Was wäre, wenn Raum und Zeit den Ort wechseln würden? » Wissenschafts-ABC

Raum und Zeit sind miteinander verflochten, besitzen aber sehr unterschiedliche Eigenschaften. Wenn ihre Eigenschaften verändert würden, würde das Universum ganz anders aussehen.

Als Einstein die Allgemeine Relativitätstheorie entwickelte, war die Welt weder den Deutschen noch der deutschen Wissenschaft gegenüber besonders freundlich eingestellt. Dieses Misstrauen ist ausschließlich auf den Zweiten Weltkrieg zurückzuführen.

Doch als Einsteins Werk schließlich in die Welt der Wissenschaft gelangte, fiel es den Menschen schwer, es zu verstehen. Vielleicht lag das daran, dass es tatsächlich schwer zu verstehen ist, aber auch an dem, was es implizierte …

Es stimmt, dass die Allgemeine Relativitätstheorie das Universum besser aufgefasst hat. Es machte den Menschen jedoch auch bewusst, dass am Nachthimmel nichts so ist, wie es scheint. Tatsächlich glaubte Einstein selbst nicht, als Chandrashekhar es benutzte, um die Existenz der Singularität zu beweisen!

Von allem, was sie uns lieferte, war eines der interessantesten und wichtigsten Konzepte der Allgemeinen Relativitätstheorie das der Raumzeit.

Bisher hatte sich niemand vorgestellt, dass Raum und Zeit untrennbar miteinander verbunden sind, und auch nicht ernsthaft über ihre faszinierende Natur nachgedacht. Es war verblüffend zu verstehen, dass sie nicht nur miteinander verbunden, sondern im gesamten Universum auch inkonsistent sind.

Seitdem haben wir auf diesem Gebiet durch die Erforschung von Singularität, Gravitationswellen und vielem mehr große Fortschritte gemacht. Allerdings gibt es noch viele Fragen zur Raumzeit zu beantworten, etwa zur Expansion des Universums, zum Urknall und mehr. Haben Sie sich jedoch jemals gefragt, was passieren würde, wenn Raum und Zeit ihre Positionen tauschen würden? Würde es die Struktur des Universums beeinträchtigen? Und ist das überhaupt möglich?

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Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie implizierte, dass die Raumzeit aus vier untrennbaren Dimensionen besteht. Es handelt sich um einen durch die Schwerkraft formbaren Spielteig.

Stellen Sie sich zum Beispiel einen massereichen Stern vor, dessen Schwerkraft genauso massiv sein wird. Es ist zu erkennen, dass sich Licht je nach Schwerkraft gekrümmt um den Stern bewegt. Dies alles ist der gekrümmten Raumzeit selbst zu verdanken, denn wie wir alle wissen, kann sich Licht nicht biegen. Dies ist ein Beispiel für die Formung der Raumzeit durch die Schwerkraft!

Obwohl Raum und Zeit Teil derselben Struktur sind, in der dieses Universum lebt, könnten sie unterschiedlicher nicht sein. Denken Sie zum Beispiel an ein Paar Zwillinge. Diese Zwillinge sind immer an der Hüfte verbunden, so im Einklang, dass sie die Gedanken des anderen vervollständigen, dennoch völlig unterschiedlich in ihrer Persönlichkeit.

Raum und Zeit kann man sich als solche Zwillinge vorstellen – untrennbar, was das eine beeinflusst, beeinflusst das andere, hat aber völlig unterschiedliche Auswirkungen auf das Universum.

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Stellen wir uns vor, wir seien Astronauten in einem Raumschiff. Mit dem Platz ist es ganz einfach. Ja, es krümmt sich wie die Zeit um schwere Objekte, aber es ist dreidimensional und ermöglicht unserem Raumschiff, sich in jede Richtung zu bewegen. Somit können wir in jede gewünschte Richtung gehen.

Aber mit der Zeit wird es viel schwieriger. Diese vierte Dimension ist unter der Schwerkraft so formbar wie der Raum, aber genauso starr. Dadurch kann das Raumschiff nur in eine Richtung fliegen – vorwärts. Daher besteht die einzige Möglichkeit darin, in der Zeit vorwärts zu gehen, niemals rückwärts. Wenn wir uns also im Raum in die gewünschte Richtung bewegen, bewegen wir uns in der Zeit nur vorwärts.

Aber was passiert, wenn die Persönlichkeiten dieser Zwillinge vertauscht werden? Und könnte es überhaupt passieren? Und wenn ja, wie?

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Stellen wir uns vor, wir wären in dieser Raum-Zeit mit den vertauschten Persönlichkeiten. Früher war die Zeit sehr starr und erlaubte nur Vorwärtsbewegungen, aber jetzt verhält sie sich wie der Raum und erlaubt Bewegungen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.

Das bedeutet, dass Sie in die Vergangenheit reisen können! Hurra!

Seien wir aber noch nicht so erfreut, denn was wir vom Raumschiff aus sehen, ist kein Weltraum. Vielmehr ist es so, als würde man ein abstraktes Collagengemälde aus vielen verschiedenen Zeiten betrachten. Einige (oder besser gesagt die meisten) davon werden nicht einmal Sinn ergeben! Und der Raum... der ist starr geworden. Es erlaubt nur Bewegungen in eine bestimmte Richtung, also ist unser Raumschiff jetzt dem Untergang geweiht.

Sofern die Zeit nicht auch zu einer „physischen“ Dimension wie der Raum wird, fährt das Raumschiff nirgendwo anders als in die eine Richtung, in die uns der Raum führt. Gruselig, oder?

Das Gute daran ist, dass dieser Wechsel noch nie beobachtet wurde, aber bedeutet das, dass er nicht auftritt? Die Wahrheit ist, dass dieses Konzept des Schaltens dabei hilft, das Innere eines Schwarzen Lochs zu verstehen.

Wenn unser Raumschiff also irgendwie in einem Schwarzen Loch landet, sehen wir Schnappschüsse der Zeit um uns herum statt des Weltraums. Anstatt im Weltraum verteilte Objekte zu sehen, werden wir verzerrte Bilder aus verschiedenen Zeiten sehen.

Ob diese Zeitschnappschüsse für uns relevant wären oder nicht, ist völlig ein Rätsel. Zu diesem Zeitpunkt wird sich der Raum nur noch in eine Richtung bewegen, genau wie die Zeit zuvor. Es würde durch die Schwerkraft verzerrt werden und uns in eine einzige Richtung führen – zur Singularität. Wenn die Zeit hier physisch wäre, könnten wir vielleicht auf dem Weg zur Singularität in einen der Schnappschüsse der Zeit flüchten.

Wenn nicht, ist vielleicht alles, was wir sehen, etwas, das keinen Sinn ergibt, während wir unendlich fallen. Es wäre, als würde man in ein verrücktes Kaleidoskop fallen, in dem die Zeit die schillernden Perlen ersetzt … vorausgesetzt, dass das Schwarze Loch uns nicht auf dem Weg zum Ereignishorizont selbst tötet!

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Megha hat ihren Master in Astrophysik an der St. Sie ist ein absoluter Fan von Horror und hat den verrückten Teil im Begriff „verrückter Wissenschaftler“ versteckt. Eines Tages möchte sie auch den wissenschaftlichen Teil abdecken.