Zeitschleife

AK70 · Anmeldungsdatum: 04.08.2019 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,
Ich hoffe das ich hier richtig bin und ich meine Frage in die richtige Kategorie eingeordnet habe. Ich besitze leider nur wenig Kenntnisse im physilalischen Bereich aber habe schon seit längerer Zeit eine Frage/Idee die mich beschäftigt.Ich hoffe das ich hier niemanden störe oderso aber ich habe im Internet nicht viel gefunden und wusste nicht wo ich sonst nachfragen soll.
Meine Frage beschäftigt sich mit einem hypothetischen Paradoxon das bei einer theoretischen Zeitreise auftritt. Als Beispiel kann man ein Buch nehmen. Man stellt sich vor das in der Vergangenheit jemand ein buch geschrieben hat das heute immernoch bekannt ist. Jemand liest dieses Buch und möchte mit Hilfe einer (theoretischen)Zeitreise zu dem Autor in die Vergangenheit reisen um mit ihm über das Buch zu reden.Der Zeitreisende würde allerdings bevor der Autor das Buch überhaupt geschrieben hätte ankommen und auf den unwissenden Autor treffen.Der Zeitreisende zeigt dem vermeindlichen Autor das Buch und ermöglicht ihm so das Buch überhaupt zu schreiben damit der zeitreisende es in der Zukunft lesen kann.So hätte der zeitreisende eine sehr wichtige Rolle in der Zeit.Es wäre eine endlose zeitschleife mit Ursachen und Konsequenzen ohne einen richtigen Anfang und ein Ende.Die Zeit würde nicht linear von Vergangenheit zu Zukunft verlaufen sondern wäre ein anfangs und endloser Verlauf.Alles würde irgendwie aufeinander aufbauen und sich gegenseitig beeinflussen lassen.
Meine Frage ist vielleicht etwas primitiv aber es interessiert mich irgendwie.Es war nur mal so ein Gedanke und mich würde interessieren ob es theoretisch eine Möglichkeit wäre.
Stellen wir uns vor das wir uns ein paar Jahrhunderte(oder noch mehr) in der zukunft befinden.Die Technologie auf der Erde ist weit vorangeschritten und wir haben weit aus mehr Erkenntnisse als im Jahr 2019.Die Wissenschaft ist(hypothetischen) soweit vorangeschritten das wir das Geheimnis des Urknalls gelüftet haben und sogar Zeitreisen möglich sind.Was wäre wenn zukünftige menschen/Wesen zu dem Zeitpunkt des urknall oder einen nahe liegenden Zeitraum davor(wenn das möglich ist) oder danach gereist sind und uns beziehungsweise jegliche Voraussetzung für unser Leben mit den ersten Atomen usw. geschaffen haben.Anfang und Ende wären somit nur 2 Worte anstatt Zeitpunkte im Zeitverlauf.Es wäre ein endloser(aber nicht unendlicher) Kreislauf bei dem die Konsequenz gleichzeitig auch die Ursache ist und andersrum.Das Universum wäre ganz ohne einen gott oder sonst irgendwas entstanden sondern Teil einer Zeitschleife(wenn man das so nennen kann).
Vielleicht kann mir ja jemand sagen ob es theoretisch unter den physikalischen Voraussetzungen möglich wäre vorausgesetzt eine Zeitreise oder ähnliches wäre irgendwann hypothetisch möglich.
Vielleicht weiß ja jemand etwas dazu.

Meine Ideen:
Grundvoraussetzung wäre natürlich das Zeitreisen oder ähnliches möglich sind und unsere Erkenntnisse weiter voran geschritten sind was ich aber auch für unwahrscheinlich halte.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

Es gibt diverse hypothetische Lösungen zu den Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie, die sogenannte geschlossene zeitartige Kurven - CDTs für closed timelike curves - zulassen. CDTs sind Weltlinien idealisierter Beobachter in der Raumzeit, wobei ein Beobachter von einem Punkt P zu einem Punkt Q gelangen kann, von dem aus wiederum Signale zum Punkt P möglich sind; Q befindet sich im sogenannten Vergangenheitslichtkegel - past light cone - von P.

Dazu gibt es nun mehrere Gegenargumente:

Zunächst sind alle derartigen Raumzeiten rein hypothetisch, d.h. die Konstruktion der notwendigen Wurmlöcher o.ä. ist praktisch völlig undurchführbar, oder die Stabilität im Falle einer tatsächlichen Reise durch das Wurmloch ist nicht gegeben. Es bleibt jedoch der Einwand, dass Raumzeiten mit CDTs zumindest theoretisch möglich sind.

Dann werden immer nur idealisierte Beobachter betrachtet, d.h. rein geometrisch masselose Punkte; ein realer Beobachter wäre jedoch eine ausgedehnte Energieverteilung, für deren Bewegung die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu lösen wären. Evtl. würde ja aus einer exakten Lösung folgen, dass für den realen Beobachter die paradoxe Handlung nicht durchführbar ist. Wieder bleibt der Einwand, dass Raumzeiten mit CDTs theoretisch möglich sind; das wäre so, wie wenn eine Verletzung der Energieerhaltung theoretisch möglich jedoch praktisch nicht realisierbar wäre.

Deswegen glauben viele Physiker an ein noch nicht verstandenes Prinzip - die sogenannte chronology protection conjecture - derzufolge CDTs prinzipiell unmöglich sind.

Dafür gibt’s einige Kandidaten, z.B. Theorien zur Quantengravitation oder die Everettsche Formulierung der Quantenmechanik (derzufolge sich das Universum fortwährend in makroskopisch verschiedene Zweige auffächert, wobei die Zeitreise nicht im selben Zweig stattfinden sondern in einen Parallelzweig ohne Paradoxon führen würde). Theorien zur Quantengravitation sind heute nicht ausreichend verstanden, um derartige Fragen schlüssig beantworten zu können. Die Everettsche Formulierung der Quantenmechanik -
many-worlds interpretation - ist gut verstanden und wird von etlichen Physikern als vernünftigste Version der Quantenmechanik angesehen - jedoch bei weitem nicht von allen.

In der Everettsche Formulierung löst sich das Problem der CDTs auf eine ganz einfache Weise, die man auch ohne Quantenmechanik direkt in der Allgemeinen Relativitätstheorie implementieren kann.

Betrachtet man die Menge aller Lösungen X der Allgemeinen Relativitätstheorie, sowie die Untermenge H ⊂ X aller “kausalen” Lösungen der Allgemeinen Relativitätstheorie. H bezeichnet sogenannte global-hyperbolische Mannigfaltigkeiten - das sind genau die Mannigfaltigkeiten, die keine CDTs zulassen.

Man kann die Allgemeinen Relativitätstheorie mathematisch umformulieren - siehe ADM formalism - so dass die Theorie sich wie folgt darstellt: man nehme eine beliebige raumartige Geometrie M sowie die in M enthaltene Materie und Strahlung, und berechne die Zeitentwicklung von M. Daraus resultiert dann eine Raumzeit H, d.h. H ist sozusagen die vollständige Zeitentwicklung eines “zeitlichen Schnappschusses” M.

Dieser ADM-Formalismus ist für die Untermenge H ⊂ X mathematisch exakt äquivalent zur Formulierung nach Einstein. Der ADM-Formalismus ist jedoch unzulässig für X \ H, d.h. für Geometrien mit CDTs. CDTs werden also ausgeschlossen, indem man nicht mehr die volle ART nach Einstein betrachtet, sondern eine etwas restriktivere Umformulierung, die - ganz nebenbei - für viele Physiker durchaus natürlich erscheint.