Steht bei 0 Kelvin auch die Zeit still?

DAS ist eine sehr tiefsinnige Frage, wie Raumzeit und Temperatur zusammen hängen. Zeit ist das was wir brauchen, um die Zustandsänderungen eines Systems beschreiben zu können.

Man kann die Temperatur über zwei verschiedene Entitäten definieren. Einmal über die Bewegung der Teilchen. Bei 0K bewegt sich nichts mehr und kann sich das System nicht mehr ändern. Ja, in diesem Sinne würde die Zeit stillstehen.

Die andere Definition erfolgt über die Entropie. Kann ein System zwei energetisch unterschiedliche Zustände einnehmen, so liegt es bei der Temperatur positiv unendlich in beiden Zuständen gleich häufig vor und bei der Temperatur null ausschließlich in dem energieärmeren Zustand. Gemäß der Definition über die Entropie gibt es auch negative Temperaturen, nämlich wenn das System vorzugsweise im energiereicheren Niveau vorliegt. In diesem Sinne sind negative Temperaturen größer als die Temperatur positiv unendlich. In diesem Sinne könnte die Zeit bei 0K fluktuieren, würde also nicht stillstehen.

Erstens mal kannst Du 0 K nicht erreichen.

Zweitens kommen klassisch alle thermodynamischen Vorgänge bei ≈0 K zum Erlie­gen. Es laufen also in der abgekühlten Probe keine Vorgänge mehr ab, und daher kann sich nichts mit der Zeit verändern. In diesem Sinn könnte man schlampig sa­gen, daß die Zeit so gut wie stillsteht, wenn man sich 0 K genug annähert.

Aber das wäre schon sehr schlampig, weil

1. Quantenprozesse, z.B. radioaktiver Zerfall, sollten immer noch ablaufen können.
2. Mechanisch ist die Temperatur bedeutungslos. Du könntest ja z.B. eine abgekühl­te Probe einfach fallen lassen, dann beschleunigt sie ganz normal entsprechend der Erdbeschleunigung, und fällt gleich schnell wie eine warme Probe.
3. Zuletzt hat all das, was bei ≈0 K abläuft bzw. nicht abläuft, nichts zu tun mit all den relativistischen Tricks der Zeitdehnung. Denn bei den relativistischen Effekten ver­geht Zeit wirklich langsamer, und jede Uhr wird das festhalten; eine abgekühlte Uhr geht aber genauso schnell wie eine warme.

Auch wenn sich die Moleküle nicht mehr bewegen, gibt es innerhalb der Materie noch andere Vorgänge, die eine zeitliche Abfolge haben. Ein Lichtstrahl kann sich ja auch bei 0°K noch mit voller Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Der absolute Nullpunkt bezieht sich nur auf die durch thermische Energie verursachte Bewegung von Molekülen. Alles andere läuft unverändert weiter. Deshalb steht die Zeit auch bei 0°K nicht still.

Da es 0K in der Realität nicht gibt, antworte ich hypothetisch drauf:

Auch bei 0K hätten Teilchen eine Ruhemasse. Es gäbe weiterhin Gravitation. Das wiederum würde weiterhin für eine Abfolge von Ereignissen sorgen, wodurch Zeit erst ihre Bedeutung gewinnt.

Das ist eine sehr gute Frage - meiner Meinung ja, da sich die Enthropie nicht erhöhen könnte, wenn 0 Kelvin erreicht würden…