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Warum Zeit unumkehrbar ist

Nutze die Zeit
Nutze die Zeit

“Wie spät ist es?” Für uns ist es selbstverständlich geworden, die Zeit im Alltag genau zu kennen. Aber kennen wir damit das Wesen der Zeit?

Die uns im Alltag geläufigen Zeitbegriffe sind mit wiederkehrenden kosmischen Vorgängen verknüpft: Die Drehung unserer Erde definiert den Tag, der Mondzyklus den Monat und die Umlaufbewegung der Erde um die Sonne das Jahr. Von Menschenhand erschaffene Messinstrumente erlauben es uns, diese Zeiträume in beliebig kleine Einheiten zu zerlegen – in Stunden, Minuten und Sekunden. Und mit Atomuhren können wir die Zeit sogar auf Milliardstel genau messen. Aber verstehen wir damit auch ihr Wesen?

Sicherlich nicht, denn es gibt eine Merkwürdigkeit: Die Zeit kennt nur eine Richtung, und sie verstreicht einfach – ob wir es wollen oder nicht.

“Zeit ist weit mehr als ein praktisches Werkzeug, und es ist eine äußerst spannende Herausforderung, ihr Wesen zu hinterfragen”, so der Astrophysiker Andreas Müller. In der November-Ausgabe der Zeitschrift Sterne und Weltraum beschreibt er die Zeit als ein vielfältiges Phänomen, das – sollten die modernen, noch spekulativen Ansätze korrekt sein – sogar verschwinden kann.

“Unser Verständnis dieses Begriffs müssen wir davon abhängig machen, auf welcher räumlichen Skala wir uns bewegen”, erklärt der Forscher. Im Mikrokosmos, der Welt der kleinsten Teilchen, müssen wir die Möglichkeit von Zeitquanten in Betracht ziehen. Blicken wir dagegen in die Weiten unseres Universums, dann konfrontiert uns die Erforschung von fernen Galaxien mit Einsteins kontinuierlicher Raumzeit.

Die Forscher des 19. Jahrhunderts lernten, das Vorwärtsschreiten der Zeit mit Hilfe der Thermodynamik zu verstehen und entdeckten dabei ihre enge Verwandtschaft mit der “Entropie”. Diese auch als “Schwester der Zeit” bezeichnete Größe beschreibt die Unordnung von Systemen im Universum.

Ein fundamentales Gesetz besagt, dass die Entropie in einem abgeschlossenen System nur gleich bleiben oder zunehmen kann. So wird eine Porzellantasse, die von einem Tisch zu Boden fällt, in viele Scherben zerspringen. Umgekehrt werden wir jedoch niemals beobachten, dass sich ein Haufen Scherben zu einer Tasse vereinigt. Die Abfolge der beiden Zustände “Tasse auf dem Tisch” und “Scherbenhaufen” ist also unumkehrbar.

Dass die Zeit nur eine Richtung kennt, lässt sich jedoch nicht nur mikrophysikalisch mit den Gesetzen der Thermodynamik begründen, sondern auch makrophysikalisch an der Entwicklung des sich beständig ausdehnenden Universums ablesen. Da diese kosmische Expansion direkt der zeitlichen Entwicklung folgt, lässt sie sich als Indikator für eine “kosmische Zeit” betrachten.

Hier deutet sich bereits an, dass es mehr als nur einen Zeitbegriff gibt. Galilei und Newton betrachteten die Zeit als absolut, sie sollte überall im Universum gleichermaßen ablaufen. Einstein erkannte jedoch, dass die Zeit relativ ist und dass sie untrennbar mit dem Raum verknüpft ist. Und die Quantenphysik eröffnete den Physikern eine neue Sicht auf den Zeitbegriff, dessen Erforschung bis heute nicht abgeschlossen ist. (Quelle: Sterne und Weltraum, November 2012; Foto: KDSedlacek)

Mehr zum Wesen der Zeit:

 

Die Standardtheorie der Kosmologie gerät ins Wanken

Video: Isaac Newton und die Gravitation

(idw). Muss Newtons Gravitationstheorie abgeändert werden, weil sie zur Erklärung mancher Beobachtungen nicht taugt? Inzwischen mehren sich die Stimmen, die diese ketzerische These unterstützen. Zwei neue Studien zu den so genannten Satellitengalaxien in der Peripherie der Milchstraße dürften ihr nun weiteren Auftrieb geben. Durchgeführt wurden sie von Physikern der Universität Bonn zusammen mit Kollegen aus Österreich und Australien. Ihre Ergebnisse könnten das Theorie-Gebäude der Standardphysik ins Wanken bringen.

Kosmologen erklären sich heute viele ansonsten unerklärliche Beobachtungen mit Hilfe der ominösen dunklen Materie. In den letzten zwei Jahrzehnten wurde sehr viel Aufwand in diesem Forschungsgebiet betrieben. Dennoch wurde bislang nicht direkt nachgewiesen, dass es diese rätselhafte Substanz überhaupt gibt. Und selbst wenn es sie gäbe, würde das längst nicht alle Abweichungen oder Widersprüche zwischen den Messungen und den theoretischen Vorhersagen beseitigen. Seit einiger Zeit mehrt sich daher die Zahl derer unter den Physikern, die die Existenz dunkler Materie anzweifeln. Es wurden auch schon konkurrierende Gravitationstheorien entwickelt, die ohne dieses Konstrukt auskommen. Ihr Problem ist lediglich, dass sie in Konflikt mit der Newtonschen Gravitationstheorie stehen. “Möglicherweise lag Newton aber tatsächlich falsch”, erklärt Professor Dr. Pavel Kroupa vom Argelander-Institut für Astronomie (AIfA) der Universität Bonn. “Seine Theorie beschreibt zwar die Alltagseffekte der Schwerkraft auf der Erde, die wir sehen und messen können. Die tatsächliche Physik hinter der Gravitation kennen wir aber vielleicht noch gar nicht.” Die Standardtheorie der Kosmologie gerät ins Wanken weiterlesen

Weltformel: Entspringt Professor Allmans Suche religiösem Denken?

Wissen Sie ob die Suche nach einer “Theorie von Allem” sinnvoll ist? Hier jetzt die Hintergründe!

Die Weltformel oder auch “Theorie von Allem” ist eine Hypothese der theoretischen Physik und Mathematik, die alle bekannten physikalischen Phänomene gänzlich erklären und miteinander verknüpfen soll. Auf ihrer Grundlage sollen weitere Prognosen und Handlungsempfehlungen für Physiker gegeben werden. Bis zum heutigen Tag ist es allerdings noch niemand gelungen so eine Weltformel aufzustellen.

Am 28. November 2007 hielt Robert B. Laughlin, Nobelpreisträger für Physik von 1998, einen Vortrag an der Freien Universität Berlin. Der Titel des Vortrags lautete “A Different Universe”. Ziel der Physik ist es nach seiner Meinung, die grundlegenden Gesetze des Universums zu entdecken. Jüngere Experimente aber haben Aspekte physikalischer Gesetzmäßigkeit ans Licht gebracht, die sich deutlich von jenen unterscheiden, die Galilei und Newton sich vorstellten. So scheinen beispielsweise Experimente mit Teilchenbeschleunigern zu zeigen, dass alle uns vertrauten Naturgesetze “kollektiver Natur” sind, das heißt, Zusammenhänge darstellen, die auf ähnliche Weise aus Details hervorgehen, wie etwa die Bedeutung eines impressionistischen Gemäldes, die der Betrachter erst dann erkennt, wenn er schrittweise den Abstand zum Gemälde vergrößert. Zu dieser Beobachtung gehört die beunruhigende Implikation, dass wichtige Teilaspekte der modernen Physik, insbesondere die “Suche nach einer Theorie von Allem”, ideologischer Natur sind und damit dem mittelalterlichen Denken über Religion ähneln.
(Nach einer Mitteilung vom Informationsdienst Wissenschaft)

Wenn man Laughlin glauben will, verläßt der Protagonist eines Science-Fiction- bzw. Zeitreiseromans ( der Buch-Titel: “Professor Allman – Auf der Suche nach der Weltformel“) gesicherten physikalischen Boden und bewegt sich womöglich in ideologischen oder gar religiösen Gefilden.