Kaum ein Science-Fiction-Franchise ohne die obligatorische Reise in die Vergangenheit. Deren Paradoxe ruinieren mir regelmäßig die Laune am Zuschauen. Darum heute ein Blick auf die Physik, die sie – Thermodynamik sei Dank – nicht zulässt.
Skript
Die Frage aus dem Intro ist berechtigt, auch wenn Hulk sie abbügelt: Was wären „Dr. Who“, „Zurück in die Zukunft“, „Terminator“, „12 Monkeys“, „Looper“, „Midnight in Paris“, „Outlander“, „Butterfly Effect“ oder einfach jede mögliche Science-Fiction-Serie, wenn sie Physik verstehen würden?
Ich habe mit Zeitreisen aber wirklich ein Problem. Jede Storyline, die ich kenne, produziert so viele Paradoxe, dass es mich immer aus der Immersion wirft. Da können der Hulk und Ant-Man so viel philosophieren, wie sie wollen – das ist trotzdem alles Quatsch.
Lassen wir mal den offensichtlichen Unsinn weg, wo sich die Protagonist*innen selber begegnen, oder aus Versehen ihre Mutter von der Paarung abhalten. Das Großvaterparadox wurde ja in diesen Geschichten schon genug ausgebreitet.
Tatsächlich ist weder in der Newtonschen, noch in der einsteinschen Physik ein Zeitvektor verbaut. Kurt Gödel wies Einstein nach, dass die allgemeine Relativitätstheorie Zeitreisen in die Vergangenheit nicht ausschließt. Was Einstein entsetzt haben soll. Ob das stimmt, weiß ich nicht.
Was die Allgemeine Relativitätstheorie wirklich aussagt, ist, dass es Zeit nicht als Konstante gibt. Da ist keine externe Kraft im Raum, die man Zeit nennen könnte. Im Prinzip gibt es nicht einmal einen Zeitpunkt, den wir „Gegenwart“ nennen können. Das funktioniert zwischen uns Menschen auf der Erde ganz gut, aber wir sind ja alle gleich schnell. So ungefähr 107.000 Stundenkilometer schnell.
Zeitdilatation heißt der Effekt, der dazu führt, dass der Astronaut, der mit 80 Prozent der Lichtgeschwindigkeit schnell mal auf Alpha Zentauri vorbeischaut, bei der Heimkehr bemerken muss, dass sein Zwillingsbruder auf einmal vier Jahre älter ist als er.
Man kann das noch absurder machen. Wenn wir am Nachthimmel Alpha Zentauri bewundern, was in Europa nur ab und zu und nur auf den Kanarischen Inseln möglich ist, dann haben die Photonen, die auf unsere Netzhaut treffen, vier Jahre für ihre Reise gebraucht. Für das Photon aber, das ja mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs war, kann man überhaupt nicht von Zeit sprechen, es sei denn, man könnte durch Null teilen. Der Moment, in dem es von seinem Stern ausgestoßen wurde und das Aufschlagen auf der Netzhaut, sind praktisch gleichzeitig. Mehr noch: Die Distanz zwischen Emission und Absorption ist für das Photon null.
Ist das nicht fantastisch? Ist nicht dieser Fakt allein schon ein Grund, sich mit Physik zu beschäftigen? Das illustriert übrigens auch, warum Reisen mit mehr als Lichtgeschwindigkeit paradox sind.
Okay. Abschwiff, nur um darzustellen, welche Rolle Zeit in der allgemeinen Relativitätstheorie spielt.
Denn das eigentliche Problem für die Zeitreisenden ist ein anderes. Die Entropie. Der zweite Satz der Thermodynamik. Der Teil der Physik, der durchaus einen Zeitvektor hat. Entropie wird gerne mit „Unordnung“ oder „Chaos“ übersetzt. Sprich, die Unordnung im Universum nimmt ständig zu. Das mag stimmen, aber Unordnung klingt so nach Kinderzimmer und die kann man ja aufräumen.
Man könnte Entropie auch als Informationsproblem bezeichnen. In einem Gas zum Beispiel haben die Moleküle extrem viele Mikrozustände, jedes kann in einer Sekunde an einem beliebigen anderen Ort sein, was es sehr, sehr schwierig macht, Informationen über sie einzuholen. Anders ist es bei Salz. In einem Kristall hat jedes Atom genau einen richtigen Platz. Und wenn wir schnell eine Pinkelpause machen und dann noch einmal schauen, hat sich wahrscheinlich kaum ein Atömchen vom Platz gerührt.
Salz hat eine niedrige Entropie, Gase eine hohe Entropie. Und der zweite Satz der Thermodynamik besagt nichts anderes, als dass sich Systeme – rein statistisch gesehen – in der Regel von einer niedrigen Entropie zur höheren Entropie entwickeln. Wenn Salz sich in der Minestrone aufgelöst hat, haben wir größere Schwierigkeiten, über seine Atome Informationen zu bekommen.
Gut. Das zur Theorie. Jetzt nehmen wir an, der Hulk oder Ant-Man hätten das alles ignoriert, die hören den Explikator wahrscheinlich nicht, und könnten mich, sagen wir einmal bescheiden, ein Jahr in die Vergangenheit beamen.
Was würde nach den Gesetzen der Physik, wie wir sie kennen, dann passieren?
Als erstes würde ich wohl ersticken und erfrieren gleichzeitig, denn die Erde ist von meinem Startpunkt 6,94 Mrd. Kilometer entfernt. Das liegt daran, dass sich unsere Sonne selber mit 792.000 Stundenkilometern um das galaktische Zentrum dreht. Hulk oder Ant-Man hätten mich also auch räumlich beamen müssen und nicht nur zeitlich, die Trottel! Aber das ist im Kern nur Newtonsche Physik. Wäre vielleicht auch noch lösbar.
Probleme macht wieder die Thermodynamik. Hulk und Ant-Man müssen den zweiten Satz sozusagen rückwärts laufen lassen. Sie müssen meine ganzen Atome also von einem Zustand höherer Entropie in einen Zustand niedriger Entropie verändern, damit ich entropisch in das Universum des Vorjahres passe.
Biochemische Vorgänge sind aber nicht reversibel. Die Energieträger der Zellen würden sich unkontrolliert spalten, die Ionenpumpen meiner Zellmembranen versagen und die Ordnung der Proteine – zum Beispiel im Gehirn – kollabieren. Und das sind nur die biologischen Prozesse, die mir als Laien auf Anhieb einfallen.
Am wahrscheinlichsten wäre, dass ich mich sofort in meine chemischen Ausgangsstoffe auflöse. Die verlorengegangene Information bekommt man nicht wieder in die Zellen hinein. Die verlorengegangene Wärme genauso wenig.
Trotzdem würde mein lautloses Zerfallen das Universum komplett verändern. Ein Photon, das vorher ungehindert zur Erde geflogen wäre, stößt dummerweise auf eines meiner Schwefelmoleküle und wird abgelenkt. Dabei hätte es auf der Erde in einer Wolke ein Elektron aus einem Wassermolekül kicken sollen. Macht es aber jetzt nicht, bloß weil der Hulk und Ant-Man mich zu diesem Experiment überredet haben.
Dieses eine Molekül kann, wie im berühmten Butterfly-Effect, zu einer Kette von Veränderungen führen, die letztlich auch meinen Startpunkt, wo die beiden Knallköpfe von den Avengers immer noch auf meine Rückkehr warten, völlig verändert haben könnte.
Wie groß der Grad der Veränderung ist, lässt sich nicht berechnen, aber man kann kinderleicht dramatische und trotzdem plausible Kausalketten bauen.
Die einzige Art, gefahrlos in die Vergangenheit zu reisen, ist unser Himmel. Wenn man in die Sonne blinzelt, sieht man sie, wie sie vor acht Minuten war. Schaut man, von Australien aus, auf Alpha Centauri, blickt man vier Jahre in die Vergangenheit.
Völlig, ohne in Schwefelatome zu zerfallen.