Könnten Zeitreisen Realität werden? Kosmische Strings könnten die Antwort sein

Bisher sind Zeitreisen nur im Bereich der Science-Fiction Realität geworden, doch die moderne Physik stellt immer kühnere Fragen über die Natur der Raumzeit. Einigen Theorien zufolge könnten kosmische “Narben”, die von den frühesten Momenten des Universums zurückgelassen wurden – bekannt als Strings – nicht nur die Geschichte der Geburt des Kosmos erzählen, sondern auch auf die Möglichkeit hinweisen, in die Vergangenheit zu reisen.

Die Idee von Zeitreisen fasziniert die Menschheit schon seit Jahrhunderten. Während die meisten Menschen sie für reine Fantasie halten, argumentieren einige Physiker, dass das Universum Strukturen enthalten könnte, die zumindest theoretisch eine Rückkehr in die Vergangenheit ermöglichen. Diese merkwürdigen Phänomene sind als kosmische Strings bekannt und werden als “Narben” beschrieben, die auf die frühesten Momente des Universums zurückgehen.

Kosmische Strings und der Urknall

Zu Anbeginn der Zeit befand sich das Universum in einem extrem heißen, dichten und hochenergetischen Zustand. Als der Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren stattfand, spaltete sich die freigesetzte Energie in vier fundamentale Wechselwirkungen auf: Schwerkraft, Elektromagnetismus sowie die schwache und starke Kernkraft.

Wie Popular Mechanics anmerkt, geht man davon aus, dass diese Umwandlung nicht spurlos an uns vorbeigegangen ist, denn es wurden dauerhafte Abdrücke in der Struktur der Raumzeit hinterlassen.

Dabei handelt es sich um die so genannten kosmischen Strings, deren Verhalten auf den ersten Blick schwer vorstellbar ist, die aber den Dehnungsstreifen auf der menschlichen Haut oder den Rissen, die sich beim Gefrieren im Eis bilden, ähneln könnten. Einige Physiker glauben, dass diese Strukturen auch heute noch im Universum existieren, scheinbar passiv, doch ihre Erforschung könnte sich als entscheidend erweisen, um zu verstehen, wie das frühe Universum funktionierte – und nach bestimmten Theorien sogar für die Verwirklichung von Zeitreisen.

Zeitschleifen und Einsteins Relativitätstheorie

Laut Ken Olum, Forschungsprofessor an der Tufts University, könnten zwei kosmische Strings, die sich parallel zueinander bewegen, gemeinsam die Raumzeit so verbiegen, dass eine geschlossene zeitliche Kurve entsteht. Dieses Konzept beschreibt im Wesentlichen eine Zeitschleife: Wenn jemand durch sie hindurchgeht, kehrt er zu seinem Ausgangspunkt zurück – allerdings zu einem früheren Zeitpunkt in der Zeit. In diesem Sinne könnten die kosmischen Strings theoretisch als eine Art natürliche Zeitmaschine funktionieren.

Diese Form der Zeitreise ist besonders faszinierend, weil sie mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmt, die besagt, dass massive Objekte die Raumzeit verzerren und unter bestimmten Bedingungen sogar die üblichen Regeln der Zeit außer Kraft setzen können. Kosmische Strings gehören in den gleichen konzeptionellen Rahmen und bieten eine theoretische Grundlage für andere Ideen im Zusammenhang mit Zeitreisen.

Sind Zeitreisen also möglich?

All dies bedeutet jedoch nicht, dass Zeitreisen in der Praxis auch nur annähernd machbar sind. Eines der größten Hindernisse ist die außergewöhnliche Geschwindigkeit, die erforderlich ist: Damit das Modell funktioniert, wäre eine Bewegung nahe der Lichtgeschwindigkeit erforderlich, was eine erstaunliche Menge an Energie erfordert – etwas, das wir ebenfalls in einem früheren Artikel erörtert haben.

Nach Einsteins Relativitätstheorie gilt: Je schneller sich ein Objekt bewegt, desto mehr Energie wird benötigt, um es weiter zu beschleunigen. Gegenwärtig gibt es keine Technologie, die dies erreichen könnte. Dennoch lehnen nicht alle Physiker die Idee von Zeitreisen vollständig ab.

Die Forschung geht weiter

Die entscheidende Frage ist derzeit, ob kosmische Strings überhaupt existieren. Ein Durchbruch könnte von der NANOGrav-Forschungskollaboration kommen, die niederfrequente Gravitationswellen aufspürt, indem sie die Signale von Pulsaren analysiert. Diese Methode ermöglicht es, fast unmerkliche Veränderungen der Raumzeit zu erkennen. Im Jahr 2020 entdeckte die Gruppe ein Signal, das nicht zu den von schwarzen Löchern erzeugten Mustern passte und möglicherweise mit der Theorie der kosmischen Superstrings übereinstimmt.

Die Hypothese der kosmischen Superstrings geht auf die Stringtheorie zurück, die vorschlägt, dass das Universum aus mehr Dimensionen besteht, als wir wahrnehmen können. In diesem Modell werden die Elementarteilchen durch winzige vibrierende Strings ersetzt, wobei die verschiedenen Schwingungsmodi den verschiedenen Teilchen entsprechen. Wenn diese Strings im frühen Universum auf extreme Längen gedehnt wurden, könnten sie zu kosmischen Superstrings geworden sein, die zwar seltener sind, aber theoretisch leichter zu entdecken sind.

Neue Daten, die in den kommenden Jahren erwartet werden, sowie der weltraumgestützte LISA-Detektor, dessen Start für 2034 geplant ist, könnten helfen festzustellen, ob diese Signale wirklich von kosmischen Strings stammen. Sollte sich dies bestätigen, würde dies nicht nur die theoretische Möglichkeit von Zeitreisen in ein neues Licht rücken, sondern auch unser Verständnis der Physik grundlegend verändern. Bis dahin bleibt die Zeitreise eine der faszinierendsten – und geheimnisvollsten – Fragen des Universums.