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Zeitreisen

Warum Zeitreisen physikalisch nicht möglich sind

| Redakteur: Katharina Juschkat

Traurige Nachrichten für alle Science-Ficiton-Fans: In der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins der Goethe-Universität „Forschung Frankfurt“ erklären zwei Physiker, warum Zeitreisen in die Vergangenheit nicht möglich sind.

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(Bild: back to the future burnside brewery / theNerdPatrol / BY 2.0 )

Als Marty McFly vor über 30 Jahren mit Doc Brown in die Vergangenheit reiste, um die Zukunft zu retten, träumten zahlreiche Menschen von den Möglichkeiten der Zeitreise. Heute, zwei Jahre, nachdem Marty und Doc aus der Vergangenheit hätten auftauchen sollen, schreibt der Physiker Roger Erb, dass Zeitreisen gar nicht möglich sind – zumindest nicht in die Vergangenheit. Das liegt unter anderem an der Entropie.

Unordnung nimmt stetig zu

Wenn man zwei Billiardkugeln filmt, die zusammenstoßen, kann man den Film rückwärts abspielen, ohne dass es auffällt. Anders ist es bei vielen natürlichen Vorgängen, zum Beispiel eine abbrennende Kerze. Jeder würde erkennen, dass ein rückwärtsgedrehtes Video der Kerze nicht richtig ist. Solche Prozesse nennen Physiker irreversibel und beschreiben sie mit einer besonderen Größe, der Entropie.

Roger Erb erklärt die Entropie anhand eines Experiments mit einem Wasser gefüllten Gefäß, das durch eine herausnehmbare Wand unterteilt ist. Auf der einen Seite ist das Wasser mit Farbe verrührt. Wird die Trennwand herausgezogen, so mischen sich die beiden Wassermengen, und die Farbe verteilt sich nach einiger Zeit gleichmäßig in beiden Hälften. Für jedes Farbstoffteilchen ist dann die Wahrscheinlichkeit, in der linken oder rechten Hälfte zu sein, gleich groß. Es wird sich jedoch nie mehr der Zustand einstellen, dass alle Farbteilchen in nur einer Hälfte versammelt sind.

Wenn ein System von einem Zustand mit wenigen Realisierungsmöglichkeiten in einen mit vielen Möglichkeiten übergeht, dann wächst die Entropie. Das ist bei den allermeisten natürlich ablaufenden Prozessen der Fall. Vereinfacht sagt man daher auch, dass in einem geschlossenen System die Unordnung niemals abnehmen kann und meistens zunimmt.

„Interstellar“ zeigt realistische Zeitreise

Physikalisch korrekter soll dagegen der Film „Interstellar“ sein, in dem Menschen mit einem Raumschiff durch ein Wurmloch in eine andere Galaxie reisen. In deren Mitte befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch mit einer Masse von mehreren Millionen Sonnenmassen. Auf den Planeten, die das Schwarze Loch umkreisen, läuft die Zeit deutlich langsamer ab als auf dem weit entfernten Raumschiff. Das ist physikalisch realistisch, denn in der Nähe großer Massen vergeht die Zeit tatsächlich langsamer – in gewisser Weise handelt es sich für die Menschen auf dem Planeten um eine Zeitreise in die Zukunft. Dies ist eine der Folgen der allgemeinen Relativitätstheorie und ist experimentell bestätigt.

Übrigens kommt in dem Film das Bild eines Schwarzen Lochs vor, das physikalisch vollkommen korrekt berechnet wurde. Die wissenschaftlichen Berater haben dabei sogar neue Erkenntnisse gewonnen. Hollywood kann also durchaus mehr als nur unterhalten.

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