Julian Barbour "The End of Time"
Doch wo die "hartnäckige Illusion" der Andersartigkeit der Zeit ihren Ursprung hat, das konnte auch Einstein nicht erklären. Weil, so Julian Barbour, Einstein den von ihm eingeschlagenen Weg nicht konsequent weitergegangen ist: Der Entfernung aller nicht meßbaren Größen aus der Physik, wie sie bereits 1872 von dem Österreicher Ernst Mach gefordert worden war. Nicht absoluter Raum und absolute Zeit sind demnach die Grundlage der Wirklichkeit, sondern die Beziehungen zwischen den Dingen.
Wendet man die Gesetze der Quantenmechanik auf "Platonia" an, so füllt sich auch die Konfigurationspyramide mit dem Nebel der Ungewissheit: Jede Anordnung der Teilchen besitzt nun eine bestimmte Wahrscheinlichkeit, von einem Beobachter wahrgenommen zu werden - und diese Wahrscheinlichkeiten sind unveränderlich, denn Platonia ist die zeitlose Gesamtheit aller Möglichkeiten.
"Platonia" nennt Barbour seine zeitlose Welt nach jenem griechischen Philosophen, der nur perfekte Formen als Realität anerkennen wollte. Denn die Form bestimmt auch in Barbours Weltmodell die Wirklichkeit. Platonia, das ist die Gesamtheit aller Möglichkeiten, die Teilchen des Kosmos relativ zueinander anzuordnen. Dieser "Konfigurationsraum", wie die Physiker es nennen, lässt sich mathematisch als vieldimensionale Pyramide beschreiben. Die Spitze der Pyramide - von Barbour "Alpha" getauft - entspricht dabei einem ganz besonderen Arrangement: jenem Zustand nämlich, in dem sich alle Teilchen des Kosmos an ein und demselben Ort befinden.
Jeder Punkt in Platonia entspricht also einer bestimmten Anordnung aller Teilchen im Universum. Die Sache hat allerdings einen Haken: Solche "bestimmten" Anordnungen gibt es nur in der klassischen Physik. Die moderne Physik legte den Schleier der Quantenmechanik über die Realität - Teilchen befinden sich nicht mehr an festen Orten, sondern nurmehr mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem verschmierten Bereich.
Doch der Wahrscheinlichkeitsnebel ist nicht überall gleich dicht. Julian Barbour ist davon überzeugt, dass die Form von Platonia dafür sorgt, dass für manche Anordnungen die Wahrscheinlichkeit sehr viel höher ist als in ihrer Umgebung - und dies sind dann die Anordnungen, die wir als Beobachter am wahrscheinlichsten wahrnehmen.
Und wo bleibt in diesem Bild nun die Zeit? Wo unsere Erinnerung an die Vergangenheit? Das beständige Werden und Vergehen im Kosmos? Sehen wir einen Film, in dem sich eine zerbrochene Tasse von selbst wieder zusammenfügt, so wissen wir sofort: der Film läuft rückwärts! Öffnen wir eine Flasche mit Parfüm, so verdunstet die Flüssigkeit und ihr Duft breitet sich im Raum aus. Niemals wird man den umgekehrten Vorgang beobachten, ein Hineinströmen der Duftpartikel in die Flasche.
Schaut man jedoch auf die elementaren physikalischen Vorgänge, auf die Stöße zwischen Atomen und Molekülen beim Strömen der Gase, so haftet diesen keineswegs eine zeitliche Vorzugsrichtung an: Die Gesetze der Physik funktionieren auch bei einer Umkehr der Zeitrichtung. Mikroskopisch ließe sich also nicht feststellen, ob der Film vorwärts oder rückwärts läuft.
Wie aber können zeitlich symmetrische Vorgänge ein zeitlich asymmetrisches, unumkehrbares Ergebnis hervorrufen? Die Lösung liegt in der Unwahrscheinlichkeit eines geordneten Zustands. Mischt man ein zuvor geordnetes Kartenspiel, so erhält man ein ungeordnetes. Der umgekehrte Vorgang - wenngleich durch kein Naturgesetz verboten - wird nicht eintreten, weil es nämlich nahezu unendlich viele ungeordnete Zustände gibt, aber nur einen einzigen geordneten.
Es ist also viel wahrscheinlicher, durch das Mischen der Karten einen ungeordneten, als einen sortierten Kartenstapel zu erzeugen. Unser Universum scheint sich freilich nicht an diese Regel von der Zunahme der Unordnung zu halten: Seit dem Beginn des Kosmos vor rund 15 Milliarden Jahren bildeten sich beständig Strukturen aller Größen: Galaxienhaufen, Sternsysteme, Planetensysteme - und schließlich Leben. Die Unordnung nahm also ab, die Ordnung zu. Die treibende Kraft hinter dieser Entwicklung ist die Gravitation: Zufällige Dichteschwankungen können sich durch die Anziehungskraft selbst verstärken.
Doch im Bild Julian Barbours ist all dies gleichsam eine Fata Morgana, der Schein nur einer tieferen Wahrheit. Es ist die Asymmetrie Platonias, das sich, wie der Forscher schwärmt, "einer Blume gleich von Alpha aus entfaltet", die dafür sorgt, dass auch die Illusion der Zeit asymmetrisch ist, dass es also zwar eine Erinnerung an die Vergangenheit, aber nur eine vage Vorstellung von der Zukunft gibt.
Der Clou der Sache: Die Wahrscheinlichkeit ist für solche Arrangements der Materie am größten, die eine möglichst komplexe Struktur aufweisen. Unser Universum ist also nicht gleichmäßig mit Wasserstoffgas angefüllt, sondern besitzt Galaxien, Sterne, Planeten und Lebewesen, weil solch komplexe Strukturen in Platonia eine große Wahrscheinlichkeit besitzen.
"Zeitkapseln" nennt Julian Barbour diese ausgezeichneten Punkte Platonias, weil sie in sich, in der Anordnung der Materie, Information enthalten - Information, die unser Bewusstsein als zeitlichen Ablauf interpretiert, als Bewegung, Werden und Vergehen.
Und was ist mit dem Anfang des Ganzen - wie kann das Universum, also nicht nur Materie und Raum, sondern auch die Zeit, einen Beginn haben? "So gab es denn keine Zeit, wo du noch nichts geschaffen hattest, da du die Zeit selbst geschaffen hast", beschrieb einst der heilige Augustinus den Beginn allen Seins - eine Erklärung, die erstaunlich modern wirkt, vergleicht man sie mit dem Bild, welches Physiker und Kosmologen heute vom Anfang der Welt entwerfen.
Unser Kosmos, so meint etwa Joel Primack von der University of California in Santa Cruz, ist eingebettet in ein größeres Multiversum, welches sich in einem - nur mit den Gleichungen der Quantenmechanik beschreibbaren - chaotischen Zustand befindet. Die Zeit ändert in diesem Quantenchaos unverhersagbar ihre Richtung, läuft mal vorwärts, mal rückwärts.
In diesem "Quantenschaum" bilden sich durch zufällige Schwankungen gelegentlich ruhigere Regionen heraus, in denen die Zeit plötzlich nur noch in eine Richtung läuft: Dann kommt es zu einem Urknall, der Entstehung eines expandierenden Universums mit "normaler" raumzeitlicher Struktur.
Geht es freilich nach Julian Barbour, dann sind solche Erklärungen überflüssig - da es keine Zeit gibt, verschwindet die Frage nach dem Anfang der Zeit ganz von selbst. Und auch der Urknall ist nichts weiter als eine gewaltige Illusion. Es ist wiederum die Form von Barbours Platonia, die dafür sorgt, dass genau solche Anordnungen am wahrscheinlichsten sind, die in ihrer Struktur eine "Erinnerung" an den Punkt Alpha enthalten. An eben jene Anordnung also, bei der sich alle Teilchen am gleichen Ort befinden - und den wir in unserer Unwissenheit bislang als Urknall und Anfang der Zeit begreifen.
Doch wo die "hartnäckige Illusion" der Andersartigkeit der Zeit ihren Ursprung hat, das konnte auch Einstein nicht erklären. Weil, so Julian Barbour, Einstein den von ihm eingeschlagenen Weg nicht konsequent weitergegangen ist: Der Entfernung aller nicht meßbaren Größen aus der Physik, wie sie bereits 1872 von dem Österreicher Ernst Mach gefordert worden war. Nicht absoluter Raum und absolute Zeit sind demnach die Grundlage der Wirklichkeit, sondern die Beziehungen zwischen den Dingen.
Wendet man die Gesetze der Quantenmechanik auf "Platonia" an, so füllt sich auch die Konfigurationspyramide mit dem Nebel der Ungewissheit: Jede Anordnung der Teilchen besitzt nun eine bestimmte Wahrscheinlichkeit, von einem Beobachter wahrgenommen zu werden - und diese Wahrscheinlichkeiten sind unveränderlich, denn Platonia ist die zeitlose Gesamtheit aller Möglichkeiten.
"Platonia" nennt Barbour seine zeitlose Welt nach jenem griechischen Philosophen, der nur perfekte Formen als Realität anerkennen wollte. Denn die Form bestimmt auch in Barbours Weltmodell die Wirklichkeit. Platonia, das ist die Gesamtheit aller Möglichkeiten, die Teilchen des Kosmos relativ zueinander anzuordnen. Dieser "Konfigurationsraum", wie die Physiker es nennen, lässt sich mathematisch als vieldimensionale Pyramide beschreiben. Die Spitze der Pyramide - von Barbour "Alpha" getauft - entspricht dabei einem ganz besonderen Arrangement: jenem Zustand nämlich, in dem sich alle Teilchen des Kosmos an ein und demselben Ort befinden.
Jeder Punkt in Platonia entspricht also einer bestimmten Anordnung aller Teilchen im Universum. Die Sache hat allerdings einen Haken: Solche "bestimmten" Anordnungen gibt es nur in der klassischen Physik. Die moderne Physik legte den Schleier der Quantenmechanik über die Realität - Teilchen befinden sich nicht mehr an festen Orten, sondern nurmehr mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem verschmierten Bereich.
Doch der Wahrscheinlichkeitsnebel ist nicht überall gleich dicht. Julian Barbour ist davon überzeugt, dass die Form von Platonia dafür sorgt, dass für manche Anordnungen die Wahrscheinlichkeit sehr viel höher ist als in ihrer Umgebung - und dies sind dann die Anordnungen, die wir als Beobachter am wahrscheinlichsten wahrnehmen.
Und wo bleibt in diesem Bild nun die Zeit? Wo unsere Erinnerung an die Vergangenheit? Das beständige Werden und Vergehen im Kosmos? Sehen wir einen Film, in dem sich eine zerbrochene Tasse von selbst wieder zusammenfügt, so wissen wir sofort: der Film läuft rückwärts! Öffnen wir eine Flasche mit Parfüm, so verdunstet die Flüssigkeit und ihr Duft breitet sich im Raum aus. Niemals wird man den umgekehrten Vorgang beobachten, ein Hineinströmen der Duftpartikel in die Flasche.
Schaut man jedoch auf die elementaren physikalischen Vorgänge, auf die Stöße zwischen Atomen und Molekülen beim Strömen der Gase, so haftet diesen keineswegs eine zeitliche Vorzugsrichtung an: Die Gesetze der Physik funktionieren auch bei einer Umkehr der Zeitrichtung. Mikroskopisch ließe sich also nicht feststellen, ob der Film vorwärts oder rückwärts läuft.
Wie aber können zeitlich symmetrische Vorgänge ein zeitlich asymmetrisches, unumkehrbares Ergebnis hervorrufen? Die Lösung liegt in der Unwahrscheinlichkeit eines geordneten Zustands. Mischt man ein zuvor geordnetes Kartenspiel, so erhält man ein ungeordnetes. Der umgekehrte Vorgang - wenngleich durch kein Naturgesetz verboten - wird nicht eintreten, weil es nämlich nahezu unendlich viele ungeordnete Zustände gibt, aber nur einen einzigen geordneten.
Es ist also viel wahrscheinlicher, durch das Mischen der Karten einen ungeordneten, als einen sortierten Kartenstapel zu erzeugen. Unser Universum scheint sich freilich nicht an diese Regel von der Zunahme der Unordnung zu halten: Seit dem Beginn des Kosmos vor rund 15 Milliarden Jahren bildeten sich beständig Strukturen aller Größen: Galaxienhaufen, Sternsysteme, Planetensysteme - und schließlich Leben. Die Unordnung nahm also ab, die Ordnung zu. Die treibende Kraft hinter dieser Entwicklung ist die Gravitation: Zufällige Dichteschwankungen können sich durch die Anziehungskraft selbst verstärken.
Doch im Bild Julian Barbours ist all dies gleichsam eine Fata Morgana, der Schein nur einer tieferen Wahrheit. Es ist die Asymmetrie Platonias, das sich, wie der Forscher schwärmt, "einer Blume gleich von Alpha aus entfaltet", die dafür sorgt, dass auch die Illusion der Zeit asymmetrisch ist, dass es also zwar eine Erinnerung an die Vergangenheit, aber nur eine vage Vorstellung von der Zukunft gibt.
Der Clou der Sache: Die Wahrscheinlichkeit ist für solche Arrangements der Materie am größten, die eine möglichst komplexe Struktur aufweisen. Unser Universum ist also nicht gleichmäßig mit Wasserstoffgas angefüllt, sondern besitzt Galaxien, Sterne, Planeten und Lebewesen, weil solch komplexe Strukturen in Platonia eine große Wahrscheinlichkeit besitzen.
"Zeitkapseln" nennt Julian Barbour diese ausgezeichneten Punkte Platonias, weil sie in sich, in der Anordnung der Materie, Information enthalten - Information, die unser Bewusstsein als zeitlichen Ablauf interpretiert, als Bewegung, Werden und Vergehen.
Und was ist mit dem Anfang des Ganzen - wie kann das Universum, also nicht nur Materie und Raum, sondern auch die Zeit, einen Beginn haben? "So gab es denn keine Zeit, wo du noch nichts geschaffen hattest, da du die Zeit selbst geschaffen hast", beschrieb einst der heilige Augustinus den Beginn allen Seins - eine Erklärung, die erstaunlich modern wirkt, vergleicht man sie mit dem Bild, welches Physiker und Kosmologen heute vom Anfang der Welt entwerfen.
Unser Kosmos, so meint etwa Joel Primack von der University of California in Santa Cruz, ist eingebettet in ein größeres Multiversum, welches sich in einem - nur mit den Gleichungen der Quantenmechanik beschreibbaren - chaotischen Zustand befindet. Die Zeit ändert in diesem Quantenchaos unverhersagbar ihre Richtung, läuft mal vorwärts, mal rückwärts.
In diesem "Quantenschaum" bilden sich durch zufällige Schwankungen gelegentlich ruhigere Regionen heraus, in denen die Zeit plötzlich nur noch in eine Richtung läuft: Dann kommt es zu einem Urknall, der Entstehung eines expandierenden Universums mit "normaler" raumzeitlicher Struktur.
Geht es freilich nach Julian Barbour, dann sind solche Erklärungen überflüssig - da es keine Zeit gibt, verschwindet die Frage nach dem Anfang der Zeit ganz von selbst. Und auch der Urknall ist nichts weiter als eine gewaltige Illusion. Es ist wiederum die Form von Barbours Platonia, die dafür sorgt, dass genau solche Anordnungen am wahrscheinlichsten sind, die in ihrer Struktur eine "Erinnerung" an den Punkt Alpha enthalten. An eben jene Anordnung also, bei der sich alle Teilchen am gleichen Ort befinden - und den wir in unserer Unwissenheit bislang als Urknall und Anfang der Zeit begreifen.
