Im Jahr 2009 veranstaltete der britische Physiker Stephen Hawking eine Party für Zeitreisende - der Trick bestand darin, dass er ein Jahr später Einladungen zur Party verschickte (keiner der Gäste erschien).
Eine Zeitreise in die Vergangenheit ist höchstwahrscheinlich unmöglich. Selbst wenn diese Möglichkeit bestand, argumentieren Hawking und andere, dass Sie bis zu dem Zeitpunkt, an dem Ihre Zeitmaschine gebaut wurde, niemals zu einem Zeitpunkt gelangen können.
Aber eine Reise in die Zukunft? Das ist eine andere Geschichte.
Natürlich rasen wir alle Zeitreisenden im Zeitfluss von der Vergangenheit in die Zukunft mit einer Geschwindigkeit von einer Stunde pro Stunde.
Aber wie ein Fluss fließt der Zeitfluss mit unterschiedlicher Geschwindigkeit an verschiedenen Orten. Die moderne Wissenschaft bietet verschiedene Möglichkeiten, um die Zukunft näher zu bringen. Hier ist eine Zusammenfassung ihres Wesens.
Bildunterschrift: Eine Reise durch einen Zeit-Raum-Tunnel aus Sicht von Bossinas Forest für die NASA
Geschwindigkeit
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Der einfachste und praktischste Weg, in die ferne Zukunft zu gelangen, besteht darin, sich sehr schnell zu bewegen.
Nach Einsteins Relativitätstheorie verlangsamt sich die Zeit für Sie in Bezug auf die Außenwelt, wenn Sie mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit reisen.
Es ist nicht nur eine Hypothese oder ein Gedankenexperiment - es ist ein Messergebnis. Mit Hilfe von zwei identischen Atomuhren (einige flogen in einem Düsenflugzeug, andere blieben auf der Erde stationär) konnten Physiker nachweisen, dass fliegende Uhren aufgrund der Geschwindigkeit langsamer ticken.
Im Falle eines Flugzeugs ist der Effekt minimal. Wenn Sie sich jedoch an Bord eines Raumfahrzeugs befinden, das sich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit bewegt, vergeht die Zeit für Sie 2,6-mal langsamer als auf der Erde.
Und je näher Ihre Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit kommt, desto extremer wird die Zeitreise.
Die höchste Geschwindigkeit, die dank menschlicher Technologie erreicht wird, ist die Geschwindigkeit, mit der Protonen den Large Hadron Collider umrunden - 99,9999991% der Lichtgeschwindigkeit. Mit der Relativitätstheorie kann man berechnen, dass eine Sekunde für ein Proton 27.777.778 Sekunden oder in der Praxis 11 Monate für uns entspricht.
Überraschenderweise berücksichtigen Teilchenphysiker die Verzögerung beim Umgang mit zerfallenden Teilchen. Im Labor zerfallen Myonpartikel typischerweise in 2,2 Mikrosekunden. Aber sich schnell bewegende Myonen, die entstehen, wenn kosmische Strahlen die obere Atmosphäre erreichen, zerfallen zehnmal länger.
Bildunterschrift: Die Schwerkraft kann den Lauf der Zeit verlangsamen
Schwere
Die folgende Methode ist ebenfalls von der Arbeit von Einstein inspiriert. Nach seiner allgemeinen Relativitätstheorie bewegt sich die Zeit umso langsamer, je mehr Sie die Schwerkraft spüren.
Wenn Sie sich beispielsweise dem Erdmittelpunkt nähern, nimmt die Schwerkraft zu. Die Zeit vergeht für Ihre Beine langsamer als für Ihren Kopf.
Auch dieser Effekt wurde gemessen. Im Jahr 2010 stellten Physiker des US-amerikanischen Nationalen Instituts für Standards und Technologie (NIST) zwei Atomuhren in Regale, von denen eine 33 Zentimeter höher als die andere war, und maßen den Unterschied in ihrer Tickgeschwindigkeit. Die Uhr im Regal darunter tickte langsamer, weil sie etwas mehr der Schwerkraft ausgesetzt war.
Um in ferner Zukunft zu sein, brauchen wir nur einen Ort mit extrem starker Schwerkraft, wie ein Schwarzes Loch. Je näher Sie der Grenze kommen, desto langsamer vergeht die Zeit - dies ist jedoch riskant, da Sie beim Überqueren der Linie niemals zurückkehren können.
In jedem Fall ist der Effekt nicht so stark, so dass sich die Reise wahrscheinlich nicht lohnt.
Nehmen wir an, Sie haben die Technologie, lange Strecken zurückzulegen, um zu einem Schwarzen Loch zu gelangen (das nächste ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt). Während der Reise selbst verlangsamt sich die Zeit viel stärker als während der Reise durch das Schwarze Loch.
(Die in Interstellar beschriebene Situation, in der eine Stunde auf einem Planeten in der Nähe eines Schwarzen Lochs sieben Jahren auf der Erde entspricht, ist zu extrem und für unser Universum völlig unmöglich, sagt Kip Thorne, der wissenschaftliche Berater des Films.)
Das vielleicht Erstaunlichste ist, dass GPS-Systeme bei ihrer Arbeit die Auswirkungen der Zeitdilatation (sowohl aufgrund der Geschwindigkeit der Satelliten als auch der auf sie einwirkenden Schwerkraft) berücksichtigen müssen. Ohne diese Korrekturen kann das GPS des Telefons Ihre Position auf der Erde selbst in einem Umkreis von mehreren Kilometern nicht bestimmen.
Bildunterschrift: Wie die Zukunft in der TV-Serie "Lost in Space" gezeigt wird
Anabiose
Eine andere Möglichkeit, in die Zukunft zu reisen, besteht darin, die Wahrnehmung der Zeit zu verlangsamen, indem Sie die Lebensprozesse Ihres Körpers verlangsamen oder stoppen und sie dann neu starten.
Bakteriensporen können in suspendierten Animationen Millionen von Jahren leben, bis die richtige Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Nahrungsbedingungen ihren Stoffwechsel wieder aufnehmen. Einige Säugetiere, wie Bären und Eichhörnchen, können ihren Stoffwechsel während des Winterschlafes verlangsamen, was den Sauerstoff- und Nahrungsbedarf ihrer Zellen erheblich verringert.
Werden die Menschen jemals in der Lage sein, dasselbe zu tun?
Obwohl der vollständige Stopp des Stoffwechsels des Körpers noch nicht der modernen Wissenschaft unterliegt, arbeiten einige Wissenschaftler daran, die Wirkung eines mehrstündigen kurzfristigen "Winterschlafes" zu erzielen. Dies kann genug Zeit sein, um der Person zu helfen, beispielsweise während eines Herzstillstands zu überleben, bevor sie ins Krankenhaus gebracht werden kann.
Im Jahr 2005 haben amerikanische Wissenschaftler einen Weg aufgezeigt, den Stoffwechsel von Mäusen zu verlangsamen, die keinen Winterschlaf halten. Während des Experiments erhielten sie kleine Dosen Schwefelwasserstoff, der von denselben Zellrezeptoren wie Sauerstoff wahrgenommen wird. Die Gesamtkörpertemperatur der Mäuse fiel auf 13 ° C und der Metabolismus nahm 10-mal ab. Nach sechs Stunden wurden die Mäuse ohne Nebenwirkungen wiederbelebt.
Leider war ein solches Experiment an Schafen und Schweinen nicht erfolgreich, was Anlass zum Nachdenken gibt: Diese Methode ist möglicherweise nicht für größere Tiere geeignet.
Eine andere Technik, die den Körper in einen unterkühlten "Winterschlaf" versetzt - das Ersetzen von Blut durch kalte Kochsalzlösung - hat bei Schweinen funktioniert und befindet sich derzeit in Pittsburgh in klinischen Studien am Menschen.
Bildunterschrift: So verkörpert der Künstler Kjordand seine Vorstellung vom Raum-Zeit-Tunnel
Raum-Zeit-Tunnel
Die allgemeine Relativitätstheorie ermöglicht auch die Möglichkeit, schnell durch Zeit-Raum-Tunnel zu reisen, um Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren oder einfach zu unterschiedlichen Zeiten zurückzulegen.
Viele Physiker, einschließlich Stephen Hawking, glauben, dass Raum-Zeit-Tunnel, die ständig an verschiedenen Stellen der Quantenhülle auftreten, viel kleiner sind als Atome. Der Trick besteht darin, sich eines zu schnappen und es auf menschliche Proportionen auszudehnen - eine Leistung, die eine enorme Menge an Energie erfordert, aber nur theoretisch möglich sein kann.
Versuche, eine solche Methode zu beweisen, sind gescheitert, letztendlich aufgrund der Inkompatibilität zwischen allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik.
Verwendung von Licht
Die Idee des amerikanischen Physikers Ron Mallett besteht darin, einen rotierenden Lichtzylinder zu verwenden, um das Raum-Zeit-Kontinuum zu täuschen. Alle Objekte, die in einem wirbelnden Zylinder eingeschlossen sind, können theoretisch durch Raum und Zeit gezogen werden, wie eine Blase, die nach dem Umrühren des Getränks in einer Tasse auf die Oberfläche des Kaffees gestiegen ist.
Die richtige Konfiguration kann helfen, Vergangenheit und Zukunft zu bereisen, sagte Mallett.
Mallett veröffentlichte seine Theorie im Jahr 2000 und versucht seitdem, Mittel für ein evidenzbasiertes Experiment zu sammeln, bei dem Neutronen durch einen Kreis rotierender Laser geleitet werden.
Seine Ideen wurden jedoch von der Physikergemeinschaft nicht unterstützt, da es ihnen an Originalität mangelte.
Olga Melnik
