Es mag wie Science-Fiction klingen, aber Wissenschaftler haben bereits einen Zeitsprung entdeckt. Aber was bedeutet das? Grundsätzlich ist ein Zeitsprung ein Phänomen, das den Zeitfluss verändert, indem es beschleunigt oder langsamer läuft.
Physiker kennen Zeitverzerrungen seit über 100 Jahren: Tatsächlich stehen Sie gerade auf einer Art Zeitverzerrung.
1905 veröffentlichte Albert Einstein seine Theorie der speziellen Relativitätstheorie, ein Jahrzehnt später folgte seine Fortsetzung der allgemeinen Relativitätstheorie, in der festgestellt wurde, dass die Schwerkraft eine Eigenschaft der Krümmung von Raum und Zeit ist - das Gewebe unseres Universums. Infolgedessen kann alles, was Masse hat, die Zeit verzerren.
Natürlich verzerren größere Dinge die Zeit besser. Mit Massen, die milliardenfach größer sind als die Sonne, haben Schwarze Löcher viel Gewicht, was sich in viel Zeitverzerrungspotential niederschlägt. Wenn Sie sich einem Schwarzen Loch nähern, würde die Schwerkraft des Objekts die Zeit verlängern und die Dinge viel langsamer ablaufen lassen als im Vergleich zu einem externen Beobachter. Ein Schwarzes Loch wäre jedoch keine gute Zeitmaschine, wenn Sie eine Rückreise machen möchten: Nachdem Sie einen bestimmten Punkt, den Ereignishorizont, passiert haben, können Sie und alles, was Sie mitbringen, nie wieder herauskommen. Nicht einmal Licht (daher der Name Schwarzes Loch).
Die Sonne und die Erde können die Zeit auch in spürbaren Maßstäben erweitern. 2007 bestätigte ein NASA-Satellit namens Gravity Probe B die allgemeine Relativitätstheorie mit einer Genauigkeit von 99%, indem er beobachtete, wie die Erde den Raum um sie herum verzerrt. Wenn Sie auf einem hohen Berggipfel leben, altern Sie tatsächlich schneller als Ihre Freunde am Meer, wo die Schwerkraft stärker ist, was bedeutet, dass die Zeit langsamer läuft. Um fair zu sein, würde Ihr beschleunigtes Altern mit einer völlig unmerklichen Geschwindigkeit stattfinden.
Zeitdilatation kann auch durch schnelles Bewegen erreicht werden. Eine schnellere Bewegung kann dazu führen, dass sich die Zeit in Bezug auf einen stationären Blickwinkel entsprechend der speziellen Relativitätstheorie verlangsamt. Diese Zeitverzerrung aufgrund von Geschwindigkeit und Schwerkraft taucht in unserem täglichen Leben jedes Mal auf, wenn wir GPS auf unseren Handys verwenden, um unseren Standort zu finden.
"GPS-Satelliten arbeiten mit supergenauen Uhren an Bord des Satelliten", sagte Ken Olum, Professor am Institut für Kosmologie der Tufts University in Medford, Massachusetts, gegenüber Live Science. "Die Uhren der Satelliten laufen je nach Entfernung zur Erde unterschiedlich schnell. Je nach Bewegung des Satelliten laufen sie auch unterschiedlich schnell." Damit das GPS Ihre Position genau anzeigt, müssen die Satelliten bei der Berechnung der Zeit die allgemeine Relativitätstheorie und die spezielle Relativitätstheorie berücksichtigen.
Natürlich sind massive Objekte, die die Zeit verzerren, nicht genau die Art von Zeitreise, über die Science-Fiction-Autoren gerne schreiben. Gibt es also andere Möglichkeiten, die Zeit zu verzerren? Nun, möglicherweise, aber es ist nicht wahrscheinlich.
"Der allgemeine Konsens ist, dass diese wirklich bizarren Lösungen der allgemeinen Relativitätstheorie, zu denen Zeitmaschinen gehören, im realen Universum mit ziemlicher Sicherheit unmöglich sind", sagte Benjamin Shlaer, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in Physik an der Universität von Auckland in Neuseeland.
Es gibt jedoch einige Optionen. Die unwahrscheinliche Option Nummer eins ist ein Wurmloch, eine theoretische Brücke, durch die Materie und Licht hindurchtreten könnten und die aus der Krümmung des Raums entsteht. Während einige Theorien vorhersagen, dass diese im frühen Universum auf mikroskopischer Ebene existierten, stellten sie auch fest, dass diese Wurmlöcher wahrscheinlich instabil waren und schnell zusammengebrochen wären.
Damit ein Wurmloch tatsächlich für Zeitreisen funktioniert, müsste es eine Art exotische Materie geben. Um das Wurmloch zu stabilisieren, verlangt die Theorie, dass diese Art von exotischer Materie - eine unbekannte Form von Materie, die sich grundlegend von dem Stoff unterscheidet, aus dem alles um Sie herum besteht - eine negative Masse und einen negativen Druck haben muss, was Wissenschaftler noch nie gesehen haben oder zu erwarten erwarten demnächst.
Die zweite Option beinhaltet kosmische Strings. Kosmische Strings sind hypothetische Energieröhren, die, wenn sie existieren, extrem klein wären. Die Theorie sagt voraus, dass zwei Saiten, die sich gegenseitig beschleunigen, die Zeit auf seltsame Weise verändern könnten, beispielsweise indem sie geschlossene Kurven in Raum-Zeit erzeugen, die sich wie Zeitmaschinen verhalten könnten. Sie benötigen jedoch unendlich viel Energie, um diese Saiten so schnell zu beschleunigen, dass Sie diesen Effekt sehen können - nicht genau das, was Sie an einem Samstagnachmittag oder an einem beliebigen Nachmittag tun könnten.
Wenn es Hoffnung gibt, in Zukunft exotische Materie oder Zeitverzerrungen zu finden, werden sie höchstwahrscheinlich durch die Beobachtungskosmologie gefunden, die als neue, unerwartete Entdeckungen kommen könnte, sagte Shlaer.
"Es ist ziemlich klar, dass all unsere sogenannten sicheren Annahmen darüber, was tatsächlich existiert, wahrscheinlich nicht zutreffen, wenn Sie zu extremen Regimen gehen", sagte Shlaer gegenüber Live Science. "Und wir könnten hoffen, dass dies Fragen sind, die wir auf dem Gebiet der Kosmologie stellen und beantworten können."
