Was passiert, wenn ein Zeitreisender seinen Großvater tötet? Was ist eine Zeitschleife, wie verhindert man, dass eine Zeitmaschine einfach so im Weltall auftaucht, Millionen Kilometer von daheim? Und gibt es einen freien Willen?
Glückwunsch! Du hast dir eine Zeitmaschine beschafft. Du kannst schnell einen Sprung zu den Dinosauriern machen, beim „Rooftop Concert“ der Beatles in London sein, die Bergpredigt von Jesus hören, Bücher aus der Bibliothek von Alexandria retten, Hitler umbringen. Die Zukunft und die Vergangenheit sind ganz in deiner Hand. Nur einsteigen und auf den roten Knopf drücken.
Ok, aber tu’s nicht!
Wirklich. Wenn dir dein Leben lieb ist und wenn du das Gefüge der Realität bewahren willst, dann erbarme dich deiner Seele! Die Physik und die logischen Paradoxa werden dir zum Verhängnis werden. Vom Großvaterparadoxon bis zu den Gesetzen der klassischen Mechanik haben wir für dich einen detaillierten Führer durch die Gefahren der Zeitreise zusammengestellt. Nimm dich in Acht!
Detaillierter Führer durch die Gefahren der Zeitreise. Die Maschine aus „Die Zeitmaschine“ von H. G. Wells | Quelle: Shutterstock
Das Großvaterparadoxon
Du willst die Realität verändern? Denke vorher genau über den Beitrag deiner Großmutter und deines Großvaters zu deinem eigenen Leben nach.
In seiner Grundform beschreibt das Großvaterparadoxon folgenden Sachverhalt: aus irgendeinem Grund beschließt du, durch die Zeit rückwärts zu reisen und deinen Großvater in seiner Jugend zu ermorden. Natürlich, du liebst ihn, aber es geht um ein wissenschaftliches Experiment. Es muss sein. Infolgedessen wird deine Großmutter nicht deine Mutter oder deinen Vater zur Welt bringen, und daher wirst du nie geboren werden und deinen Großvater nicht umbringen können. Oh je, da gibt es einen Widerspruch!
In seiner erweiterten Form betrifft das Paradoxon fast jede Veränderung, die ein hypothetischer Zeitreisender in der Vergangenheit vornehmen könnte. In einer chaotischen Realität kann man nicht wissen, wie sich jede deiner Handlungen auf die Realität auswirken würde, aus der du gekommen bist. So wie der Flügelschlag eines Schmetterlings in Brasilien einen Tornado in Texas auslösen kann, kann man nicht wissen, wie sich ein falscher Schritt von dir auf die ganze Weltgeschichte auswirken würde, und insbesondere ein drastischer Akt wie die Ermordung eines Menschen.
Es gibt für das Paradoxon auch eine mögliche Auflösung, aber diese schafft den freien Willen ab: der Zeitreisende kann nur etwas machen, was ohnehin schon geschehen ist. Das heißt, kein Grund zur Sorge – alles, was du in der Vergangenheit gemacht hast, ist schon geschehen, und daher kann es dir nicht gelingen, deinen Großvater zu ermorden oder auf irgendeine andere Weise einen Widerspruch herbeizuführen. Eine andere Auflösung kann darin bestehen, dass die Handlungen des Zeitreisenden die Spaltung der Welt in zwei Parallelwelten bewirken – eine, in der der Zeitreisende geboren wurde, und eine zweite, in der er seinen Großvater ermordet hat und nicht geboren wurde.
Auch die Übertragung von Information aus der Zukunft in die Vergangenheit erzeugt ein ähnliches Paradoxon. Nehmen wir etwa an, dass wohlmeinende Menschen mich davor warnen wollen, dass mir ein Klavier auf den Kopf fallen wird oder dass ich an einer Krebserkrankung sterben werde, die bei Früherkennung heilbar ist. Infolgedessen werde ich Maßnahmen ergreifen, die das Eintreten des Ereignisses verhindern werden, und dann werden wiederum diese wohlmeinenden Menschen keinen Grund haben, mir die Information zukommen zu lassen, die mein Leben rettet. Noch ein Widerspruch.
Marty bekommt Schwierigkeiten mit dem Großvaterparadoxon, aus „Zurück in die Zukunft“, 1985
Betrachten wir jetzt eine andere Art von Information – mein reiches Ich aus der Zukunft hat eine Zeitmaschine gebaut, um meinem Ich Ende der 90er Jahre zu sagen, dass es Aktien einer kleinen Firma namens Google kaufen und ein Vermögen machen soll. Wenn ich einen freien Willen habe, dann kann ich mich weigern, das zu tun. Aber mein Zukunfts-Ich weiß, dass ich das schon getan habe. Habe ich eine andere Wahl, als meinen eigenen Wunsch zu erfüllen?
Zeitschleifen
Der Held der Kurzgeschichte „Entführung in die Zukunft“ („All You Zombies“) des Science Fiction-Autors Robert A. Heinlein wird zeitgerecht in die Vergangenheit zurückversetzt, um eine junge Frau zu schwängern, von der sich in der Folge herausstellt, dass sie er selbst nach einer Geschlechtsumwandlung ist. Der Nachkomme, der durch diese Selbst-Paarung gezeugt wird, wird derselbe Bursche sein, der sein eigenes jüngeres Selbst treffen und sich in die Vergangenheit zurückversetzen wird, um ihr wisst schon wen zu schwängern.
Verwirrend? Das ist nur ein Extrembeispiel für eine Zeitschleife – einen Zustand, in dem ein Ereignis in der Vergangenheit der Grund für ein Ereignis zu einem anderen Zeitpunkt und zugleich dessen Folge ist. Ein einfacheres Beispiel kann ein Zeitreisender sein, der dem jungen William Shakespeare eine Sammlung aller Shakespeare-Werke übergibt, damit er sie abschreibt und als seine eigenen Werke ausgibt. Wenn das so ist, wer ist dann das Genie, das „Macbeth“ geschrieben hat?
Das Phänomen wird auch Stiefelriemen-Paradoxon genannt, nach einer anderen Erzählung von Heinlein, der das durch einen Mann veranschaulichte, der versucht, sich selbst aufzuheben, indem er an seinen Stiefelriemen zieht – ein Gleichnis, dessen Ursprung in den Geschichten von den Übertreibungen des Baron Münchhausen liegt. Das Wort „Paradoxon“ ist ein wenig irreführend, denn in der Schleife steckt keinerlei Widerspruch – sie existiert durch die Aufeinanderfolge der Ereignisse und speist sich selbst. Der einzige Widerspruch betrifft die uns vertraute Reihenfolge von Ereignissen, wo eine Ursache einfach nur zu einer Wirkung führt und die Frage „Wie hat das begonnen?“ sinnvoll ist.
Terminator 2 (1991). Der Roboter aus der Zukunft (Arnold Schwarzenegger) vernichtet sich selbst, um eine Zeitschleife zu unterbrechen, in der seine Existenz in der Gegenwart die Technologie ermöglicht, die ihn in der Zukunft erzeugen wird.
Wo sind die Zeitreisenden?
Im Jahr 1950 rief der Physiker Enrico Fermi bei einem Mittagessen mit Kollegen plötzlich aus: „Aber wo sind sie alle?”. Er meinte damit: wenn es im Universum wirklich vernunftbegabte Wesen gibt, wie kommt es dann, dass wir noch nie Außerirdischen begegnet und auch nie auf Beweise für ihre Existenz gestoßen sind, wie etwa Funksprüche, die eine technische Zivilisation anzeigen würden? Die gleiche Frage kann man auch auf Zeitreisende beziehen: „Wenn Zeitreisen wirklich möglich sind, wo sind dann die Zeitreisenden?“
Die Frage, die auch „Fermi-Paradoxon“ genannt wird, ist schwerwiegend. Wenn es möglich wäre, in der Zeit zu reisen, hätten wir dann nicht an kritischen Punkten in der Geschichte auf eine Menge von Beobachtern aus der Zukunft stoßen müssen? Schließlich ist es unwahrscheinlich, dass es allen gelingt, sich perfekt zu tarnen, ohne einen einzigen Fehler in ihrer Kleidung, im Akzent und im Wortschatz ihrer Sprache usw. Es kann natürlich sein, dass Zeitreisen möglich sind, aber davon nur vorsichtig und kontrolliert Gebrauch gemacht wird, wegen all der hier angeführten Gefahren.
„Wenn es im Universum wirklich vernunftbegabtes Leben gibt, wo sind sie dann alle?“ Gemälde des Physikers Enrico Fermi | Emilio Segre Visual Archives / SPL
Am 28. Juni 2009 machte der Physiker Stephen Hawking ein wissenschaftliches Experiment, das die Frage einmal für immer beantworten sollte. Er besorgte Erfrischungen, Ballons und Champagner und arrangierte eine geheime Party nur für Zeitreisende, schickte aber die Einladung dazu erst am nächsten Tag aus. Wenn sich niemand einfinden würde, behauptete er, dann würde das beweisen, dass eine Zeitreise in die Vergangenheit unmöglich sei. Tatsächlich gelang das Experiment, und bei Hawking war kein einziger Zeitreisender zu Gast. „Ich habe lange gewartet, aber niemand ist gekommen“, erzählte er beim Wissenschaftsfestival 2012 in Seattle.
Eine große Anzahl von Zeitreisenden würde auch die Vorstellung von einer festen und stetigen Zeit erschüttern, unter der Annahme, dass es wirklich möglich wäre, die Vergangenheit zu verändern. Denken wir zum Beispiel an ein wichtiges Fußballspiel Bayern gegen Dortmund. Ursprünglich hat Bayern gewonnen, und deshalb ist ein Dortmund-Anhänger in der Zeit zurückgereist und hat es geschafft, seiner Mannschaft zum Sieg zu verhelfen. Aber die Bayern-Anhänger geben sich nicht geschlagen und machen dasselbe, und so weiter und so fort. Sehr rasch wird sich das Stadion mit Zeitreisenden und mit Paradoxa füllen.
Stetige Reise oder Sprung?
Wenn wir von einer Reise im Raum sprechen, dann ist sie immer stetig, vom Punkt A zum Punkt B, durch alle Punkte dazwischen. Dem Anschein nach kann sich auch eine Zeitreise so abspielen: die Passagiere steigen in die Maschine, drücken auf den Knopf und reisen vom Zeitpunkt A zum Zeitpunkt B, wobei sie alle Momente zwischen diesen beiden Zeitpunkten durchlaufen. Aber da verbirgt sich eine Denkfalle, denn wenn die Reise nur in der Zeit-Dimension erfolgt, dann wird die Maschine in den Augen eines Beobachters für die ganze Dauer zwischen den beiden Zeitpunkten an derselben Stelle kontinuierlich existieren. Das Ergebnis ist, dass unsere Reise nur in eine Richtung gehen kann und unsere Passagiere in der Zukunft oder in der Vergangenheit stecken bleiben werden, denn die Zeitmaschine selbst wird den Zeit-Rückweg blockieren. Und das noch bevor wir uns gefragt haben, wie wir die Zeitmaschine überhaupt bauen können, wenn sie an der Stelle, wo wir sie bauen wollen, schon existiert.
Daher müssen wir annehmen, dass es einen Weg gibt, von einer Zeit in die andere oder von einer Stelle an die andere zu springen und uns am Zielpunkt zu materialisieren. Wie wird unsere Maschine es fertigbringen, an einen leeren Punkt zu springen und sich Gott bewahre nicht in einer Mauer oder in einem zufällig an der Stelle vorbeikommenden Lebewesen zu materialisieren? Ohne Zweifel werden die Passagiere effiziente Navigations- und Sichtinstrumente brauchen, um bedauerliche Unfälle im Moment der Materialisierung zu vermeiden.
Durchlaufen die Passagiere während einer Reise von einem Zeitpunkt zu einem anderen alle Zeiten auf dem Weg? Gute Frage | Foto: Shutterstock
Zeit-Navigation für Fortgeschrittene
Abgesehen von den Problemen, die die Zeitreise jenen bereitet, die in den Fragen von Ursache und Wirkung Ordnung halten wollen, stoßen die Zeitreisenden auch auf Herausforderungen, vor die sie die Physik stellt – sogar die klassische Physik.
Eines der Dinge, die man während der Zeitreise berücksichtigen muss, ist eine Angelegenheit, die Science Fiction-Autoren aus Bequemlichkeit im Allgemeinen lieber ignorieren – die Ankunft am Zielpunkt, und was uns dort passieren wird.
Im Allgemeinen nimmt man – ohne guten Grund – an, dass ein Zeitreisender am selben Punkt im Raum landen wird, doch in einer anderen Zeit – in der Zukunft oder in der Vergangenheit. Aber da werden wir auf ein Problem stoßen: die Erde umkreist die Sonne mit einer Geschwindigkeit von ca. 110.000 km/h, und das ganze Sonnensystem dreht sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 750.000 km/h um das Zentrum der Milchstraße. Wenn wir auch nur für einige Sekunden in der Zeit reisen und dabei auf den gleichen Koordinaten im Raum bleiben, werden wir uns wahrscheinlich im Weltraum schwebend wiederfinden und gerade noch einen kurzen Blick auf die Umgebung werfen können, bevor wir sterben. Unsere Zeitmaschine wird diese Bewegung der Himmelskörper berücksichtigen und uns an der passenden Stelle im Raum absetzen müssen.
Das allein scheint lösbar, da die Zeitreise ja eigentlich ohnehin zwischen zwei Punkten der vierdimensionalen Raumzeit erfolgt. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie, welche die theoretische Basis bildet, die Zeitreisen grundsätzlich erlaubt, sind der Raum und die Zeit ein einziges physikalisches Objekt, das man Raumzeit nennt. Dieses Objekt kann gekrümmt und verzerrt werden – eigentlich ist die Schwerkraft nichts anderes als die äußere Manifestation einer Krümmung der Raumzeit.
Der Meister der Zeit, der Doktor, erklärt, was genau „Zeit“ ist (Doctor Who, Staffel 3, Folge 10: Nicht blinzeln)
Eine Zeitreise ist zum Beispiel möglich, wenn wir eine geschlossene Schleife in der Raumzeit herstellen können oder wenn wir durch eine Abkürzung, die „Wurmloch“ genannt wird, von einem Punkt zu einem anderen gelangen können. Dieser Übergang wird in jedem Fall nicht nur von einem Zeitpunkt zu einem anderen erfolgen, sondern wird auch eine Reise im Raum einschließen. Von vornherein geht die Reise also nicht bloß durch die Zeit, sondern schließt zwangsläufig auch einen Zielpunkt im Raum ein, den wir natürlich in unserer Maschine vorprogrammieren müssen.
In der Praxis ist die Sache noch komplizierter, besonders, wenn wir in die ferne Vergangenheit oder in die ferne Zukunft reisen wollen. Die Geschwindigkeit der Himmelskörper, und sogar die Form der Erdkugel und die Struktur der darauf befindlichen Kontinente, Meere und Berge, verändern sich im Lauf der Jahre. Da jede winzige Ungenauigkeit in unseren Kenntnissen über die Vergangenheit uns ins Innere der Erdkugel, in den Weltraum oder an einen sonstigen Ort, wo unsere Lebenserwartung schlagartig auf null reduziert ist, versetzen kann, wird die Zeitreise zu einem russischen Roulette.
In der Zeit reisen - am Leben bleiben
Nehmen wir an, dass wir dieses Problem bewältigt und es geschafft haben, einen exakten Punkt in der Raumzeit zu erreichen, wo Leben möglich ist. Vorsicht – wir sind noch immer nicht am Ziel unserer Wünsche. Wir müssen uns noch mit dem Problem unseres Impulses befassen.
Der Impuls ist eine physikalische Erhaltungsgröße, die ungefähr beschreibt, wie stark ein Körper danach strebt, seine Bewegung mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung fortzusetzen. Wenn wir Gott behüte aus einem fahrenden Auto springen, wird die Impulserhaltung bewirken, dass wir am Boden rollen und vermutlich verletzt werden (im besten Fall). Wenn wir also zum Beispiel in der Zeit um einen Monat zurückspringen und genau an dem gleichen Punkt auf der Erde landen – werden wir zu unserem Schrecken entdecken, dass, auch wenn wir zum Startzeitpunkt in Bezug auf den Boden im Ruhezustand waren, die Erde unter uns sich jetzt in Bezug auf uns in einem bestimmten Winkel mit gewaltiger Geschwindigkeit bewegt. Auch wenn wir Glück gehabt haben und nicht sofort zerschellt sind, ist also zu befürchten, dass wir auf irgendein Hindernis stoßen. Und wenn wir wie durch ein Wunder am Leben geblieben sind, werden wir rasch in der Atmosphäre verglühen oder im Weltraum nach Luft ringen, da wir die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde weit überschritten haben.
Wir müssen uns bei unserer Zeitreise immer noch mit dem Problem des Impulses befassen | Illustration: Shutterstock
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, den Landeplatz von vornherein so zu planen, dass die Geschwindigkeit des Bodens in Wert und Richtung gleich unserer Geschwindigkeit beim Start ist, aber das würde der Reise viele Einschränkungen auferlegen. Wir könnten natürlich den Zeitsprung auch im All ausführen, wo es fast keine bewegten Objekte gibt, mit denen wir zusammenstoßen könnten, und erst nach der Ankunft wieder am gewünschten Ziel auf der Erde landen.
Allerdings tritt dieses Problem grundsätzlich nur auf, wenn wir annehmen, dass der Zeitsprung instantan erfolgt – dass wir also an einem Punkt in der Zeit verschwinden und sofort an einem anderen Punkt erscheinen, ohne Masse, Energie oder Impuls zu verlieren. Da aber eine „wirkliche“ Zeitreise nicht instantan erfolgt, sondern eine Bewegung auf einer definierten Bahn in der Raumzeit einschließt, unterscheidet sie sich in ihrem Wesen nicht von jeder anderen Reise. Daher dürfen wir hoffen, dass wir unsere Geschwindigkeit vor der Landung an den gewünschten Wert und die gewünschte Richtung anpassen können, genau wie ein Raumschiff, das vor der Landung auf einem Planeten abbremst.
Außerdem wird uns glücklicherweise eine leistungsstarke Technologie zur Verfügung stehen, deren wir uns bedienen können werden, um diese Probleme zu bewältigen: die Zeitreise-Technologie selbst. Wir könnten zum Beispiel rechtzeitig Tausende kleine Sonden aussenden, jede an einen etwas anderen Punkt in der Raumzeit. Ein Teil von ihnen, vielleicht sogar die Mehrzahl, wird aus einem der genannten Gründe zerstört werden. Die übrigen werden geduldig bis zur Gegenwart warten und dann ihre programmierten Koordinaten in die Zeitmaschine einspeisen. Der eingespeiste Zielpunkt wird per definitionem für uns sicher sein, bis auf einen lästigen Regen von Sonden, der auf die Reisenden tropfen wird. Aus der Sicht der Reisenden wird die ganze Prozedur natürlich instantan erfolgen.
Die Grammatik der Zeitreise
Und zum Schluss, die Frage der Fragen: wie spricht man über die Zeitreise? Nur drei Zeitformen – Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft – werden ja bei Weitem nicht ausreichen für Menschen, die sich in einer Gegenwart befinden, die eigentlich die Vergangenheit des einen und die Zukunft des anderen ist, und die über irgendein zukünftiges Ereignis reden, das irgendwann in der Vergangenheit eintreten wird. Und in welcher grammatikalischen Zeitform reden wir über eine alternative Zukunft, die sich selbst neu entstehen lassen könnte, nachdem wir Opa ermordet haben? Oder wie genau werden wir die Zeitform Vergangenheitszukunft (oder vielleicht Zukunftsvergangenheit, Vergangenheitszukunftsvergangenheit?) ausdrücken, wenn wir in einer Zeitschleife stecken, in der das, was sein wird, zu dem führt, was war, und so weiter? Und natürlich die Frage, die Übersetzer aus dem Englischen schon seit vielen Jahren quält – gibt es so etwas wie das „Present Continuous“ („Verlaufsform der Gegenwart“)?
Kompliziert.
Komplikationen mit den grammatikalischen Zeitformen beim Gespräch über die Zeitmaschine. The Big Bang Theory, Staffel 8, Folge 5, 2014
Wenn wir dir noch nicht die Lust ausgetrieben haben, zur Bergpredigt oder zur Mondlandung von Apollo 11 zu reisen, dann können wir dir nur noch eine gute Reise wünschen, und schöne Grüße an Neil Armstrong.