Laut einer neuen physikalischen Theorie könnte Zeitreisen möglich sein!

In einer kürzlich veröffentlichten Studie haben Physiker eine neue Theorie über das Verhalten von Wellen und deren Beziehung zur Zeit aufgestellt.

Diese von Matias Koivurova und seinen Kollegen von der Universität Ostfinnland entwickelte Theorie stützt die Annahme, dass das in der Science-Fiction beliebte Konzept der Zeitreise in der Realität möglicherweise nicht möglich ist.

Denn die vom Team entwickelte Gleichung lässt Lösungen zu, bei denen die Zeit nur vorwärts und keineswegs rückwärts fließt.

ÄNDERT SICH DIE GESCHWINDIGKEIT EINER WELLE MIT DER ZEIT?

Wie Independent Türkçe unter Berufung auf das Fachmagazin Optica berichtet, wurde in der Forschungsarbeit die Annahme getroffen, dass sich die Geschwindigkeit einer Welle mit der Zeit ändern kann. Auf diese Weise konnte die sogenannte „beschleunigte Wellengleichung“ formuliert werden.

Licht, das sich durch das Vakuum des Weltraums bewegt, legt jede Sekunde konstant 299.792.458 Meter zurück.

Andererseits scheint Licht langsamer zu werden, wenn es mit Materie interagiert. Dies ist eigentlich keine neue Beobachtung. Die Standard-Wellenmechanik kann die meisten dieser alltäglichen Phänomene beschreiben.

Dieses Phänomen liegt auch der Lichtbrechung in einem Glas Wasser oder der faszinierenden Aufspaltung der Wellen in einem Regenbogen zugrunde.

Physiker können diese Verlangsamung mithilfe der Gleichungen des 19. Jahrhunderts über Licht und Elektromagnetismus beschreiben.

Die plötzliche Geschwindigkeitsänderung des Lichts zwischen verschiedenen Medien konnte jedoch mit physikalischen Wellenmessungen nicht in nennenswertem Umfang beobachtet werden.

Die Physiker hinter der neuen Theorie schlugen eine potenzielle Lösung für dieses Problem vor. Dies gelang ihnen jedoch nur, indem sie zunächst die Grundprinzipien über die Ausbreitung einer Lichtwelle innerhalb einer einzigen Dimension von Zeit und Raum überdachten.

Koivurova erklärte: „Die einzige Annahme, die ich brauchte, war, dass die Geschwindigkeit der Welle konstant ist. Dann dachte ich mir: Was, wenn sie nicht immer konstant ist? Es stellte sich heraus, dass dies tatsächlich eine gute Frage war.“

Letztendlich erzielte das Team, ausgehend von der Annahme, dass sich die Geschwindigkeit der Welle mit der Zeit ändern kann, Ergebnisse, die mit der Allgemeinen Relativitätstheorie übereinstimmen, als sie eine konstante Referenzgeschwindigkeit in die Gleichung einfügten.

DIE ZEIT FLIESST IN EINE RICHTUNG

Stellen Sie sich vor, ein Raumschiff wird mit hoher Geschwindigkeit in die Tiefen des Weltraums geschickt. Die Passagiere an Bord erleben Zeit und Entfernung anders als Beobachter, die diese Reise aus der Ferne verfolgen.

Dieser Kontrast ergibt sich aus der Relativitätstheorie, einer Theorie, die auf jeder Skala erfolgreich getestet werden kann.

Die Auswirkungen der neuen Lösung, die das Team basierend auf der Annahme der beschleunigten Welle in die Standard-Wellengleichung einbrachte, ähnelten den Effekten, die die Relativitätstheorie zwingend vorschreibt.

Koivurova sagte: „Wir haben gezeigt, dass aus der Sicht der Welle nichts mit dem Impuls passiert. Mit anderen Worten: Der Impuls der Welle bleibt erhalten.“

Dem Team zufolge spielt es keine Rolle, um welche Art von Welle es sich handelt. Ob im elektromagnetischen Feld, als Wellenschlag in einem Pool oder als Schwingung eines Seils; die relativistischen Messungen und die Impulserhaltung mussten bei zunehmender Geschwindigkeit in der Gleichung berücksichtigt werden.

Darüber hinaus hatte dies Konsequenzen, die für das populäre Science-Fiction-Konzept enttäuschend sein könnten.

Marco Ornigotti vom Forschungsteam erklärte: „Wir haben herausgefunden, dass wir der Welle eine 'Eigenzeit' zuschreiben können, die der Eigenzeit in der Allgemeinen Relativitätstheorie völlig ähnelt.“

Die Eigenzeit (im Englischen „proper time“) bezeichnet das Maß für die Menge an physikalischen Prozessen, die ein System durchläuft. Die Eigenzeit einer gewöhnlichen mechanischen Uhr wird beispielsweise durch die Anzahl der Umdrehungen des Stunden- und Minutenzeigers gemessen.

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