Der theoretische Physiker Ben Tippett von der University of British Columbia hat zusammen mit dem Astrophysiker David Zang von der University of Maryland ein funktionierendes mathematisches Modell einer "Zeitmaschine" erstellt, das das Prinzip der Krümmung der Raum-Zeit des Universums verwendet. Die Forschungen und Ergebnisse der Wissenschaftler wurden in der Zeitschrift Classical and Quantum Gravity veröffentlicht.
Wissenschaftler, basierend auf der allgemeinen Relativitätstheorie, folgerten ein mathematisches Modell, das sie TARDIS oder Traversable Acausal Retrograde Domain in der Raumzeit nannten ("Passable acausal retrograde Zonen in der Raumzeit"). Aber beeilen Sie sich nicht, sich über die Gelegenheit zu freuen, Ihre längst verstorbene Großmutter in der Vergangenheit zu besuchen, sagen Wissenschaftler. Es gibt ein Problem, bei dem die Richtigkeit ihres mathematischen Modells nicht überprüft werden kann, aber dazu später mehr.
„Zeitreisen werden von Menschen als Fiktion betrachtet. Tatsächlich halten wir es für unmöglich, nur weil wir es noch nicht versucht haben “, sagt der theoretische Physiker und Mathematiker Ben Tippett.
"Eine Zeitmaschine ist jedoch zumindest mathematisch möglich", fügt der Wissenschaftler hinzu.
Das Modell der Wissenschaftler basiert auf der Idee der Präsenz der vierten Dimension des Universums, der Zeit. Dies ermöglicht es uns wiederum, die Existenz eines Raum-Zeit-Kontinuums anzunehmen, in dem verschiedene Richtungen von Raum und Zeit durch das Gewebe des Universums verbunden sind.
Einsteins Relativitätstheorie verbindet die Gravitationseffekte des Universums mit der Krümmung der Raumzeit, einem Phänomen hinter den elliptischen Bahnen von Planeten und Sternen. Bei "flacher" oder nicht gekrümmter Raumzeit würden sich die Planeten in einer geraden Linie bewegen. Die Relativitätstheorie besagt jedoch, dass die Geometrie der Raumzeit in Gegenwart sehr massereicher Objekte gekrümmt wird, wodurch sie die Sterne umkreisen.
Tippett und Tsang glauben, dass nicht nur der Raum im Universum gekrümmt werden kann. Unter dem Einfluss eines Objekts mit großer Masse kann auch die Zeit gekrümmt werden. Sie führen als Beispiel den Raum um Schwarze Löcher an.
„Der Verlauf der Zeitbewegung innerhalb der Raumzeit kann auch gekrümmt sein. Schwarze Löcher sind ein Beispiel. Je näher wir ihnen kommen, desto langsamer fließt die Zeit für uns “, sagt Tippett.
Werbevideo:
„Mein Modell einer Zeitmaschine verwendet eine gekrümmte Raumzeit, um den Passagieren Zeit als Kreis und nicht als Linie zu geben. Und Bewegung in diesem Kreis kann uns in die Vergangenheit schicken."
Um die Hypothese zu testen, schlagen Wissenschaftler vor, so etwas wie eine Blase zu schaffen, die jeden, der sich darin befindet, durch Zeit und Raum entlang einer gekrümmten Flugbahn tragen kann. Wenn sich diese Blase mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als die Lichtgeschwindigkeit ist (laut Wissenschaftlern ist dies auch mathematisch möglich), kann sich jeder, der sich in der Blase befindet, in der Zeit zurückbewegen.
Die Idee wird klarer, wenn Sie sich das von Tippet vorgeschlagene Schema ansehen. Es gibt zwei Zeichen: eines befindet sich innerhalb der Blase / Zeitmaschine (Person A), das andere ist ein externer Beobachter, der sich außerhalb der Blase befindet (Person B).
Der Zeitpfeil, der sich unter normalen Bedingungen (dh in unserem Universum) im vorgestellten Schema immer vorwärts bewegt, lässt die Vergangenheit zur Gegenwart werden (angezeigt durch schwarze Pfeile). Laut dem Wissenschaftler wird jeder dieser Menschen die Bewegung der Zeit anders fühlen:
„In der Blase werden bei Objekt A die Ereignisse von B regelmäßig geändert und dann umgekehrt. Außerhalb der Blase wird Beobachter B sehen, dass zwei Versionen von A aus derselben Position kommen: Der Stundenzeiger dreht sich nach rechts und der andere nach links."
Mit anderen Worten, ein externer Beobachter sieht zwei Versionen von Objekten innerhalb der Zeitmaschine: Eine Version entwickelt sich zeitlich vorwärts, die andere rückwärts.
Das klingt natürlich alles sehr interessant, aber Tippett und Zang sagen, wir haben noch kein technologisches Niveau erreicht, dass diese Hypothese in der Praxis getestet werden könnte. Wir haben einfach keine Materialien, die für den Bau einer solchen Zeitmaschine geeignet sind.
„Obwohl es aus mathematischer Sicht funktionieren könnte, können wir eine solche Maschine nicht bauen, um innerhalb der Raumzeit zu reisen, da wir nicht über die erforderlichen Materialien dafür verfügen. Und hier werden exotische Materialien benötigt. Sie lassen Raum-Zeit biegen. Leider hat die Wissenschaft so etwas noch nicht erfunden “, sagt Tippett.
Die Idee von Tippett und Zang spiegelt eine andere Idee einer Zeitmaschine wider, die sogenannte Alcubierre-Blase, die auch exotische Materialien verwenden sollte, um sich in Raum und Zeit zu bewegen. Nur in diesem Fall sprechen wir nicht von Kreisbewegungen im Raum-Zeit-Feld, sondern von Bewegung, indem wir den Raum vor Ihnen komprimieren und dahinter erweitern.
* * *
Vorher:
Physiker an der University of Queensland in Australien haben sich einer Herausforderung gestellt.
simulieren Sie ein Computerexperiment, das die Möglichkeit einer Zeitreise auf Quantenebene nachweist, die bereits 1991 vorhergesagt wurde.
Es gelang ihnen, das Verhalten eines einzelnen Photons zu simulieren, das in der Raumzeit durch ein Wurmloch in die Vergangenheit gelangt und mit sich selbst interagiert.
Eine solche Flugbahn eines Teilchens wird als geschlossene zeitliche Kurve bezeichnet - das Photon kehrt zum ursprünglichen Raum-Zeit-Punkt zurück, d.h. seine Weltlinie wird geschlossen.
Die Forscher betrachteten zwei Szenarien. Im ersten von ihnen passiert das Teilchen den Maulwurf, kehrt in seine Vergangenheit zurück und interagiert mit sich selbst. Im zweiten Szenario interagiert das Photon, das für immer in einer geschlossenen zeitlichen Kurve eingeschlossen ist, mit einem anderen gewöhnlichen Teilchen.
Laut Wissenschaftlern wird ihre Arbeit einen wichtigen Beitrag zur Vereinigung zweier großer physikalischer Theorien leisten, die bisher wenig gemeinsam hatten: Einsteins allgemeine Relativitätstheorie (GR) und Quantenmechanik.
Einsteins Theorie beschreibt die Welt der Sterne und Galaxien, während die Quantenmechanik hauptsächlich die Eigenschaften von Elementarteilchen, Atomen und Molekülen untersucht.
- Martin Ringbauer, Universität von Queensland
Einsteins allgemeine Relativitätstheorie lässt die Möglichkeit zu, dass sich ein Objekt in der Zeit zurückbewegt, was in eine geschlossene zeitliche Kurve fällt. Eine solche Möglichkeit kann jedoch eine Reihe von Paradoxien hervorrufen: Ein Zeitreisender kann beispielsweise verhindern, dass sich seine Eltern treffen, und dies macht es für seine eigene Geburt unmöglich.
1991 wurde erstmals vorgeschlagen, dass Zeitreisen in der Quantenwelt solche Paradoxien beseitigen könnten, da die Eigenschaften von Quantenteilchen nach dem Heisenbergschen Unsicherheitsprinzip nicht genau definiert sind.
In einem Computerexperiment untersuchten australische Wissenschaftler als erste das Verhalten von Quantenteilchen in einem ähnlichen Szenario. Gleichzeitig wurden neue interessante Effekte entdeckt, deren Auftreten in der Standardquantenmechanik unmöglich ist.
Zum Beispiel stellte sich heraus, dass es möglich ist, die verschiedenen Zustände eines Quantensystems genau zu unterscheiden, was völlig ausgeschlossen ist, wenn Sie im Rahmen der Quantentheorie bleiben.
