Allgemeine Relativitätstheorie: Kosmologe diskutiert Einsteins Theorie
Es wird angenommen, dass eine Zeitreise in die Vergangenheit eine physische Unmöglichkeit ist. Laut dem Astrophysiker Dr. Paul Sutter von der Ohio State University haben sich Wissenschaftler jedoch Universen ausgedacht, in denen dies nicht nur möglich, sondern „einfach“ ist – und alles, was es braucht, ist ein rotierender Kosmos. Diese Idee findet sich in der Arbeit des in Österreich-Ungarn geborenen Forschers Professor Kurt Gödel im Jahr 1949 wieder.
Prof. Gödel – der gemeinhin als einer der bedeutendsten Logiker aller Zeiten gilt – war ein Nachbar des bekannten Physikers Albert Einstein, als beide am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, arbeiteten.
Es war bekannt, dass die beiden gemeinsam zwischen den Instituten spazieren gingen, obwohl die Art ihrer Gespräche den anderen Mitgliedern des Zentrums ein Rätsel gewesen sein soll.
Allerdings sagte Prof. Einstein spät in seinem Leben – so der deutsche Ökonom Oskar Morgenstern –, dass „seine eigene Arbeit nicht mehr viel bedeutete, dass er nur noch ans Institut kam […] das Privileg zu haben, mit Gödel nach Hause zu gehen.“
Unabhängig davon, worüber die beiden tatsächlich sprachen, ist bekannt, dass Prof. Gödel während seiner Zeit am Institut ein Interesse an Physik und insbesondere an den Arbeiten seines Freundes Einstein zur Allgemeinen Relativitätstheorie entwickelte.
Zeitreisen in die Vergangenheit sind in einer Lösung von Einsteins Feldgleichungen möglich (Bild: Getty Images)
In einem rotierenden Universum können Teilchen „geschlossenen zeitähnlichen Kurven“ folgen – und in ihrer eigenen Vergangenheit landen (Bild: Getty Images)
Die Allgemeine Relativitätstheorie erklärt, wie massereiche Objekte das Raum- und Zeitgefüge verzerren, ein Effekt, den wir als Gravitation erleben.
Dr. Sutter sagte gegenüber Universe Today: „Gödel war neugierig, ob die Relativitätstheorie Zeitreisen in die Vergangenheit ermöglichen könnte.
„Einsteins Theorie soll ein ultimatives Rahmenwerk für die Natur von Raum und Zeit sein, und soweit wir wissen, sind Zeitreisen in die Vergangenheit verboten.
„Also meinte Gödel, dass die allgemeine Relativitätstheorie dies automatisch verbieten sollte.“
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Einstein (im Bild) entwickelte die Allgemeine Relativitätstheorie (Bild: Getty Images)
Im Bild: Einstein verleiht seinem Freund Kurt Gödel (zweiter von links) einen Preis (Bild: Getty Images)
Was der Logiker jedoch festgestellt hat, ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie mit Zeitreisen in die Vergangenheit kompatibel sein kann – solange das Universum in Bewegung geraten ist.
Diese sehr spezielle Lösung für Einsteins Feldgleichungen – die als Gödel-Metrik oder das „Gödel-Universum“ bekannt ist – beinhaltet ein rotierendes Universum und einen speziellen Wert für die kosmologische Konstante.
In der Arbeit von Prof. Einstein wurde die Konstante eingeführt, um die Wirkung der Schwerkraft auszugleichen und ein statisches Universum gemäß dem zeitgenössischen Verständnis des Kosmos zu erreichen.
Während Einstein die kosmologische Konstante auf Null setzte, erfordert die Rotation von Gödels Lösung einen negativen Wert, um der resultierenden Zentrifugalkraft zu widerstehen und das Universum statisch zu halten
Das Gödel-Universum hat einige sehr ungewöhnliche Eigenschaften – insbesondere, wie Teilchen in der Raumzeit einer sogenannten „geschlossenen zeitähnlichen Kurve“ folgen können.
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Unser Universum dreht sich nicht, also müssen wir uns keine Gedanken darüber machen, die Kausalität zu brechen (Bild: Getty Images)
Dr. Sutter erklärte: „Gödel fand heraus, dass man in seiner eigenen Vergangenheit landen kann, wenn man in diesem rotierenden Universum einem bestimmten Weg folgt.
„Man müsste dafür unglaublich weit reisen – Milliarden von Lichtjahren –, aber es ist machbar.
„Während du reist, wirst du von der Rotation des Universums erfasst. Das ist nicht nur eine Rotation der Dinge im Kosmos, sondern von Raum und Zeit selbst.
„Im Wesentlichen würde die Rotation des Universums Ihre potenziellen Pfade nach vorne so stark verändern, dass diese Pfade zu Ihrem Ausgangspunkt zurückkehren.
„Du würdest dich auf deine Reise begeben und niemals schneller als mit Lichtgeschwindigkeit reisen, und du würdest dich dort wiederfinden, wo du angefangen hast – aber in deiner eigenen Vergangenheit.“
Es besteht jedoch kein Grund, sich Sorgen darüber zu machen, eine geschlossene zeitähnliche Kurve hinunterzurutschen und verblüffende zeitliche Paradoxien auszulösen und das Netz der Zeit zu durchbrechen.
Denn alle bisherigen kosmologischen Beobachtungen der Forscher deuten darauf hin, dass sich unser Universum nicht dreht.
Dr. Sutter schloss: „Wir sind vor Gödels Problem der Rückwärtszeitreise geschützt – aber es bleibt bis heute ein Rätsel, warum die allgemeine Relativitätstheorie mit diesem scheinbar unmöglichen Phänomen einverstanden ist.
„Gödel benutzte das Beispiel des rotierenden Universums, um zu argumentieren, dass die allgemeine Relativitätstheorie unvollständig ist – und er könnte dennoch Recht haben.“
Die Gödel-Metrik wurde erstmals in der Zeitschrift Reviews of Modern Physics beschrieben.