Frage von HollisterinFun, 105

Warum gibt es keine Zeit?

Albert Einstein, Zeitlosigkeit, Relativitätstheorie

Bin jetzt darauf gestoßen, dass Zeit eine Illusion ist und deswegen nicht erfasst werden kann, weil es sie angeblich nicht gibt.

Das verstehe ich nicht. Wie muss ich mir das vorstellen? Kann mir das jemand erklären?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 27

Was ist Zeit?

Dass Zeit eine Illusion sei, hat vor allem Stepehen Hawking als einer der letzten reduktionistischen Physiker mit der "Kurzen Geschichte der Zeit" in die Welt gesetzt. Inzwischen ist er aber selber davon abgerückt und erkennt den thermodynamischen Zeitpfeil an. Er hat sogar ganze Kapitel seines Buches wieder zurückgezogen, so auch die Aussagen zur TOE.

Die Gesetze der klassischen Physik, wie z.B. der 1. HS (Energieerhaltungssatz) sind zeitsymetrisch (Vergangenheit und Zukunft sind gleichwertig, die Gleichungen funktionieren vorwärts und rückwärts). Damit können aber nur Zustandsänderungen, aber keine dynamsichen Prozesse mathematisch erfasst werden.
In der klassischen Dynamik stellt Zeit die vierte Dimension dar, sie ist ein geometrischer Parameter. Dieses ist die externe Zeit t, die man mit der Uhr misst. Aus verschiedenen Gründen ist diese Zeit aber nicht geeignet, instabile Systeme fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes zu beschreiben. Der Wegfall der Betrachtung in Trajektorien bei der Theorie dissipativer Strukturen wäre so ein Beispiel. Das einzige dynamische Beispiel innerhalb der klassischen Dynamik, bei der Zeit überhaupt eine Rolle spielt, ist die Beschleunigung. Und die ist, wie wir schon festgestellt haben, zeitsymetrisch, was bei einer geometrischen Betrachtung der Zeit nicht verwunderlich ist. Bei statischen Vorgängen, wie Bewegung eines Punktes im Raum oder Wellenausbreitung in der Quantenphysik wird ebenfalls die externe Zeit t benutzt.

Mit seiner Theorie Dissipativer Strukturen (Nobelpreis 1977) hat Ilya Prigogine den Zeitpfeil in die Physik eingeführt.

Durch die Verleugnung des Zeitpfeiles hatte der Reduktionismus mit 3 wesentlichen Paradoxa zu tun:
1. Das Zeitparadoxon: Es beschreibt den Widerspruch zwischen der reduktionistischen Betrachtung, bei der Vergangenheit und Zukunft gleichwertig sind und der Beobachtung der dynamischen Natur, nach der es eben nicht so ist. Diese Paradoxon löst Prigogine mit seiner Betrachtungsweise auf.
2. Das Quantenparadoxon: Auf der einen Seite beschreibt die Schrödingergleichung die Wellenfunktion innerhalb der Quantenmechanik, auf der anderen Seite bricht diese Wellenfunktion aber bei Messungen zusammen. Man spricht vom Kollaps der Wellenfunktion. Schrödingers Katze beschäftigt sich mit diesem Problem. Viele Physiker meinen, diesen Zusammenbruch der Wellenfunktion verursacht der Beobachter durch seine Messung. Über das Thema wird eigentlich seit Entstehung der Quantenphysik bis heute unter den klassischen Physikern gestritten. Da Prigogine nicht mehr reduktionistisch sondern probabilistisch an das Problem herangeht, löst der dieses Paradoxon auf, indem bei seiner Betrachtungsweise kein Zusammenbruch einer Wellenfunktion mehr vorkommen kann.
3. Das kosmologische Paradoxon: Laut Hawking führt die reduktionistische, zeitsymetrische Betrachtung des Kosmos zu der Vermutung, dass der Urknall einen rein geometrischen Charakter haben könnte, bei dem die Zeit eine zufällige unwesentliche Eigenschaft sei. Die kosmologische Zeit wäre daher reine Illusion.
Paradox wird es nach Prigogine deswegen, weil damit jeglicher Zusammenhang zwischen Sein und Werden verleugnet würde.

Nun weist Prigogine drauf hin, dass schon Aristoteles durch Naturbeobachtung erkannte, dass Zeit zwei unterschiedliche Qualitäten haben kann. Er unterschied zwischen der Zeit als "Bewegung" (kinesis) und der Zeit als "Entstehung und Verfall" (metabole). Die erste Zeit ist die Zeit der klassischen Dynamik, die zweite ist die Zeit der Thermodynamik. Um genau diese zweite thermodynamische Zeit geht es in der Theorie dissipativer Strukturen.

Die thermodynamische Zeit ist eng an Irrevesibilität und Instabilität gebunden. In stabilen reversiblen Systemen gibt es sie nicht. Prigogine nennt sie auch die innere Zeit.

In seiner Theorie dissipativer Strukturen weist Prigogine tatsächlich sowohl theoretisch als auch gestützt durch Experimente nach, dass Irreversibilität schon auf Quantenebene intrinsisch auftritt (intrinsisch: real im System vorhanden, also keine Gedankenkonstruktiton). Da die innere Zeit direkt von der Irreversibilität abhängt, ist auch die innere Zeit intrinsisch, was er ebenfalls theoretisch und experimentell belegt.
Wie er das genau herleitet, verstehe ich nicht, da da teils mathematische Operationen vorkommen, von denen ich bislang nie gehört, geschweige denn, sie verstanden habe. Einige Stichworte hierzu: Ljapunov-Exponent, Bernoulli-Verschiebung, Bäcker-Transformation, Entwicklungsoperatoren, Schrödingergleichung, Hamilton-Operator, Erweiterung der spektralen Theorie zur komplexen spektralen Theorie, Prüffunktionen zum Nachweis der intrinsischen Qualität, Perron-Frobenius-Operator, gestörte Hamilton-Funktion, KAM-Theorie, Poincaré-Divergenzen, Liouville-von Neumann-Gleichung etc.pp.
Die physikalische Quelle der Irreversibilitäten verortet Prigogine bei Quantenfluktuationen und der Hintergrundstrahlung.

Er schreibt in "Die Gesetze des Chaos":
"Der "Urknall" zeigt uns, dass es einen bestimmten Moment gibt, in dem die Materie, wie wir sie kennen, aus dem Quantenvakuum hervorgeht. Wir waren schon immer der Ansicht, dies sei das irreversible Phänomen schlechthin, und haben versucht, es als eine Irreversibilität zu analysieren. Das Universum bildet ein Ganzes, und die Existenz eines einzigen Zeitpfeils hat eine kosmologische Ursache.
Dieser Zeitpfeil ist stets gegenwärtig und es besteht darüberhinaus ein enger Zusammenhang zwischen Irreversibilität und Komplexität. Je höher der Komplexitätsgrad - Chemie, Leben, Gehirn -, desto offenkundiger ist der Zeitpfeil. Das entspricht genau der konstruktiven Rolle der Zeit, die in den eingangs beschriebenen dissipativen Strukturn so offenkundig ist."


Das Gehirn ist mit 10^^11 untereinander verschalteter Neuronen das mit Abstand komplexeste Gebilde im bekannten Universum. Zudem befinde es sich durch die extrem hohe Dissipationsrate (Energieverbrauch) in einem Zustand, der besonders weit vom thermodynamischen Gleichgewicht entfernt ist. Dadurch werde ein elektrodynamisches Klima geschaffen, bei dem die Ljapunovzeiten extrem kurz sind, sodass man sagen könnte, das Gehirn (wenn es korrekt arbeitet) stolpert von einer Instabilität in die nächste. Dadurch, dass es aber im Zustand fast ständiger Instabilität gehalten wird, kann es überhaupt nur kreative Leistungen emergieren.
Oder anders ausgedrückt: die Blut-Hirnschranke entkoppelt das Gehirn von der Umwelt auf eine Weise, dass es seine eigene innere Zeit entwickeln kann, die von der externen Zeit kaum gestört wird. Nur dadurch kann die enorme Leistung des menschlichen Gehirns überhaupt erklärt werden, da gelte, dass je kürzer die interne Zeit sei (->Ljapunov-Zeit), umso höher ist die Neigung zur Instabilität und umso höher ist die geistige Leistung. Eine Vergrößerung der internen Zeit würde gleichzeitig auch zu einem Nachlassen der geistigen Leistung führen. Sobald die interne Zeit sich der externen angeglichen hat, also praktisch verschwunden ist, sei das Gehirn praktisch tot.

Antwort
von OlliBjoern, 44

In der speziellen Relativitätstheorie (SRT) (zu dieser gehört auch das berühmte "Zwillingsparadoxon") beschreibt Einstein, wie die Zeit z.B. von der Geschwindigkeit des Beobachters abhängt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Zwillingsparadoxon

Der "Erdzwilling" erlebt Zeiten, die für den "Weltraumzwilling" schlichtweg nicht existieren (es gibt von manchen Punkten des Erd-Daseins keine "Linie der Gleichzeitigkeit" zwischen beiden). D.h. auch die Zeit ist relativ, nicht absolut (es gibt keine allumfassende Zeit, die an allen Stellen des Universums gleichzeitig "stattfinden" würde).

Dass es "keine Zeit" geben würde, ist meiner Ansicht nach eine etwas unglückliche Formulierung. Natürlich gibt es Zeit (Physik und Chemie rechnen damit), allerdings verliert sie in der SRT ihre absolute Gültigkeit. Zeit ist ortsgebunden (und damit relativ).

Wenn du draußen einen Stern beobachtest, siehst du seine Vergangenheit, nicht seine Gegenwart. Manche der Sterne, die du jetzt siehst, existieren schon nicht mehr. Richtige "Gleichzeitigkeit" existiert nur (näherungsweise) in der nahen Umgebung.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 24

Hier

(http://m.focus.de/wissen/bild-der-wissenschaft/tid-8332/physik_aid_229952.html)

bin ich auf einen interessanten Artikel über das Thema gestoßen.

Dort gibt es auch Zeichnungen, in denen u. a. dargestellt ist, was mit »Relativität der Gleichzeitigkeit« gemeint ist. Von daher muss man wohl präziser sagen: Die Gegenwart ist Illusion. 

Seit Rømer wissen wir, dass Licht Zeit braucht und der Eindruck, man könne wenigstens theoretisch die Welt im Jetzt mit einem Blick erfassen, Illusion ist.

Im 19. Jhd. fanden Physiker wie Maxwell heraus, dass die Lichtgeschwindigkeit c nicht einfach eine »Materialkonstante« ist wie die Schallgeschwindigkeit, sondern eine fundamentale, aus den Gesetzen der Elektrodynamik folgende Größe.

Da sie damit selbst ein Naturgesetz ist, muss sie Galileis Relativitätsprinzip unterliegen und von der Geschwindigkeit eines Beobachters unabhängig sein, was wiederum dazu zwingt, die Idee einer universellen Gleichzeitigkeit aufzugeben.

Angenommen, Du fährst mit einem Zug an einem Bahnhof vorbei. Vor und hinter dem Bahnhof sind in gleichem, hinreichend großem Abstand zwei Blinklichter, die Du gleichzeitig aufblinken siehst. Jetzt kannst Du, wie es üblich ist, denn Bahnhof als ruhend und Doch als bewegt ansehen - musst Du aber nicht.

Du kannst die Erde als ein riesiges Laufband ansehen, das sich  unter Dir bewegt, sodass Du Dich bewegen musst, um stehen zu bleiben. 

Dann bewegt sich das Licht vor Dir auf Dich zu, war also, als es aufgeblinkt ist, weiter weg als da Licht hinter Dir, das sich ja von Dir entfernt. Daher war der Lichtweg länger und es muss früher aufgeblinkt sein, während es unter der Annahme, dass der Bahnsteig ruht, gleichzeitig war.

Gleichzeitigkeit hängt also vom verwendeten Referenzsystem ab, was bedeutet, dass ein entferntes Ereignis »Vergangenheit«, »Gegenwart« oder »Zukunft« sein kann, je nachdem, was Du als ruhend betrachtest.

Das führt dazu, dass Zweifel an einem wohldefinierten zeitlichen »Nacheinander« angebracht sind.

Noch neuere physikalische Theorien scheinen Zeit gänzlich als etwas zu entlarven, dass emergent und nicht elementar ist. Auch diese werden in Artikel erwähnt.

Kommentar von Hamburger02 ,

Noch neuere physikalische Theorien scheinen Zeit gänzlich als etwas zu entlarven, dass emergent und nicht elementar ist. Auch diese werden in Artikel erwähnt.

So ist es. Hawking ist veraltet und überholt. Darauf gehe ich in meinem Beitrag gezielt ein.

Kommentar von SlowPhil ,

Nicht Hawking ist veraltet, sondern eine zeitweise Ansicht von ihm.

Wenn er denn den themodynamischen Zeitpfeil geleugnet hat.

Ich habe sein Buch »Eine kurze Geschichte der Zeit« gelesen, und dort hat er eigentlich mich überhaupt erst mit dem thermodynamischen Zeitpfeil bekannt gemacht.

Ich habe noch heute den Eindruck, dass er mir in diesem Buch sozusagen die Augen geöffnet hat, was den thermodynamischen Zeitpfeil und die immense Bedeutung der Gravitation für das Leben im Universum betrifft.

Antwort
von Andrastor, 35

Ganz einfach:

Wir unterscheiden 3 verschiedene Zeitformen: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft.

Wobei das Wort "Vergangenheit" Dinge, Ereignisse, Situation und Personen beschreibt die es so nicht mehr gibt. Da sich in jeder Sekunde alles verändert, wächst, weiterentwickelt, altert, erodiert etc. ist nichts so wie es einmal war.

Die Vergangenheit ist also eine Momentaufnahme von Dingen die es so nicht mehr gibt.

Die Zukunft hingegen beschreibt Dinge, Ereignisse, Situation und Personen wie sie noch nicht sind. Das Prinzip ist das gleiche wie bei der Vergangenheit. Die Zukunft gibt es noch nicht und da Zukunft immer "noch nicht jetzt" bedeutet, wird es sie auch niemals geben.

Das einzige was es gibt ist die Gegenwart. Dieser eine Moment den wir gerade erleben, dieser Moment ist das Jetzt. Alles davor gibt es so nicht mehr und alles danach gibt es noch nicht.

Aus diesem Grund sind auch Zeitreisen sowie Prophetie unmöglich.

Zeit ist in Wahrheit nichts weiter als eine Messeinheit, die den Ablauf von Prozessen miteinander vergleicht. Sprich wenn du 5 Sekunden lang die Luft anhältst, vergleichst du Prozess "Luft anhalten" mit dem Prozess "Uhrzeiger bewegen sich". Sodass du so lange die Luft anhältst bis sich der Sekundenzeiger 5 Mal bewegt hat.

Kommentar von SlowPhil ,

Die Vorstellung von Gegenwart als etwas Realem im Gegensatz zur nicht mehr realen Vergangenheit und der noch nicht realen Zukunft kann nicht stimmen, denn das entfernte Jetzt ist für uns eben noch nicht real, und was in großer Entfernung überhaupt »jetzt« ist, hängt auch noch davon ab, wie wir uns bewegen.

Abgesehen davon implizieren Wörter wie »noch nicht« und »nicht mehr« Zeit. 

Kommentar von Andrastor ,

Es gibt kein "entferntes Jetzt" jetzt ist der Moment in dem du dich gerade befindest. Es ist eine Momentaufnahme.

Bewegung hat damit überhaupt nichts zu tun.

Die Wörter "noch nicht" und "nicht mehr" implizieren keine Zeit, sondern einen Vergleich. Und mehr ist Zeit nicht, es ist, wie ich oben beschrieben habe ein Vergleich. Mit "noch nicht" vergleichst du Prognosen mit dem jetzt und mit "nicht mehr" vergleichst du vergangene Zustände mit dem jetzt.

Kommentar von SlowPhil ,

Es gibt kein "entferntes Jetzt"…

Natürlich. Was immer räumlich entfernt und mit meinem »Jetzt« gleichzeitig ist, ist ein entferntes Jetzt in dem Sinne, in dem ich das meine. Oder würdest Du etwa behaupten wollen, es gäbe nichts räumlich von mir Entferntes?

Ich glaube nicht an diesen Solipsismus, aber widerlegen kann ich ihn natürlich auch nicht.

…jetzt ist der Moment in dem du dich gerade befindest.

Nein, dieser Moment existiert nicht. Was immer ich jetzt sehe, ist schon Vergangenheit, was ich jetzt höre, erst recht. Sogar der Akt des Sehens oder Hörens selbst, denn ich brauche selbst zum Wahrnehmen physiologisch Zeit, aber das Geschehen, von dem ich höre, ist schon rein physikalisch keine Gegenwart mehr.

Jede »Momentaufnahme« zeigt Ereignisse, die in der Vergangenheit liegen.

Kommentar von Andrastor ,

Natürlich. Was immer räumlich entfernt und mit meinem »Jetzt«

In diesem Sinne hast, du Recht, es gibt ein entferntes Jetzt auf räumlicher Ebene.

denn ich brauche selbst zum Wahrnehmen physiologisch Zeit, aber das Geschehen, von dem ich höre, ist schon rein physikalisch keine Gegenwart mehr.

Natürlich, aber in deiner Wahrnehmung ist es "jetzt". In dem Moment in dem die Informationen verarbeitet werden, der Moment in dem du diesen Gedanken denkst, ist "jetzt".

Kommentar von SlowPhil ,

Natürlich, aber in deiner Wahrnehmung ist es "jetzt".

Das heißt nichts. Heute morgen war ich nach meiner Wahrnehmung auch auf dem Geburtstag eines Freundes, der tatsächlich längst verstorben ist. 

In dem Moment in dem die Informationen verarbeitet werden, der Moment in dem du diesen Gedanken denkst, ist "jetzt".

Dass es jetzt ist, ist aber Illusion, ebenso wie die Erfassung der Umgebung mit einem Blick. Selbst das Denken erfordert Zeit. Und, wie gesagt, zu einem räumlich entfernten »Jetzt« habe ich keinen Zugang.

Außerdem bist ja Du aus meiner Perspektive schon »woanders«. Wenn unsere Uhren nach konventioneller Lesart synchron laufen und wir im Funkkontakt stünden, und jeder stellte sich auf den Standpunkt »jetzt ist, was ich gerade sehe«, dann würden wir uns trefflich streiten können, weil jeder von uns immer der Meinung wäre, »jetzt« zeige seine eigene Uhr eine spätere Zeit als die des Anderen.

Kommentar von Andrastor ,

Du verstehst nicht worauf ich hinaus will.

Jetzt ist objektiv der Moment in dem du dich gerade bewusst befindest. Egal wo du gerade bist oder egal wo dein Gesprächspartner gerade ist.

Es ist klar, dass Gespräche, wie du es erwähnst von wegen "trefflich streiten" nur als Reaktion auf einander, nicht jedoch synchron verlaufen können.

Der Punkt ist, das Jetzt ist der Moment den du gerade erlebst. Immer. Jeder Moment deines Lebens den du gerade erlebst, wahrnimmst, erfasst, ist Jetzt. Dieser Moment ist real.

Antwort
von Usedefault, 1

Ich denke, Zeit ist eine subjektive Qualität, welche das jeweilige Lebewesen über die Prozesse der Wirklichkeit stülpt.

Den menschlichen Geist auf diverse mathematische Gleichungen zu projizieren, um damit unverständlich die Zeit "abzuschaffen" ist m. E. absurd.

Ich denke, Schlagworte wie "Es gibt keine Zeit" dürften ggf. nur dazu dienen, auch noch ein fünftes oder sechstes Buch vom selben Autor lukrativ zu machen.

Antwort
von HAufklFN, 42

Zeit ist keine Illusion. Nur die Vorstellung sie wäre überall gleich. Raum und Zeit sind voneinander abhängig. Du kennst nur deinen Raum also hast du auch nur ein dazu passendes Verständnis von Zeit. Die Zeit verhält sich aber nicht überall gleich


Antwort
von LLawliet385, 30

Stell dir doch mal selbst die Frage: was ist Zeit? Du wirst keine zufriedenstellende Antwort finden. Es gibt zeiteinheiten, also Abschnitte die wir an Bewegung, leben und anderem festmachen, oder es zumindest versuchen. Nur ist es nun so, das die Zeit als einzelnes nicht erfassbar ist. Sie ist scheinbar unendlich und hat weder Raum, noch Anfang oder Ende. Sie ist wenn du so willst total überflüssig und scheinbar nur für uns relevant. Dabei gibt es nichts, weder materielles noch immaterielles, was Zeit ist. Zeit ist auch nicht wirklich messbar. Die Messung die du vornehmen kannst umfasst nie die Zeit, vielleicht einen Zeitraum, der für dich als solcher wichtig zu sein scheint, die Zeit bleibt aufgrund ihrer Nichtexistenz unerreichbar.

Kommentar von SlowPhil ,

Nicht wirklich messbar? Wenn Du damit meinst, dass man ja nur Vorgänge miteinander vergleichen könne und das keine echte Messung sei, gilt das auch für räumliche Längen. Da kann man auch nur etwas miteinander vergleichen - wer garantiert dafür, dass der verwendete Maßstab selbst immer gleich lang ist?

Aufgrund ihrer Nichtexistenz unerreichbar? Ich würde eher sagen, der Raum ist ohne Zeit unerreichbar. Die Vorstellung des auf einen Blick erfassten »Jetzt« ist Illusion. Das gibt es nicht. Jeder buchstäbliche Augenblick benötigt Zeit, und hinzu kommt, dass man nicht in die Ferne gucken kann, ohne in die Vergangenheit zu gucken.

Beim Hören haben wir nicht einmal die Illusion des Erfassens von irgendetwas »auf einen Hör« (es gibt im Deutschen nicht einmal ein akustisches Pendant zu »Blick«).

Antwort
von gilgamesch4711, 4

  Physik ist eine konkrete Erfahrungswissenschaft. Natürlich ist Zeit KEINE Illusion, weil wir sie ja schon im naiven Alltag erfahren.

   Manche sagen gar, der ===> 2. Hauptsatz der Termodynamik mit seiner ===> Zeitrichtung sei das wohl grundlegenste physikalische Gesetz.

   Der große Erfolg im Rahmen der RT war nun die Geometrisierung der Zeit - eine Idee, die wir übrigens nicht Einstein verdanken, sondern ===> Hermann Minkowski. Kennst du nicht

    Bertolt Brecht: Fragen eines lesenden Arbeiters

   " Cäsar schlug die Gallier; hatte er nicht wenigstens einen Koch bei sich? "

    Warst du schon mal in einem Jumbo? Da wird doch immer eine Landkarte an die Decke projiziert; und du siehst, wo der Flieger jetzt steht und welchen Weg er bisher genommen hat.

    Rein teoretisch könntest du dieses Modell D3 aufrüsten mit verdeckten Kanten, indem du noch die Zeit als dritte Dimension mit rein nimmst. Dann bechreibt das Flugzeug in diesem dreidimensionalen Raum eine ===> Weltlinie.

   Ja gut; an sich ist die Idee so neu nun auch wieder nicht. Habt ihr in der Schule nie über der Zeitachse irgendwelche Prozesse aufgetragen?

   Aber dass man das machen kann - dass du über Zeit reden kannst, als handle es sich  um Geometrie -  bedeutet doch nicht, dass Zeit eine Illusion ist.

Antwort
von SuperZyZz, 33

Stell dir vor, wie weit die Zeit zurückreicht. Stell dir vor, wie lang sie gehen wird. Diese Form der Unendlichkeit liegt außerhalb menschlicher Vorstellungskraft, weswegen schlaue Köpfe zu recht behaupten, sie nicht bezeichnen zu können. 

Antwort
von Ruffy5286, 25

Zeit ist ein Konzept, dass sich der Mensch ausgedacht hat, um seine Umgebung verstehen und erklären zu können. Da gibt es nicht viel vorzustellen.

Antwort
von Maikolo, 21

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Raumzeit

Und Schau auf YouTube Mal nach dem Kanal "100SekundenPhysik". Der hat schon ein Paar Videos dazu gemacht.

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