Zeitreisen, eine uralte Faszination der Science-Fiction, bleiben in der Wissenschaft ein komplexes und ungelöstes Konzept. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass sich die Zeit nur vorwärts bewegen kann, während Einsteins Relativitätstheorie den Zusammenhang zwischen Zeit und Geschwindigkeit zeigt. Theoretische Ideen wie Wurmlöcher bieten potenzielle Routen, aber praktische Herausforderungen und Paradoxien wie das „Großvater-Paradoxon“ erschweren die Durchführbarkeit tatsächlicher Zeitreisen zusätzlich.
Wäre eine Zeitreise möglich?
Haben Sie jemals davon geträumt, durch die Zeit zu reisen, wie es die Figuren in Science-Fiction-Filmen tun? Seit Jahrhunderten regt das Konzept der Zeitreise die Fantasie der Menschen an. Unter Zeitreisen versteht man das Reisen zwischen verschiedenen Zeitpunkten, genauso wie man sich zwischen verschiedenen Orten bewegt. In Filmen haben Sie vielleicht Charaktere gesehen, die spezielle Maschinen oder magische Geräte benutzen oder sogar in ein futuristisches Auto springen, um durch die Zeit vorwärts oder rückwärts zu reisen.
Aber ist das nur eine lustige Idee für Filme, oder könnte es tatsächlich passieren?
Die Wissenschaft hinter Zeitreisen
Die Frage, ob die Zeit reversibel ist, bleibt eine der größten ungelösten Fragen der Wissenschaft. Wenn das Universum folgt Gesetze der Thermodynamik, ist möglicherweise nicht möglich. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Dinge im Universum mit der Zeit entweder gleich bleiben oder immer ungeordneter werden.
Das ist ein bisschen so, als würde man sagen, man könne Eier nicht mehr aufschlagen, nachdem sie gekocht sind. Nach diesem Gesetz kann das Universum nicht vollständig zu dem zurückkehren, was es vorher war. Die Zeit kann sich nur vorwärts bewegen, wie eine Einbahnstraße.
Zeit ist relativ
Die spezielle Relativitätstheorie des Physikers Albert Einstein legt jedoch nahe, dass die Zeit für verschiedene Menschen unterschiedlich schnell vergeht. Ein Mensch fährt schnell in einem Raumschiff und bewegt sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit – 671 Millionen Meilen pro Stunde! -Er wird langsamer leben als jeder andere auf der Erde.
Noch haben Menschen keine Raumschiffe gebaut, die sich mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen können, sondern Astronauten, die den Weltraum besuchen Internationale Raumstation Es umkreist die Erde mit einer Geschwindigkeit von annähernd 17.500 Meilen pro Stunde. Der Astronaut Scott Kelly verbrachte 520 Tage auf der Internationalen Raumstation und alterte daher etwas langsamer als sein Zwillingsbruder – und Astronautenkollege – Mark Kelly. Scott war sechs Minuten jünger als sein Zwillingsbruder. Da Scott nun seit vielen Tagen viel schneller unterwegs ist als Mark, ist er es auch 6 Minuten und 5 Millisekunden kleiner.
Die Zeit ist nicht überall gleich.
Theoretische Möglichkeiten und Herausforderungen
Einige Wissenschaftler erforschen andere Ideen, die theoretisch Zeitreisen ermöglichen könnten. Ein Konzept beinhaltet Wurmlöcher oder virtuelle Tunnel im Weltraum, die Abkürzungen für Reisen durch das Universum schaffen könnten. Wenn jemand ein Wurmloch bauen und dann einen Weg finden könnte, ein Ende davon nahezu mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen – wie das oben erwähnte hypothetische Raumschiff –, würde das bewegliche Ende langsamer altern als das feste Ende. Die Person, die das Wurmloch durch das bewegliche Ende betrat und durch das feste Ende verließ, würde in ihrer Vergangenheit austreten.
Allerdings bleiben Wurmlöcher eine Theorie: Wissenschaftler konnten sie noch nicht entdecken. Es scheint auch, dass es so sein wird Unglaublich schwierig Menschen durch einen Weltraumtunnel zum Wurmloch schicken.
Paradoxien und gescheiterte Dinnerpartys
Es gibt auch Paradoxien, die mit Zeitreisen verbunden sind. berühmt „Das Großvater-Paradoxon„Es handelt sich um ein hypothetisches Problem, das entstehen könnte, wenn jemand durch die Zeit reist und versehentlich verhindert, dass sich seine Vorfahren treffen. Dies würde ein Paradoxon schaffen, da man nie geboren wurde, was die Frage aufwirft: Wie konnte man überhaupt durch die Zeit reisen?“ Es ist ein Rätsel.“ Für den Geist trägt es zum Mysterium der Zeitreise bei.
Es ist bekannt, dass der Physiker Stephen Hawking die Möglichkeit von Zeitreisen getestet hat Veranstalten Sie eine Dinnerparty Einladungen mit Datum, Uhrzeit und Koordinaten wurden erst nachträglich verschickt. Er hoffte, dass seine Einladung von jemandem gelesen würde, der in der Zukunft lebte und die Fähigkeit hatte, durch die Zeit zu reisen. Aber niemand ist aufgetaucht.
Wie es ist wies darauf hin„Der beste Beweis, den wir haben, dass Zeitreisen nicht möglich sind und niemals möglich sein werden, ist, dass wir nicht von Horden von Touristen aus der Zukunft überfallen wurden.“
Künstlerische Darstellung des James Webb-Weltraumteleskops. Bildnachweis: Northrop Grumman
Teleskope sind Zeitmaschinen
Interessanterweise verfügen Astrophysiker mit leistungsstarken Teleskopen über eine einzigartige Form der Zeitreise. Wenn sie die Weite des Universums betrachten, blicken sie auf das vergangene Universum. Das Licht aller Galaxien und Sterne braucht Zeit, um sich fortzubewegen, und diese Lichtstrahlen tragen Informationen aus der fernen Vergangenheit. Wenn Astrophysiker einen Stern oder eine Galaxie durch ein Teleskop beobachten, sehen sie ihn nicht so, wie er heute existiert, sondern eher so, wie er existierte, als das Licht vor Millionen bis Milliarden Jahren seine Reise zur Erde begann.
Teleskope sind eine Art Zeitmaschine, sie ermöglichen einen Blick in die Vergangenheit.
Das neueste Weltraumteleskop der NASA, das James Webb Space Telescope, untersucht Galaxien, die zu Beginn des Urknalls vor etwa 13,7 Milliarden Jahren entstanden sind.
Auch wenn es unwahrscheinlich ist, dass wir in absehbarer Zeit Zeitmaschinen wie in Filmen haben werden, forschen und erforschen Wissenschaftler aktiv neue Ideen. Aber vorerst müssen wir uns einfach an der Idee einer Zeitreise in unseren Lieblingsbüchern, -filmen und -träumen erfreuen.
Geschrieben von Addie Ford, Assistenzprofessorin für Astronomie und Astrophysik, University of Maryland, Baltimore County.
Angepasst an einen Artikel, der ursprünglich in veröffentlicht wurde Gespräch.