in der allgemeinen Relativitätstheorie zwei verschiedene Regionen des Raums, so verknüpft man zugleich zwei verschiedene Regionen der Zeit.“ Um ein Wurmloch zu erzeugen, benötigt man eine erhebliche Portion negativer Energie. Der Eingang eines dreidimensionalen Wurmlochs führt zu einem vierdimensionalen Tunnel. Die Energie sorgt dafür, dass Eingang und Tunnel offengehalten werden und nicht sofort implodieren.

In einer Zeitschleife gefangen

Verhindert das Universum Zeitreisen? Bei einer Zeitreise durch ein Wurmloch vermutet Caroll gar folgendes Problem: Würde man es schaffen, das Wurmloch offen zu halten, würden sich hindurchbewegende Teilchen den Weg immer wieder durchlaufen. Die Energie der Teilchen würde über alle Grenzen anwachsen. Ebenso wie Masse deformiert auch Energie die Raumzeit und damit kollabiert das Wurmloch zu einem Schwarzen Loch. Ein echtes Worst-Case-Szenario! Schwarze Löcher versus Wurmlöcher: Wo ist der Unterschied? „Im Gegensatz zu Schwarzen Löchern, die eine natürliche Folge der allgemeinen Relativitätstheorie sind, handelt es sich bei Wurmlöchern um künstliche Konstrukte“, folgert Spektrum der Wissenschaft. Was das zu bedeuten hat? Wurmlöcher sind physikalisch zwar unmöglich, stehen jedoch nicht im Widerspruch zur Allgemeinen Relativitätstheorie!

Ist das Universum eine von Göttern geteilte Schachpartie, wie der Physiker Richard Feyman über den Rand unserer Wahrnehmung hinaus postulierte? Die allgemeine Relativitätstheorie ist neben der Quantenmechanik eines der beiden Werkzeuge, das wir bisher haben, um unser Universum zu beschreiben und um zumindest gedankentheoretisch zu klären, ob und inwiefern Zeitreisen möglich sind. Die Antwort auf Feymans Frage würde Einstein in seiner Rolle als Rebell, Einzelkämpfer und Quantenphysik-Kontrahent vielleicht mit der Aussage „Gott würfelt nicht“ negieren.