Einführung                                           [back to main]

Wurmlöcher könnten uns in die eigene Zukunft oder Vergangenheit befördern- so lesen es die Physiker aus ihren Formeln. Doch Zeitreisen hätten paradoxe Konsequenzen: Sie würden Ursache und Wirkung durcheinanderbringen.

Die einfachste Möglichkeit, schnell reich zu werden, besteht darin, einen Freund in der Zukunft nach den Lottozahlen oder Aktienkursen der nächsten Woche zu fragen. Falls es überlichtschnelle Teilchen sogenannte Tachyonen gibt, und falls sich diese ähnlich wie Radiowellen als Informationsüberträger nutzen ließen, könnten wir die Geheimtipps über ein Tachyonen- Telefon frei ins Haus bekommen. Da sich Tachyonen gemäß der Einsteinschen Relativitätstheorie relativ zu uns rückwärts in der Zeit bewegen, wäre die Zukunft gegenwärtig.

Solche Überlegungen lassen sich nicht einfach als Science-Fiction unter den Teppich kehren. Ein bewährtes Prinzip der Physik lautet nämlich, daß alles, was nicht durch Naturgesetze ausdrücklich verboten ist, auch geschehen kann. Deshalb wurde es manchen Wissenschaftern mulmig, als sie entdeckten, daß Einsteins Relativitätstheorie Zeitmaschinen nicht prinzipiell ausschließt. Seither suchen Physiker nach Wegen, die Lösung von Einsteins Formeln zum Bau einer Zeitmaschine zu nutzen. Von vielen zum Teil verrückten Ideen ist nur ein Konzept übriggeblieben: die Wurmlöcher. Sie können nämlich nicht nur kosmische Distanzen abkürzen, sondern auch Zeitreisen ermöglichen.

Die Allgemeine Relativitätstheorie macht eindeutige Aussagen über den Zeitfluss an beiden Öffnungen eines solchen Wurmlochs. Aufgrund der Zeitdilatation, die Einstein beschrieben hat, gehen die Uhren an einer der bewegten Öffnung langsamer als die Uhren an einer ruhenden. Das ist zumindest der Fall, wenn man sie von außen betrachtet. Vom Wurmloch aus gesehen stimmt der Zeitfluss an beiden Pforten überein. "Eine unendlich fortgeschrittene Zivilisation könnte also aus einem Wurmloch eine Zeitmaschine konstruieren", spekuliert Kip Thorne vom California Institute for Technologie in Pasadena.

Ein Beispiel: Ein Raumfahrer hat ein kleines Wurmloch im All gefunden und fliegt mit einem Ende des Schlauchs mit nahezu Lichtgeschwindigkeit davon. Wenn er wendet und zum Ausgangspunkt zurückkehrt, sind für seinen Zwillingsbruder, der beim anderen Ende geblieben war, vielleicht Jahrzehnte vergangen, der Raumfahrer selbst dagegen ist kaum gealtert.

Dieses Gedankenexperiment basiert aus Einsteins Zwillingsparadoxon, wonach die Zeit für einen Astronauten in einem schnellen Raumschiff langsamer vergeht als für seinen Zwillingsbruder auf der Erde. Dieses Zwillingsparadoxon lässt sich durch das Wurmloch aufheben. Der zurückgebliebene Bruder braucht bloß durch die bewegte Öffnung des Wurmloches zu schlüpfen, sobald sein Bruder sie wieder bringt, und gelangt so in seine eigene Vergangenheit- zurück zu seinem jüngeren Selbst, das gerade erst vom Zwillingsbruder verlassen wurde.

Einzige Einschränkung: Es ist unmöglich, in eine Vergangenheit zu reisen, die weiter zurückliegt als der Zeitpunkt, zu dem das Wurmloch erstmals als Zeitmaschine eingesetzt wurde. Umgekehrt kann sich der verjüngte Zwillingsbruder durch die ruhende Öffnung des Wurmlochs in die Zukunft katapultieren.

"Wir können hoffen, eines Tages bei entsprechendem Fortschritt in Wissenschaft und Technik eine Zeitmaschine zu bauen", sagt Stephen Hawking von der britischen Universität Cambridge. "Aber falls das stimmt, warum ist dann noch niemand aus der Zukunft zurückgekommen um uns zu sagen, wie es geht?", schränkt der berühmteste Physiker der Gegenwart ein. "Es könnte gute Gründe geben, uns in unserem heutigen primitiven Entwicklungsstadium das Geheimnis der Zeitreise vorzuenthalten. Doch falls sich die Natur der Menschen in der Zwischenzeit nicht grundlegend verändert hätte, ist es kaum vorstellbar, daß nicht irgendein Besucher aus der Zukunft sich verplappern würde."

Dass unsere Zivilisation nicht mit der Zeitmaschine umgehen könnte, ist allerdings kein stichhaltiges Argument gegen Zeitreisen. Viel schwerer wiegt, daß Zeitreisen das natürliche Gefüge von Ursache und Wirkung zum Einsturz bringen könnten. Denn Beziehungen zwischen Zukunft und Vergangenheit führen zu schwerwiegenden Paradoxen.

Nehmen wir an, der erste Konstrukteur einer Zeitmaschine hat zu viele Bücher von Sigmund Freud gelesen und daraufhin seinen ausgeprägten Ödipus Komplex entwickelt. Er verspürt einen unerklärlichen Hass auf seinen Vater. Dank seiner Erfindung reist er 60 Jahre in die Vergangenheit und ermordet den Vater, als er noch ein kleiner Junge war. Deshalb wird der Vater nie die Mutter des Zeitreisenden schwängern können und die Geburt des Zeitreisenden wäre unmöglich. Daher kann er aber auch niemals die Zeitmaschine bauen und mit ihr die Reise in die Vergangenheit antreten.

Sind Zeitreisen womöglich eine ernstzunehmende Bedrohung der kosmischen Ordnung? Müssten nicht Zeitpolizisten den Bau von Wurmlöchern massiv verhindern, wie es Stephen Hawking gefordert hat? Für ihn und seinen Kollegen Brandon Carter von der Universität Cambridge sind Zeitreisen Trugschlüsse und von der Natur strikt verboten. Hawking formulierte 1992 eine Vermutung zum Schutz der Zeitordnung in der er die Erhaltung der Zeitrichtung und damit die Unmöglichkeit von Zeitmaschinen verlangt: "Die Naturgesetze verhindern in ihrem Zusammenwirken, daß makroskopische Körper Informationen in die Vergangenheit tragen können."

Hawking versuchte, mit Näherungsrechnungen zu zeigen, daß Quantenfluktuationen gewaltige Energien erzeugen, die die Zeitreisenden töten könnten. Womöglich zerstören sie auch die Wurmlöcher selbst, mutmaßte er. Allerdings ergaben Berechnungen von Kip Thorne und Sung- Won Kim am Caltech, daß diese Energien nicht unendlich groß werden können, weil die Planck- Zeit bei 10-43- Sekunden ihrem Wachstum ein Ende bereitet. Eine kürzere Zeitspanne scheint es nicht zu geben, also vermögen die Fluktuationen sich hier nicht mehr weiter exponentiell zu verstärken, und ebben wieder ab.

Doch Hawking wandte ein, daß dies nur für einen äußeren Beobachter gilt, im zeitlichen Bezugssystem der Fluktuation der Energieanstieg aber länger dauert. Für den äußeren Beobachter würde die Energieschwelle daher umgerechnet erst 10-95 Sekunden vor der Entstehung des Wurmlochs wirksam- zu spät, um die Zeitmaschine zu retten.

Hawkings Rechnung erwies sich aber als unzureichend. Li- Xin Li von der Universität Peking zeigte, daß ein Spiegel das katastrophale Anwachsen der Quantenfluktuationen verhindern, und sie ins Weltall ablenken kann. Der Spiegel müsste zwischen die eng benachbarten Wurmlöcher gebracht werden und so groß sein wie deren Schlünde. Ob auf diese Weise jedoch auch Fluktuationen der Gravitationsfelder so weit zu zähmen sind, daß sie für die Zeitmaschine ungefährlich bleiben, ist noch immer nicht geklärt.

Glücklicherweise gibt es noch andere Möglichkeiten, Zeitreisen den Stachel des Paradoxen zu ziehen. Zeitreisen sind prinzipiell nur möglich, wenn sie keine physikalischen Widersprüche zulassen. Ereignisse auf einer geschlossenen Zeitkurve sollen sich nach Überlegungen des russischen Physikers Igor Novikov nur so beeinflussen können, daß keine Kausalitätsverletzungen entstehen. Der Zeitreisende könnte zum Beispiel den Vater verfehlen oder Mitleid würde ihn daran hindern, ihn umzubringen.

Novikov, Thorne und andere Physiker demonstrieren dieses Selbstkonsistenzprinzip mit dem Wurmloch- Billard:" Kann eine Billardkugel so durch ein Wurmloch fliegen", fragten sie, "daß sie in ihrer eigenen Vergangenheit ankommt, auf sich selber stößt und ihr früheres Pendandt damit so aus der Bahn lenkt, daß es das Wurmloch verfehlt?"

Tatsächlich berechneten Novikov und seine Kollegen, daß mögliche Zeitsprünge der Billardkugel ihr früheres Pendant doch wieder in das Wurmloch einlochen, so daß sich kein Widerspruch ergibt. David Deutsch und Michael Lockwood, von der Universität Oxford, haben nach einem anderen Weg für Zeitreisen ohne Paradoxen gesucht. Ihre Hypothese hat aber einen atemberaubenden Preis.

Die beiden Physiker stützen sich auf eine provozierende Interpretation der Quantenmechanik, die der amerikanische Physiker Hugh Everett im Jahre 1957 vorschlug. Er vermutete, daß immer, wenn die Natur die Wahl zwischen zwei oder mehr identische Paralleluniversen aufgespaltet. Dann gibt es ein Universum in dem dieser Satz mit einem Punkt endet, aber auch eines in dem das nicht der Fall ist. Und beide haben fortan ihre eigene Geschichte.

Der Sohn kann also tatsächlich in die Vergangenheit reisen und seinen Vater ermorden. Er gelangt in ein Universum, das bis zum Moment seiner Ankunft exakt mir seinem eigenen identisch war, nun aber einen anderen Verlauf nimmt. In diesem Universum wird der Zeitreisende niemals das Licht der Welt erblicken. Aber aus diesem Universum ist er auch nicht gekommen, sondern aus einem anderen, in dem er geboren wurde, weil dort sein Vater keines vorzeitigen Todes starb.

Das letzte Wort ist noch nicht gesprochen. "Die Frage von Zeitreisen bleibt offen", gibt auch Stephen Hawking zu. "Ich werde darauf jedoch keine Wette abschließen. Der andere könnte ja den unfairen Vorteil haben, die Zukunft zu kennen."

 

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