Die Idee, dass Raum und Zeit verbogen oder gekrümmt sein können, ist ziemlich neu. Für mehr als 2.000 Jahre wurden die Axiome der euklidischen Geometrie für selbstverständlich gehalten. Wie sich diejenigen von Ihnen, die gezwungen waren, die euklidische Geometrie in der Schule zu lernen, erinnern werden, ist eine der Konsequenzen dieser Axiome, dass die Winkel eines Dreiecks sich auf 180 Grad addieren.

Im letzten Jahrhundert fing man jedoch an festzustellen, dass andere Formen von Geometrie möglich wären, in denen die Winkel eines Dreiecks nicht die Summe von 180 Grad ergeben müssen. Betrachten Sie z.B. die Oberfläche der Erde. Die größte Näherung an eine Gerade auf der Oberfläche der Erde wird ein Großkreis genannt. Großkreise sind die kürzesten Verbindungen zwischen zwei Punkten, daher sind das die Routen, die von Luftverkehrslinien benutzt werden. Betrachten Sie jetzt das Dreieck auf der Oberfläche der Erde, gebildet vom Äquator, der Linie von 0 Grad Länge durch London, und der Linie von 90 Grad östlicher Länge durch Bangladesh. Die zwei Linien der Längengrade treffen den Äquator im rechten Winkel, also mit 90 Grad. Die zwei Linien der Längengrade treffen sich aber auch am Nordpol in einem rechten Winkel, also auch mit 90 Grad. So erhält man ein Dreieck mit drei rechten Winkeln. Die Winkel dieses Dreiecks addieren sich auf 270 Grad. Das ist demnach mehr als die 180 Grad für ein Dreieck auf einer flachen Oberfläche. Wenn man ein Dreieck auf einer wie ein Sattel geformten Oberfläche zeichnet, würde man Winkel finden, die sich auf weniger als 180 Grad addieren. Die Oberfläche der Erde ist etwas, das man einen zweidimensionalen Raum nennt. Das heißt, Sie können sich auf die Oberfläche der Erde in zwei Richtungen senkrecht zueinander bewegen: Sie können sich nord-südlich oder ost-westlich bewegen. Aber selbstverständlich gibt es eine dritte Richtung senkrecht zu diesen beiden, und das ist nach oben oder unten. Das heißt, die Oberfläche der Erde existiert im dreidimensionalen Raum. Dieser dreidimensionale Raum ist flach. Das heißt, er gehorcht der euklidischen Geometrie. Die Winkel eines Dreiecks addieren sich auf 180 Grad. Jedoch könnte man sich eine Art von zweidimensionalen Geschöpfen vorstellen, die sich auf der Oberfläche der Erde bewegen könnten, aber die nicht die dritte Richtung, nach oben oder unten, erfahren könnten. Sie würden den flachen, dreidimensionalen Raum nicht kennen, in dem das Leben auf der Oberfläche der Erde stattfindet. Für sie wäre der Raum gekrümmt, und die Geometrie wäre nicht-euklidisch.

Es wäre sehr schwierig, ein Lebewesen zu schaffen, das in nur zwei Dimensionen existieren könnte.

Nahrung, die das Geschöpf nicht verdauen könnte, würde auf die gleiche Weise entfernt werden müssen, wie sie hinein kam. Wenn es einen Durchgang in der Weise gäbe, wie wir ihn haben, würde das arme Tier auseinander fallen.

So scheinen drei Dimensionen das Minimum für das Leben zu sein. Aber genau wie man an zweidimensionale Wesen denken kann, die auf der Oberfläche der Erde leben, so könnte man sich vorstellen, dass der dreidimensionale Raum, in dem wir leben, die Oberfläche eines Bereichs in einer anderen Dimension wäre, die wir nicht sehen. Wäre diese Sphäre sehr groß, könnte der Raum fast flach sein, und die euklidische Geometrie würde über kleine Distanzen einen sehr guten Näherungswert bieten. Aber wir würden feststellen, dass euklidische Geometrie über große Distanzen zusammenbräche. Als eine Veranschaulichung davon stellen Sie sich eine Gruppe von Malern vor, die der Oberfläche einer großen Kugel Farbe hinzufügen. Während die Stärke der Farbschicht zunimmt, würde sich die Oberfläche vergrößern. Wenn die Kugel sich in einem flachen dreidimensionalen Raum befände, könnte man Farbe unbegrenzt hinzufügen und die Kugel würde größer und größer. Wäre jedoch der dreidimensionale Raum in Wirklichkeit die Oberfläche einer Sphäre in einer anderen Dimension, wäre sein Volumen zwar groß, aber begrenzt. Während man mehr Schichten Farbe hinzufügte, würde die Kugel schließlich irgendwann die Hälfte des Raums füllen. Daraufhin würden die Maler feststellen, dass sie in einer Region mit ständig abnehmender Größe gefangen wären und dass fast der gesamte Raum durch die Kugel und ihre Farbschichten eingenommen würde. Damit hätten sie erfahren, dass sie in einem gekrümmten und nicht in einem flachen Raum lebten.

Dieses Beispiel zeigt, dass man die Geometrie der Welt nicht von Grundprinzipien ableiten kann, wie das die alten Griechen dachten. Stattdessen muss man den Raum, in dem wir leben, messen und seine Geometrie durch Experimente herausfinden. Obwohl schon 1854 von dem Deutschen George Friedrich Riemann eine Methode entwickelt worden war, gekrümmte Räume zu beschreiben, blieb sie für sechzig Jahre nur ein Stück Mathematik. Sie konnte gekrümmte Räume beschreiben, die abstrakt bestanden, aber es schien keinen Grund zu geben, warum der physikalische Raum, in dem wir leben, gekrümmt sein sollte. Dazu kam es erst 1915, als Einstein die Allgemeine Relativitäts-Theorie entwickelte.

Allgemeine Relativität war eine grundlegende intellektuelle Revolution, die das Denken über das Universum vollständig verwandelt hat. Es ist eine Theorie nicht nur des gekrümmten Raumes, sondern ebenso der verbogenen oder gekrümmten Zeit. 

Einstein hatte 1905 erkannt, dass Raum und Zeit intensiv miteinander verbunden sind. Man kann den Ort eines Ereignisses durch vier Zahlen beschreiben. Drei Zahlen beschreiben die Position des Ereignisses. Das könnten Meilen nördlich und östlich des Oxford-Platzes und die Höhe über Meeresspiegel sein. Auf einer größeren Skala könnten das galaktische Breite und Länge und Abstand vom Zentrum der Galaxis sein. Die vierte Zahl ist der Zeitpunkt des Ereignisses. So kann man an Raum und Zeit gemeinsam denken als vierdimensionale Einheit, genannt Raum-Zeit. Jeder Punkt von Raum-Zeit wird gekennzeichet durch vier Zahlen, die seine Position im Raum und in der Zeit bestimmen. Raum und Zeit auf diese Art in Raum-Zeit zu kombinieren, wäre ziemlich trivial, wenn man sie in einer eindeutigen Weise entwirren könnte. Das heißt, falls es eine eindeutige Art der Definition der Zeit und der Position jedes Ereignisses gäbe. Jedoch zeigte Einstein in einem bemerkenswerten Papier, das er 1905 während seiner Tätigkeit als Sekretär im Schweizer Patentamt geschrieben hatte, dass die Zeit und die Position, die man für ein Ereignis annahm, davon abhingen, wie man sich bewegte. Das bedeutete, dass Zeit und Raum unentwirrbar miteinander verbunden wären. Die Zeiten, die unterschiedliche Beobachter den Ereignissen zuweisen würden, könnten nur überein stimmen, wenn die Beobachter sich nicht relativ zueinander bewegen. Aber sie würden umso mehr voneinander abweichen, je schneller ihre relative Geschwindigkeit zueinander wäre. So könnte man fragen, wie schnell man sich bewegen muss, um die Zeit für einen Beobachter im Verhältnis zu der Zeit eines anderen Beobachters rückwärts laufen zu lassen. Die Antwort wird im folgenden Limerick gegeben:

Daher ist alles, was wir für eine Zeitreise brauchen, ein Raumschiff, das schneller als Licht fliegt. Leider zeigte Einstein im gleichen Papier, dass die Antriebsenergie, die erforderlich ist, um ein Raumschiff auf höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen, immer stärker ansteigt, je mehr diese sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. So würde es eine unendliche Menge Energie erfordern, um über die Lichtgeschwindigkeit hinaus zu beschleunigen.

Einstein´s Papier von 1905 schien Zeitreisen in die Vergangenheit auszuschließen. Es deutete auch darauf hin, dass Raumfahrt zu anderen Sternen eine sehr langsame und langweilige Angelegenheit zu werden versprach. Wenn man nicht schneller als Licht reisen könnte, würde die Hin- und Rückeise zum nächsten Stern mindestens acht Jahre und zum Zentrum der Galaxis mindestens 80.000 Jahre dauern. Wenn das Raumschiff sehr nahe an die Lichtgeschwindigkeit heran käme, könnte es den Menschen an Bord erscheinen, dass die Reise zum galaktischen Zentrum nur einige Jahren gedauert hätte.

Aber das würde Ihnen nicht viel Trost bringen, wenn jeder, den Sie gekannt hatten, bei Ihrer Rückkehr seit Tausenden von Jahren tot und vergessen wäre. Das wäre keine gute Sache für Weltraum-Western. Daher mussten Verfasser von Sciencefiction nach Möglichkeiten suchen, diese Schwierigkeit zu umgehen.

In seinem Papier von 1915 zeigte Einstein, dass die Effekte von Schwerkraft derart beschrieben werden konnten, indem man annahm, dass Raum-Zeit gekrümmt oder verzerrt würde durch die Materie und Energie in ihr. Wir können diese Krümmung der Raum-Zeit tatsächlich beobachten, wenn Licht- oder Radiowellen beim nahen Passieren der Sonne, hervorgerufen durch deren Masse, geringfügig abgelenkt werden. Die scheinbare Position des Sterns oder der Radioquelle wird dadurch leicht verschoben, wenn sich die Sonne zwischen der Erde und der Quelle befindet. Die Verschiebung ist sehr gering, ungefähr der tausendste Teil eines Grads, gleichwertig mit einer Bewegung um ein Zoll im Abstand von einer Meile. Dennoch kann sie mit großer Genauigkeit gemessen werden, und sie stimmt mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativität überein. Wir haben damit den experimentellen Beweis, dass Raum und Zeit gekrümmt werden.

Der Betrag der Krümmung in unserer Nachbarschaft ist sehr klein, weil alle Gravitationsfelder im Solarsystem schwach sind. Allerdings wissen wir, dass sehr starke Felder auftreten können, z.B. beim Urknall oder in den Schwarzen Löchern. Können also Raum und Zeit genügend gekrümmt werden, um den Anforderungen von Sciencefiction, nämlich Sachen wie Hyper-Raum-Antrieben, Wurmlöchern oder Zeitreisen zu genügen. Auf den ersten Blick scheint alles das möglich zu sein. Z.B. fand Kurt Goedel im Jahre 1948 eine Lösung der Feldgleichungen der Allgemeinen Relativität, die ein Universum darstellt, in dem die ganze Materie rotiert. In diesem Universum wäre es möglich, in einem Raumschiff abzureisen und vor der Abreise zurückzukommen. Goedel war tätig am Institut für Fortschrittliche Studien in Princeton, wo auch Einstein seine letzten Jahre verbrachte. Er war berühmter für den Beweis, dass man nicht alles beweisen kann, was zutreffend ist, sogar auf einem anscheinend einfachen Gebiet wie der Arithmetik. Aber was er zur Allgemeinen Relativität bewies, dass Zeitreisen möglich wären, regte Einstein ziemlich auf, der gedacht hatte, sie seien nicht möglich.

Wir wissen jetzt, dass die Lösung von Goedel nicht das Universum darstellen konnte, in dem wir leben, weil darin dessen Ausdehnung nicht vorkam. Sie hatte auch einen ziemlich großen Wert für eine Einheit, die kosmologische Konstante genannt wird, von der man im Allgemeinen den Wert [nahezu] Null annimmt. Allerdings sind seitdem andere, anscheinend angemessenere Lösungen gefunden worden, die Zeitreisen erlauben. Eine besonders interessante enthält zwei kosmische Strings [Saiten], die sich hintereinander her bewegen mit einer Geschwindigkeit sehr nahe, aber etwas unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Kosmische Strings sind eine bemerkenswerte Idee der theoretischen Physik, die bei den Verfassern von Sciencefiction scheinbar noch nicht wirklich verfangen hat. Wie ihr Name unterstellt sind sie wie Saiten, die eine gewisse Länge haben, aber nur einen sehr kleinem Querschnitt. Eigentlich sind sie mehr wie Gummibänder, weil sie unter enormer Spannung stehen, so etwa wie hundert Milliarden Milliarden Milliarden Tonnen. Ein kosmischer String, angebracht an der Sonne, würde sie von Null auf hundert in einer dreißigstel Sekunde beschleunigen.

Kosmische Strings mögen weit hergeholt klingen und reine Sciencefiction sein, aber es gibt triftige wissenschaftliche Gründe anzunehmen, dass sie sich im sehr frühen Universum, kurz nach dem Urknall, gebildet haben könnten. Weil sie unter solch einer großen Spannung stehen, könnte man erwarten, dass sie fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen können. Was sowohl das Universum nach Goedel als auch die sich mit der Raum-Zeit schnell bewegenden kosmischen Strings gemeinsam haben, ist der Umstand, dass beide derart verzerrt und verbogen beginnen, dass Reisen in die Vergangenheit immer möglich wären. Gott könnte solch ein gekrümmtes Universum geschaffen haben, aber wir haben keinen Grund anzunehmen, dass Er es tat. Alles deutet nämlich darauf hin, dass das Universum mit dem Urknall begonnen hat ohne die Art von Krümmung, die für Zeitreisen in die Vergangenheit notwendig ist. Da wir nicht die Art ändern können, mit der das Universum anfing, läuft die Frage, ob Zeitreisen möglich sind, darauf hinaus, ob wir Raum-Zeit nachträglich derart krümmen können, dass man zurück in die Vergangenheit reisen kann. Ich denke, das ist ein wichtiges Thema für die Forschung, aber man muss aufpassen, dass man nicht für einen Spinner gehalten wird. Wenn man einen Forschungsantrag stellen würde, um an Zeitreisen zu arbeiten, würde man sofort entlassen. Keine Regierungsbehörde könnte es sich leisten, dafür angesehen zu werden, öffentliche Mittel für Zeitreisen ausgeben zu wollen als Ausweg für irgend etwas anderes. Stattdessen müsste man technische Bezeichnungen verwenden, wie geschlossene Zeitschleifen, die ein Code für Zeitreisen sind. Obgleich dieser Vortrag teilweise von Zeitreisen handelt, hielt ich es für besser, ihm den wissenschaftlich anspruchsvolleren Titel "Raum- und Zeitkrümmung" zu geben. Dennoch ist es eine sehr ernsthafte Frage. Da ja nun die Allgemeine Relativität Zeitreisen ermöglichen kann, erlaubt sie solche Reisen auch in unserem Universum? Und wenn nicht, warum nicht.

Eng verwandt mit Zeitreisen ist die Fähigkeit, schnell von einer Position im Weltraum zu einer anderen zu reisen. Wie ich schon früher gesagt habe, zeigte Einstein, dass es eine unendliche Menge Antriebsenergie erfordern würde, ein Raumschiff über die Lichtgeschwindigkeit hinaus zu beschleunigen. So wäre die einzige Möglichkeit, von einer Seite der Galaxis zur anderen in einem angemessenen Zeitraum zu gelangen, wenn wir Raum-Zeit so stark krümmmen könnten, dass wir einen kleinen Schlauch oder ein Wurmloch erzeugen. Das könnte die zwei Seiten der Galaxis miteinander verbinden und als eine Abkürzung dienen, um von der einen zur anderen Seite und wieder zurück zu gelangen, während Ihre Freunde noch am Leben wären. Solche Wurmlöcher sind ernsthaft vorgeschlagen worden als Teil der Fähigkeiten einer zukünftigen Zivilisation. Aber wenn Sie von einer Seite der Galaxis zur anderen in einer oder in zwei Wochen gereist sind, könnten Sie in einem anderen Wurmloch zurückreisen und ankommen, bevor Sie abgereist sind. Sie könnten es sogar einrichten, zeitgerecht mit einem einzelnen Wurmloch zurück zu reisen, wenn sich seine beiden Enden relativ zueinander bewegten.

Man kann zeigen, dass man zur Erzeugung eines Wurmlochs die Raum-Zeit in der entgegengesetzten Art krümmen muss, mit der normale Materie gekrümmt wird. Gewöhnliche Materie krümmt Raum-Zeit auf sich selbst zurück, wie die Oberfläche der Erde. Um jedoch ein Wurmloch zu erzeugen, benötigt man Materie, die die Raum-Zeit in der entgegen gesetzten Art krümmt, wie die Oberfläche eines Sattels. Dasselbe trifft zu für jede andere Art der Krümmung von Raum-Zeit, um Zeitreisen in die Vergangenheit zu erlauben, sofern das Universum nicht derart gekrümmt begonnen hat, dass es Zeitreisen erlaubt. Was man bräuchte, wäre Materie mit negativer Masse und negativer Energiedichte, um Raum-Zeit in der erforderlichen Weise zu krümmen. Energie ist eher wie Geld. Wenn Sie ein Bankguthaben besitzen, können Sie es auf unterschiedliche Weise verwenden. Aber nach den klassischen Gesetzen, an die wir bis vor ziemlich kurzer Zeit geglaubt haben, würde Ihnen keine Energiekonto-Überziehung erlaubt. Daher würden diese klassischen Gesetze ausgeschlossen haben, uns in die Lage zu versetzen, das Universum in der Art zu krümmen, die erforderlich ist, um Zeitreisen zu erlauben. Die klassischen Gesetze wurden jedoch umgestürzt durch die Quantentheorie, die andere große Revolution in unserer Vorstellung vom Universums neben der Allgemeinen Relativität. Quantentheorie ist etwas entspannter und erlaubt Ihnen eine Überziehung auf einem oder zwei Konten. Wenn nur die Banken so anpassungswillig wären. Mit anderen Worten, die Quantentheorie lässt zu, dass die Energiedichte in einigen Bereichen negativ ist, vorausgesetzt sie ist positiv in anderen Bereichen.

Der Grund, dass die Quantentheorie die Energiedichte negativ sein lassen kann, liegt darin, dass sie auf dem Unbestimmtheitsprinzip basiert. Dieses besagt, dass bestimmte Quantitäten, wie die Position und die Geschwindigkeit eines Partikels, nicht für beides wohl definierte Werte haben können. Je genauer die Position eines Partikels definiert wird, desto größer ist die Ungewissheit in seiner Geschwindigkeit und umgekehrt. Das Unbestimmtheitsprinzip trifft auch auf Felder zu, wie das elektromagnetische Feld oder das Gravitationsfeld. Das bedeutet, dass diese Felder nicht genau auf Null gesetzt werden können, sogar in einer Umgebung, an die wir bei einem leeren Raum denken. Denn wenn sie genau Null wären, würden ihre Werte eine gut definierte Position bei Null und eine gut definierte Geschwindigkeit haben, die auch Null wäre. Das würde eine Verletzung des Unbestimmtheitsprinzips sein. Stattdessen würden die Felder einen bestimmten Mindestbetrag von Fluktuationen haben müssen. Man kann diese sogenannten Vakuumfluktuationen als Paare von Partikeln und Antipartikeln deuten, die plötzlich zusammen auftauchen, sich voneinander weg bewegen, dann wieder zusammen kommen und sich gegenseitig vernichten. Diese Partikel-/Antipartikelpaare werden virtuell genannt, weil man sie nicht direkt mit einem Partikeldetektor messen kann.

Jedoch kann man ihre Effekte indirekt beobachten. Eine Methode, das zu tun, wird Casimir-Effekt genannt. Man hat zwei parallele Metallplatten mit einem geringen Abstand voneinander. Die Platten fungieren als Spiegel für die virtuellen Partikel und Antipartikel. Das heißt, dass die Region zwischen den Platten ein wenig wie eine Orgelpfeife ist und nur Lichtwellen bestimmter Resonanzfrequenzen zulässt. Das Resultat ist, dass es zwischen den Platten etwas weniger Vakuumfluktuationen oder virtuelle Partikel gibt als außerhalb, wo Vakuumfluktuationen jede mögliche Wellenlänge haben können. Die Verringerung der Zahl virtueller Partikel zwischen den Platten bedeutet, dass sie die Platten nicht so häufig treffen, und folglich üben sie nicht so viel Druck auf die Platten aus wie die virtuellen Partikel draußen. Es existiert folglich eine geringfügige Kraft, welche die Platten zusammen drückt. Diese Kraft ist experimentell gemessen worden. Also existieren virtuelle Partikel wirklich und produzieren reale Effekte. Weil es weniger virtuelle Partikel oder Vakuumfluktuationen zwischen den Platten gibt, haben sie eine niedrigere Energiedichte als in der Region draußen. Aber die Energiedichte des leeren Raumes weit weg von den Platten muss Null sein. Andernfalls würde sie die Raum-Zeit krümmen, und das Universum wäre nicht nahezu flach. So muss die Energiedichte in der Region zwischen den Platten negativ sein.

Wir haben folglich, auf Grund der Ablenkung von Licht, experimentellen Beweis dafür, dass die Raum-Zeit gekrümmt ist, und die Bestätigung, auf Grund des Casimir-Effekts, dass wir sie in der negativen Richtung verzerren können. So könnte es möglich scheinen, dass wir mit dem Fortschritt in Wissenschaft und Technologie in der Lage sein könnten, ein Wurmloch zu konstruieren oder Raum und Zeit in irgendeiner anderen Weise zu verbiegen, um in der Lage zu sein, in unsere Vergangenheit zu reisen. Wenn das der Fall wäre, würde es eine gewaltige Menge von Fragen und von Problemen aufwerfen. Eins davon ist, wenn wir irgend wann in der Zukunft lernen, in der Zeit zu reisen, warum nicht schon jemand aus der Zukunft zurückgekommen ist, um uns zu zeigen, wie das funktioniert.

Selbst wenn es stichhaltige Gründe dafür gibt, uns in Unwissenheit zu halten, kann man bei der menschlichen Natur, wie sie nun einmal ist, kaum glauben, dass nicht doch jemand auftauchen würde und uns armen, unwissenden Bauern das Geheimnis der Zeitreise erklärt. Selbstverständlich würden einige Leute behaupten, dass wir bereits Besuch aus der Zukunft gehabt haben. Sie würden sagen, dass UFOs aus der Zukunft kommen und dass Regierungen in eine gigantische Verschwörung verwickelt sind, um sie abzuschirmen, und die wissenschaftlichen Kenntnisse, die diese Besucher mitbringen, für sich zu behalten. Ich kann dazu nur sagen, wenn Regierungen davon etwas verbergen, machen sie eine ziemlich schlechte Arbeit, nützliche Informationen aus den Außerirdischen herauszuholen. Ich bin recht skeptisch gegenüber den Verschwörungtheorien und glaube, dass die Theorie von Aufschneidern wahrscheinlicher ist. Die Berichte über die Sichtung von UFOs können nicht alle durch Außerirdische verursacht werden, weil sie sich gegenseitig widersprechen. Aber sobald Sie zugestehen, dass einige davon Falschmeldungen oder Halluzinationen sind, ist es dann nicht wahrscheinlicher, dass es alle sind, als dass wir von Leuten aus der Zukunft oder vom anderen Ende der Galaxis besucht worden sind? Wenn die wirklich die Erde kolonisieren möchten oder uns vor gewissen Gefahren warnen wollen, sind sie dabei recht wirkungslos. Eine mögliche Art, Zeitreisen mit der Tatsache zu versöhnen, dass wir scheinbar keine Besucher aus der Zukunft gehabt haben, könnte sein, dass solche Reisen nur Richtung Zukunft stattfinden können. Aus dieser Sicht würde man sagen, dass Raum-Zeit in unserer Vergangenheit unveränderlich war, weil wir sie beobachtet haben und dabei gesehen haben, dass sie nicht genug gekrümmt ist, um Zeitreisen in die Vergangenheit zu erlauben. Andererseits ist die Zukunft offen. So könnten wir vielleicht in der Lage sein, sie genug zu krümmen, um Zeitreisen zu erlauben. Weil wir jedoch Raum-Zeit nur in die Zukunft krümmen können, wären wir nicht in der Lage, zurück zur Gegenwart oder davor zu reisen.

Diese Darstellung würde erklären, warum wir nicht von Touristen aus der Zukunft überrannt worden sind.

Aber sie würde immer noch viele Paradoxen übrig lassen. Angenommen, es wäre möglich, in einem Raumschiff abzureisen und vor dem Zeitpunkt der Abreise zurückzukommen. Was würde Sie beim Niedergehen der Rakete auf der Startrampe stoppen oder anderweitig verhindern, an erster Stelle abzusetzen. Es gibt noch andere Versionen für dieses Paradoxon, wie etwa zurück zu reisen und Ihre Eltern umzubringen, bevor Sie geboren wurden, aber die sind im Wesentlichen alle vergleichbar. Es gibt scheinbar zwei mögliche Lösungen.

Die eine davon möchte ich den Ansatz Eindeutige Geschichtsläufe nennen. Er sagt aus, dass man eine eindeutige Lösung der Gleichungen der Physik finden muss, selbst wenn Raum-Zeit derart gekrümmt ist, dass es möglich ist, in die Vergangenheit zu reisen. Aus dieser Sicht könnten Sie nicht mit dem Raumschiff aufbrechen, um in die Vergangenheit zu reisen, es sei denn, Sie sind bereits zurückgekommen und waren nicht in der Lage, die Startrampe in die Luft zu jagen. Es ist eine eindeutige Darstellung, aber sie würde voraussetzen, dass wir vollständig festgelegt sind: wir könnten nicht unsere Meinung ändern. Soviel zum freien Willen. Die andere Möglichkeit möchte ich den Ansatz Alternative Geschichtsabläufe nennen. Er ist von dem Physiker David Deutsch verfochten worden, und Stephen Spielberg hatte ihn scheinbar im Sinn, als er "Zurück in die Zukunft" verfilmte.

In dieser Ansicht, in einer Alternativen Geschichte, gäbe es keine Rückkehr aus der Zukunft zu dem Punkt vor dem Raketenstart, und daher keine Möglichkeit, dass sie in die Luft gejagt worden wäre. Aber wenn der Reisende aus der Zukunft zurückkommt, betritt er eine andere, alternative Geschichte. Darin unternimmt die menschliche Rasse eine enorme Anstrengung, ein Raumschiff zu bauern, aber kurz bevor es starten soll, erscheint ein ähnliches Raumschiff von der anderen Seite der Galaxis und zerstört es. David Deutsch unterstützt den Ansatz Alternative Geschichtsabläufe, von dem Konzept der Summe der Geschichtsabläufe, eingeführt vom Physiker Richard Feinman, der vor einigen Jahren starb. Die Idee ist, dass das Universum entsprechend der Quantentheorie keine eindeutige und einmalige Geschichte besitzt.

Stattdessen besitzt das Universum jeden einzelnen der möglichen Geschichtsabläufe, jeden mit seiner eigenen Wahrscheinlichkeit. Es muss eine mögliche Geschichte geben, in der es einen dauerhaften Frieden im Mittleren Osten gibt, obwohl möglicherweise die Wahrscheinlichkeit gering ist. In einigen Geschichten ist Raum-Zeit derart gekrümmt, dass Objekte wie Raketen in der Lage sind, in ihre Vergangenheit zu reisen. Aber jede Geschichte ist vollständig und in sich geschlossen und beschreibt nicht nur die gekrümmte Raum-Zeit, sondern auch die Gegenstände in ihr. Daher kann eine Rakete nicht auf eine andere alternative Geschichte übergehen, wenn sie wieder vorbei kommt. Sie befindet sich immer noch in derselben Geschichte, die in sich geschlossen sein muss. So denke ich, im Gegensatz zu dem, was Deutsch vertritt, dass die Idee von der Summe der Geschichtsabläufe die Hypothese der eindeutigen Geschichtsabläufe anstatt die Idee von den alternativen Geschichtsabläufen stützt.

Es sieht daher so aus, dass wir auf das Bild von den eindeutigen Geschichtsabläufen fixiert sind. Das muss jedoch keine Probleme mit Determinismus oder freiem Willen hervorrufen, wenn die Wahrscheinlichkeiten sehr gering sind für Geschichtsabläufe, in denen Raum-Zeit so sehr gekrümmt sind, dass Zeitreisen über eine makroskopische Region möglich sind. Das nenne ich die Chronologie-Schutz-Vermutung: die Gesetze der Physik haben sich verschworen, Zeitreisen auf einer makroskopischen Skala zu verhindern. Wenn Raum-Zeit beinahe so stark gekrümmt wird, um Zeitreisen in die Vergangenheit zu erlauben, scheint es so, dass virtuelle Partikel fast reale Partikel werden können und geschlossenen Flugbahnen folgen. Die Dichte der virtuellen Partikel und ihre Energie wird sehr groß. Das heißt, dass die Wahrscheinlichkeit dieser Geschichtsabläufe sehr gering ist. So ist scheinbar eine Chronologie-Schutzagentur am Werk, die unsere Welt für Historiker sicher macht. Aber dieses Thema von Raum- und Zeitkrümmung ist noch in seiner Kindheitsphase. Nach der Stringtheorie, die unsere größte Hoffnung auf Vereinigung der Allgemeinen Relativität mit der Quantentheorie in eine Theorie von Allem trägt, sollte Raum-Zeit zehn Dimensionen haben, nicht nur die vier, die wir erleben. Die Idee ist, dass sechs dieser zehn Dimensionen in einem so kleinen Raum aufgewickelt sind, dass wir sie nicht bemerken. Andererseits sind die restlichen vier Richtungen ziemlich flach und etwas, was wir Raum-Zeit nennen. Falls diese Vorstellung korrekt ist, könnte es möglich sein, dafür zu sorgen, dass die vier flachen Richtungen mit den in hohem Maße verbogenen oder gekrümmten Richtungen vermischt werden. Was das verursachen würde, wissen wir noch nicht. Aber es öffnet aufregende Möglichkeiten.

Die Zusammenfassung dieses Vortrags lautet, dass schnelle Weltraumreisen oder Reisen zurück in der Zeit nach unserem gegenwärtigen Kenntnisstand nicht ausgeschlossen werden können. Sie würden jedoch große logische Probleme verursachen, also wollen wir hoffen, dass es ein Chronologieschutzgesetz gibt, das Menschen daran hindert, zurückzureisen und unsere Eltern umzubringen. Aber Sciencefiction-Fans brauchen nicht den Mut zu verlieren. Es gibt Hoffnung in Form der Stringtheorie.

Da wir Zeitreisen noch nicht geknackt haben, ist meine Zeit abgelaufen. Danke fürs Zuhören.