Die Idee der Zeitreise ist ein fester Bestandteil von Science-Fiction. Warum sie dennoch Fiktion bleiben wird, erklärt Quantenphysiker Marcus Huber vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Im ÖAW-Podcast „Hiccup. Per Schluckauf durch die Zeit“, der ab sofort auf allen Podcast-Apps verfügbar ist, spricht er unter anderem über die Frage, was Gegenwart und Zukunft voneinander unterscheidet, was Zeitreisen im Weg steht und was er selbst von Science-Fiction hält.

Ist es theoretisch wirklich möglich, durch die Zeit zu reisen?

Marcus Huber: In die Zukunft reisen wir ja tatsächlich ständig – einfach dadurch, dass wir älter werden. Aber einen Mechanismus, der es uns erlaubt, in die Vergangenheit zu reisen, kennen wir bislang nicht. Im Gegenteil: Es würde eine ganze Reihe logischer Paradoxien mit sich bringen.

Das Großvater-Paradoxon

Eine dieser Paradoxien nennt man in der Physik das Großvaterparadoxon. Was hat es damit auf sich?

Huber: Das ist ein bekanntes Gedankenexperiment: Wenn man theoretisch in der Zeit zurückreisen könnte, was würde einen davon abhalten, die eigenen Großeltern zu töten, sodass sie keine Nachkommen mehr zeugen? In dem Fall würde man selbst nie geboren, könnte also die Zeitreise gar nicht antreten – und damit auch nicht die Großeltern töten. Das führt zu einem ewigen logischen Widerspruch: Man wird geboren, reist zurück, verhindert seine Geburt, wird also nicht geboren – und so weiter.

Eine Möglichkeit wäre zum Beispiel, dass mit jeder Zeitreise eine neue Zeitlinie entsteht.

Das heißt, Zeitreisen in die Vergangenheit sind auch logisch unmöglich?

Huber: Es gibt verschiedene Versuche, solche logischen Paradoxien zu umgehen – sie gehören aber eher in den Bereich der Science-Fiction. Eine Möglichkeit wäre zum Beispiel, dass mit jeder Zeitreise eine neue Zeitlinie entsteht. Man reist also nicht in die Vergangenheit zurück, sondern in eine alternative Version davon – und in dieser Version wird man dann nie geboren. Das wäre die Vorstellung vieler paralleler Welten.

Eine andere Idee wäre, dass Zeitreisen zwar möglich sind, aber nur auf eine Weise stattfinden können, bei der sich die Vergangenheit nicht ändert – also dass alles, was passiert, ohnehin schon so geschehen ist. Das bedeutet, dass man de facto seine Großeltern gar nicht töten kann, weil alle physikalischen Prozesse so ablaufen, dass der Widerspruch vermieden wird.

Beide Varianten sind beliebte Erklärungsmodelle in Filmen oder Science-Fiction-Romanen, um Paradoxien aus dem Weg zu gehen. Es sind interessante logische Konstrukte – aber es gibt keinerlei physikalische Grundlage dafür. Also keine Theorie, kein Modell und keine Maschine, bei der man sagen könnte: „Ah, wenn das funktioniert, dann wäre es möglich.“ Es bleibt reine Spekulation.

Eine der ganz großen offenen Fragen der Physik

Und wenn ich als Zeitreisende tatsächlich nichts verändern würde?

Huber: Das Problem ist: Es ist eigentlich unmöglich, nichts zu verändern. Sobald ich irgendwo erscheine, wechselwirke ich mit meiner Umgebung – und jede Wechselwirkung hat Konsequenzen. Deshalb ist das eher ein erzählerisches Element: Man verändert zwei Dinge in der Vergangenheit – und genau diese Veränderungen führen dazu, dass die Gegenwart so ist, wie sie ist. So wird die Zeitreise fast schon deterministisch: Sie musste passieren, weil sie schon längst Teil der Gegenwart ist.

Die Frage nach der Natur der Zeit ist tatsächlich eine der ganz großen offenen Fragen der Physik

Welche Rolle spielt denn die Quantenphysik in diesem Zusammenhang?

Huber: Die Frage nach der Natur der Zeit ist tatsächlich eine der ganz großen offenen Fragen der Physik – da gibt es also durchaus Spielraum. Auch in der Quantenmechanik ist Zeit ein Parameter, der – wie der Raum – einfach gegeben ist. Über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der seine Wurzeln auch in der Quantenphysik hat, ergibt sich eine klare Zeitrichtung: Je weiter dieser Zeitparameter voranschreitet, desto mehr Entropie – also Unordnung – entsteht im Universum. Die Energie wird immer gleichmäßiger verteilt.

Um in die Vergangenheit zu reisen, müsste man diese Zunahme der Entropie umkehren – also quasi das gesamte Universum rückwärts laufen lassen. Und das wäre nur möglich, wenn man eine Maschine hätte, die nicht nur lokal auf uns wirkt, sondern mit dem gesamten Universum interagiert: mit den Sternen, mit der Kernfusion – mit allem. Und das ist schlicht unvorstellbar.

Und wie sieht es mit der Zukunft aus? In gewisser Weise reisen wir ja ständig in sie hinein – aber kann man das physikalisch beschleunigen?

Huber: Ja, theoretisch schon. Wenn ich mich beispielsweise mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewege – etwa in einem Raumschiff, das im Kreis fliegt –, dann vergeht die Zeit für mich langsamer als für jemanden, der auf der Erde bleibt. Wenn für mich ein Jahr vergeht, können auf der Erde viele Jahre vergangen sein.

Was ist Zeit? 

Gibt es an dieser Idee der Zeitreise etwas, das Sie persönlich fasziniert?

Huber: Ich finde es sehr faszinierend – vor allem als Imagination, als Ausgangspunkt für Geschichten. Noch interessanter sind aber die grundlegenden Fragen zur Natur der Zeit. Was bedeutet Zeit eigentlich? Was verändert sich wirklich von einem Tag auf den nächsten? Und im Prinzip gibt es ja durchaus reale Möglichkeiten, in die Zukunft zu reisen: Wenn ich zum Beispiel meinen Stoffwechsel verlangsamen würde – also so etwas wie Kälteschlaf –, oder wenn ich eben relativistisch mit hoher Geschwindigkeit unterwegs wäre, würde ich mich gewissermaßen in die Zukunft „bewegen“.
Ob das dasselbe ist wie eine echte Zeitreise, ist wiederum eine philosophische Frage. Ich denke, es gibt viele spannende wissenschaftliche und erkenntnistheoretische Fragen rund um die Zeit und unsere Wahrnehmung davon. Aber eine klassische „Zeitmaschine“ – die gibt es einfach nicht.