Meine kurze Geschichte (German Edition)

zeitartige Kurven zu, die geschlossen sind – das heißt, zeitartige Kurven, die immer wieder an ihren Ausgangspunkt zurückkehren?
    Wir können versuchen, diese Frage auf drei Ebenen zu beantworten. Die erste ist Einsteins allgemeine Relativitätstheorie. Bei ihr handelt es sich um eine sogenannte klassische Theorie, also eine Theorie, die voraussetzt, dass das Universum eine wohldefinierte Geschichte ohne irgendwelche Ungewissheiten hat. Aus Sicht der klassischen allgemeinen Relativitätstheorie haben wir ein ziemlich vollständiges Bild vom Ablauf solcher Zeitreisen. Allerdings wissen wir, dass die klassische Theorie nicht ganz stimmen kann, weil wir beobachten, dass die Materie im Universum Fluktuationen unterworfen und ihr Verhalten daher nicht exakt vorhersagbar ist.
    In den neunzehnhundertzwanziger Jahren wurde mit der Quantentheorie ein neues Paradigma entwickelt, um diese Fluktuationen zu beschreiben und die Ungewissheit zu quantifizieren. Daher können wir die Frage nach Zeitreisen auch auf dieser zweiten Ebene, jener der sogenannten semiklassischen Theorie, stellen. Dabei betrachten wir Quantenmateriefelder vor dem Hintergrund einer klassischen Raumzeit. In diesem Fall ist das Bild weniger vollständig, aber zumindest haben wir eine gewisse Vorstellung, wie wir vorzugehen haben.
    Schließlich bleibt noch die vollständige Quantentheorie der Gravitation, wie immer sie aussehen mag. Auf dieser Ebene ist noch nicht einmal klar, wie wir die Frage «Sind Zeitreisen möglich?» überhaupt stellen sollen. Möglicherweise können wir allenfalls fragen, wie Beobachter im Unendlichen ihre Messungen interpretieren würden. Würden sie der Meinung sein, die Zeitreise hätte im Inneren der Raumzeit stattgefunden?

    ZURÜCK ZUR klassischen Theorie: Die flache Raumzeit enthält keine geschlossenen zeitartigen Kurven. So wenig wie andere Lösungen der Einstein’schen Gleichungen, die schon früher bekannt waren. Daher war es für Einstein ein großer Schock, als Kurt Gödel 1949 eine Lösung entdeckte, die ein Universum voller rotierender Materie beschrieb, in dem geschlossene zeitartige Kurven durch jeden Punkt führten. Die Gödel-Lösung verlangte eine kosmologische Konstante, die bekanntermaßen existiert, anschließend wurden jedoch auch andere Lösungen ohne diese Konstante gefunden.
    Das illustriert ein besonders interessanter Fall: zwei kosmische Strings, die sich mit hoher Geschwindigkeit aneinander vorbeibewegen. Wie ihr Name verrät, sind kosmische Strings langgestreckte Objekte mit einem winzigen Querschnitt. Einige Teilchentheorien sagen ihr Vorkommen voraus. Das Gravitationsfeld eines einzigen kosmischen Strings ist ein flacher Raum mit einem keilförmigen Ausschnitt, an dessen spitzem Ende sich der String befindet. Wenn wir uns also in einem Kreis um einen kosmischen String herumbewegen, ist die Entfernung im Raum geringer, als eigentlich zu erwarten wäre. Die Zeit hingegen ist nicht betroffen. Mit anderen Worten, die Raumzeit um einen einzelnen kosmischen String enthält keine zeitartigen geschlossenen Kurven.
    Doch wenn sich ein zweiter kosmischer String relativ zum ersten bewegt, verkürzt der Kegel, der für ihn ausgeschnitten wird, sowohl die räumlichen Distanzen als auch die Zeitintervalle. Bewegen sich die kosmischen Strings in ihrer relativen Bewegung zueinander mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, kann die Ersparnis der um die beiden Strings verlaufenden Zeit so groß werden, dass die Ankunft vor dem Aufbruch stattfindet. Mit anderen Worten, es gibt geschlossene zeitartige Kurven, die uns eine Reise in die Vergangenheit ermöglichen können.
    Die Raumzeit kosmischer Strings enthält Materie mit positiver Energiedichte, was physikalisch sinnvoll ist. Doch der Verformungsprozess, der die geschlossenen zeitartigen Kurven erzeugt, erstreckt sich bis ins Unendliche und zurück bis zur unendlichen Vergangenheit. Diese Raumzeiten enthielten schon bei ihrer Entstehung Zeitreisen. Wir haben jedoch keinen Grund zu der Annahme, dass unser eigenes Universum mit solchen Verwerfungen geschaffen wurde, und wir haben keine verlässlichen Anhaltspunkte für Besucher aus der Zukunft. (Abgesehen natürlich von der Verschwörungstheorie, dass UFOs aus der Zukunft kämen, was die Regierung wisse und vertusche. Leider sind die Aufzeichnungen der Regierung über ihre eigenen Vertuschungsmanöver nicht sehr zuverlässig.) Daher sollten wir nicht davon ausgehen, dass es geschlossene, zeitartige Kurven gibt, die in die