Variable Lichtgeschwindigkeit

»Das Multiversum in seiner Gesamtheit ist im wesentlichen ein relativ einfach gestricktes Gebilde.«2

[…] Auszug aus Die Traumvektor Tetralogie […]

Um zum Vakuum zurückzukommen, auch in diesem scheinbar leeren Raum gibt es auf kleinsten Längeneinheiten aus genau den gleichen Gründen immer wieder Schwankungen im Quantenfeld, spontane Energiespitzen12, die nach Einstein ja nichts anderes sind, als hoch energetische, massereiche Teilchen, welche ununterbrochen ein wahres Teilchengewitter erzeugen.

Überall im Universum. Nicht der kleinste Raum bleibt davon verschont. Auch in uns, zwischen den Molekülen, in den Atomen entstehen und vergehen in jeder beliebig kleinen Zeiteinheit Myriaden von Geisterteilchen.

Verkleinert man den Maßstab noch weiter, kommt man irgendwann an einen Punkt, an dem alle bisher bekannten Gesetze ihre Gültigkeit verlieren. Unterhalb der sogenannten Planck-Grenze13 gibt es keine Zeit, kein vorher oder nachher, keine Größe, Masse oder Richtung, alles ist nur noch Energie.

Nun wollen wir uns ansehen, welche Auswirkungen diese Teilchenflut auf die Umgebung hat. Man könnte versuchen, das Universum mit den Augen eines Statistikers zu sehen – natürlich nur als reines Gedankenexperiment, denn nur wenige von uns sind mit der Gabe gesegnet, sich in die Gedankengänge eines Statistikers hineinzuversetzen – der das Vakuum als ideales Gas14 betrachtet und die Quantenfluktuationen15 als virtuelle Teilchen, die sich darin zufällig bewegen. Dann landet man schnell bei einer modifizierten »Äthertheorie«.16

Da dieses Wort zu meiner Zeit sehr negativ vorbelastet war und der mardukianische Name »Gsar Dranvehto«, eine Erweiterung des »Dranvehto«, in meinen Ohren zu nichtssagend klang, entschied ich mich, diese Theorie »Quantensuppen Theorie« (QST) zu nennen. Und das Bild einer heißen, brodelnden Suppe beschreibt die Vorgänge, die sich im Mikrokosmos abspielen, wie ich meine, und der eine oder andere Leser es mittlerweile auch schon nachvollziehen kann, ganz gut.

Sehen wir uns nun die Photonen auf ihrem Weg durch das Universum an. Sie treffen dabei unweigerlich immer wieder auf diese virtuellen Hindernisse und werden abgelenkt, verzögert oder beschleunigt. Dabei verlieren sie einen Teil ihrer Energie oder bekommen welche dazu – die Kommunikation zwischen den Photonen und den virtuellen Teilchen erfolgt natürlich ebenso über andere virtuelle Teilchen – und möglicherweise werden die Photonen auch ganz verschluckt; sie verwandeln sich in Materie-/Antimateriepaare und werden, da sich diese Paare gleich wieder in Energie verwandeln, wieder ausgespuckt.

So gesehen muss ein Photon, welches wir vielleicht irgendwo in einen Lichtleiter gesteckt haben, nicht mit dem identisch sein, welches wir am anderen Ende messen. Auch dann nicht, wenn wir nur ein Einziges auf den Weg geschickt und nur eines empfangen haben.

Die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ist daher nur ein statistischer Mittelwert, der Lokal sehr stark abweichen kann. Die maximal erreichbare und im Falle eines Photons auch minimale Geschwindigkeit ist eine ganz andere, unter Umständen sogar eine sehr viel höhere, als die nach der Relativitätstheorie erlaubte.

Auf mikroskopischer Ebene ist der Weg durch die »Quantensuppe« (QS) demnach alles andere als geradlinig und geschwindigkeitsneutral. Da sich aber alle Photonen gleichen und normalerweise auch kein Erkennungszeichen dabei haben, fallen diese Vorgänge auf makroskopischer Ebene nicht auf, man bemerkt sie erst gar nicht.

Dieser »QS-Widerstand« erklärt auch, warum sich nichts schneller als »das Licht« bewegen kann: Die »Reibung« in der QS ist ab einem gewissen Grad, einer bestimmten Geschwindigkeit einfach zu groß17 – vergleichbar mit dem elektrischen Widerstand in einem Leiter.

Und die schönste Konsequenz, die sich daraus ergibt, ist die eines sogenannten Bose-Einstein-Kondensat-Raumschiffes18, welches sich ungehindert durch die QS manövrieren lässt – wie elektrischer Strom, der in Supraleitern auf keine Widerstände trifft.

Sich mit minimalem Energieaufwand und maximaler Geschwindigkeit, die um etliche Zehnerpotenzen höher ist, als die im Einsteinraum zulässige, durch die Raumzeit bewegen, ist eine atemberaubende Vision.

Von anderen Konsequenzen, die für einen Menschen zum Teil vollkommen verrückt klingen müssen, ganz zu schweigen. Zum Beispiel ist die Trägheit der Masse19 identisch mit dem QS-Widerstand, die Gravitation kann durch die Summe der erzeugten virtuellen Teilchen pro Zeit- und Raumeinheit definiert werden und ist daher, wie die Teilchen selbst, nur eine virtuelle Erscheinung. Der Raum ist in der QS nichts anderes, als die freie Weglänge zwischen den virtuellen Teilchen und daher, in Anwesenheit von Masse, wie Einstein es richtig erkannt hat, formbar wie ein Knetgummi.

Und die Zeit, sie ist alles andere als ein gleichmäßiger Strom aus einer bekannten Vergangenheit in eine ungewisse Zukunft, dem man nicht entfliehen kann, sondern ein sehr kantiges Gebilde, welches von einem Zustand in den nächsten springt – mal abgesehen davon, dass unterhalb der Planck-Zeit die Zeit ohnehin ihre Existenzgrundlage verliert und nicht existiert.

Die Zeit, die wir als Mensch als lückenlos begreifen und in unserer Vorstellung auch nicht anders begreifen würden, ist auf mikroskopischer Ebene alles andere als stetig und wohldefiniert. Die Zeit wird durch die Veränderungen im virtuellen Teilchenmeer definiert, was nichts anderes heißt, als dass sie nur die Übergänge zwischen den einzelnen »Bildern« eines Universums anzeigt – ein virtueller Pfeil, der nur in unserer Fantasie existiert. Zeit ist der Abschnitt zwischen den einzelnen, voneinander unterscheidbaren Zuständen eines Universums. Und der kann sehr kurz sein, verdammt kurz. Und daher erscheint uns die Zeit als dass, was sie nicht ist, als ein kontinuierlich andauernder Prozess.

Und bei einer gequantelten Zeit, also eine Zeit in Paketform, gibt es keinen Grund, warum zwischen den Übergängen von einem Zustand des Universums in den nächsten nicht alles passieren kann, was man sich nur vorstellen will. Im Prinzip ist jeder beliebige Zustand möglich und alles kann geschehen. Was natürlich auch dazu verwendet werden könnte, das gesamte Universum nach Belieben zu manipulieren.

Doch das ist eine andere Geschichte.

1 Empfohlene Bettlektüre: http://space.mit.edu/home/tegmark/crazy.html »Parallel Universe Overview (Levels I-IV)« auf der Webseite von Max Tegmark. Man kann dieses Kapitel über das »Multiversum« auch getrost überspringen, ohne den Faden zu verlieren. Es ist nur ein kleiner Ausflug in die vielen möglichen »Parallelen Welten« und die Konsequenzen, die sich daraus ergeben.

2 Rham (21 201 v. NZ): Die Geschichten der Universen.

3 Denkanstöße finden sich im Literatur-/Web-/Videoverzeichnis im Anhang und auf Motion Mountain – The free physics textbook

4 »Die spezielle Relativitätstheorie (kurz: SRT) ist eine physikalische Theorie über Raum und Zeit. Sie verallgemeinert das galileische Relativitätsprinzip der klassischen Mechanik auf alle Gesetze der Physik.« – Wikipedia: Spezielle Relativitätstheorie

5 Kennt jeder: E = m c2. Eine interessante Tatsache ist vielleicht, dass die Sonne allein durch ihr abgestrahltes Licht (Gesamtleistung ca. 3,7·1026 W) in jeder Sekunde rund 4 Millionen Tonnen Masse verliert (verglichen mit der Sonnenmasse von rund 2·1030 kg ist dieser Anteil jedoch vernachlässigbar). – Wikipedia: Äquivalenz von Masse und Energie

6 »Die heisenbergsche Unschärferelation oder Unbestimmtheitsrelation ist die Aussage der Quantenphysik, dass zwei Messgrößen eines Teilchens nicht immer unabhängig voneinander beliebig genau bestimmbar sind. Das bekannteste Beispiel für ein Paar solcher Messgrößen sind Ort und Impuls.« – Wikipedia: Heisenbergsche Unschärferelation

7 Für die Ruhemasse – das ist die Masse, die ein Teilchen bei der Geschwindigkeit Null hat – eines Photons im Vakuum muss der Wert mit Null angenommen werden, da sich zeigen lässt, dass sich unter anderem Magnetfelder anders verhalten würden, wäre dem nicht so. Experimentell konnte so ein Verhalten bisher nicht nachgewiesen werden (Stand 2009 n. Chr.), woraus sich die Obergrenzen für die Photonmasse ergeben (http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s000.pdf). Messungen deuten aber darauf hin, dass Photonen zumindest in Supraleitern nicht Masselos sind. Wikipedia: Photon

8 Lebensdauer 10-23 Sekunden, Reichweite ungefähr 10-15 Meter.

9 »Unter Welle-Teilchen-Dualismus versteht man einen klassischen Erklärungsansatz der Quantenmechanik, der besagt, dass Objekte aus der Quantenwelt sich in manchen Fällen nur als Wellen, in anderen als Teilchen beschreiben lassen. Mit der Interpretation der statistischen Wahrscheinlichkeiten im Rahmen der Kopenhagener Deutung (1927) bekam der Begriff eine etwas andere Bedeutung: Jede Strahlung hat sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter, aber je nach dem durchgeführten Experiment tritt nur der eine oder der andere in Erscheinung.« – Wikipedia: Welle-Teilchen-Dualismus

10 »Das Restaurant am Ende des Universums (engl.: The Restaurant at the End of the Universe) ist das zweite Buch aus der fünfteiligen Serie Per Anhalter durch die Galaxis (The Hitchhikers Guide to the Galaxy) von Douglas Adams. Der Titel bezieht sich auf das fiktive Restaurant Milliways aus Per Anhalter durch die Galaxis.« – Wikipedia: Das Restaurant am Ende des Universums

11 »Alice im Wunderland (ursprünglich: Alices Abenteuer im Wunderland; englischer Originaltitel: Alice’s Adventures in Wonderland) ist ein erstmals 1865 erschienenes Kinderbuch des britischen Schriftstellers Lewis Carroll. Die fiktionale Welt, in der Alice im Wunderland angesiedelt ist, spielt in solch einer Weise mit Logik, dass sich die Erzählung unter Mathematikern und Kindern gleichermaßen großer Beliebtheit erfreut.« – Wikipedia: Alice im Wunderland

12 Man möchte es kaum für möglich halten, wie viel Energie sich in so einem »Vakuum« für kurze Zeit aufstauen kann. Eine Kaffetasse »Vakuumenergie« würde ausreichen, um unsere Erde in kleine handliche Stücke zu zerlegen – Tony Darnell, http://www.deepastronomy.com/how-to-destroy-earth-with-a-coffee-can.html

13 Z. B.: Planck-Länge: 1,61 . 10−35 Meter oder die Planck-Zeit: 5,39 . 10−44 Sekunden.

Dies sind ausgeschrieben 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 054 Sekunden. Eigentlich ist das Leben eines virtuellen Teilchen, wenn man es auf diese Weise betrachtet, schon ziemlich kurz. – Wikipedia: Planck-Einheiten

14 »Als ideales Gas bezeichnet man in der Physik und Physikalischen Chemie eine bestimmte idealisierte Modellvorstellung eines realen Gases. Obwohl es eine starke Vereinfachung darstellt, lassen sich mit diesem Modell bereits viele thermodynamische Prozesse von Gasen verstehen und mathematisch beschreiben.« – Wikipedia: Ideales Gas

15 »Vakuumfluktuationen (auch Quantenfluktuation oder Nullpunktsfluktuation) sind Teilchen-Antiteilchen-Paare, die in der Quantenfeldtheorie aus dem Vakuum entstehen und wieder zerfallen.« – Wikipedia: Vakuumfluktuation

16 »Der Äther (griech. αἰθήρ [„aithär“] für der (blaue) Himmel) ist eine Substanz, die im ausgehenden 17. Jahrhundert als Medium für die Ausbreitung von Licht postuliert wurde. Später wurde das Konzept aus der Optik auch auf die Elektrodynamik und Gravitation übertragen, vor allem um auf Fernwirkung basierende Annahmen zu vermeiden. Seit der allgemeinen Akzeptanz der speziellen Relativitätstheorie Albert Einsteins und der Quantenmechanik wird ein solcher Äther nicht mehr als physikalisches Konzept benötigt.« – Wikipedia: Äther

17 Die Überprüfung der QST gestaltet sich überraschend einfach: Man schickt Lichtstrahlen in verschiedene Richtungen und misst die Zeit, die es für extrem kurze Strecken benötigt (< 10E-23 Meter). Es zeigen sich für unterschiedliche Richtungen, unterschiedliche Laufzeiten des Lichts. Daher auch der Hinweis auf die (unangenehme) Ähnlichkeit mit der »Äthertheorie« auf makroskopischer Ebene, die längst widerlegt wurde. – Wikipedia: Michelson-Morley-Experiment

18 »Das Bose-Einstein-Kondensat ist ein extremer Aggregatzustand eines Systems ununterscheidbarer Teilchen, in dem sich der überwiegende Anteil der Teilchen im selben quantenmechanischen Zustand befindet. Das ist nur möglich, wenn die Teilchen Bosonen sind und somit der Bose-Einstein-Statistik unterliegen. Bose-Einstein-Kondensate sind makroskopische Quantenobjekte, in denen die einzelnen Bosonen vollständig delokalisiert sind. Die Wahrscheinlichkeit jedes Bosons, es an einem bestimmten Punkt anzutreffen, ist also überall innerhalb des Kondensates gleich. Der Zustand kann daher durch eine einzige Wellenfunktion beschrieben werden. Daraus resultieren Eigenschaften wie Suprafluidität, Supraleitung oder Kohärenz über makroskopische Entfernungen.« – Wikipedia: Bose-Einstein-Kondensat

19 Die Theorie, dass ein spezielles Teilchen, das Higgs-Teilchen, für die träge Masse verantwortlich ist, wurde verworfen, als man das Teilchen endlich gefunden hatte und seine Eigenschaften letztendlich mehr Fragen aufwarfen, als sie zu lösen vermochten. – Wikipedia: Higgs-Teilchen

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In einer Time-Fiction reisen Figuren durch die Zeit (müssen es aber nicht) und interagieren mit ihr auf unterschiedliche Art und Weise. Manchmal werden die Protagonisten in ziemlich absurde und kaum nachvollziehbare Ereignisse verwickelt, die meist in nicht voraussehbaren Wendungen enden.

Allerdings sind solche Handlungsstränge, welche in Paradoxien enden oder auch nicht enden können, in einer Time-Fiction nicht unbedingt notwendig.

Hauptthema ist hier vielmehr die Zeit an sich und ihre Auswirkungen auf unsere Umgebung. Es werden Fragen aufgeworfen, ob es Zeit in der Form, wie sie uns alltäglich begegnet, überhaupt existiert oder ob Zeit erst durch unsere Anwesenheit, daher die Anwesenheit von denkenden Individuen (Anthropozentrismus, Kritik der reinen Vernunft, Immanuel Kant) in das uns bekannte Erscheinungsbild (Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft) verwandelt wird. Zeit demnach nur in unserer Einbildung existiert und ohne unser Bewusstsein im geschlossenen Universum, als Gesamtheit betrachtet, gar nicht benötigt wird.

Die Protagonisten werden in einer Time-Fiction also eher mit den Problemen konfrontiert, die sich daraus ergeben, dass die Zeit an sich völlig andere Eigenschaften hat, als die allgemein bekannten, alltäglichen, als mit den Problemen der in der Science-Fiction zumeist beschriebenen und bekannten Zeitparadoxien.

Die Liste der Autoren, welche Zeitreisen und ihre Auswirkungen auf die „Jetzt-Zeit“ zum Inhalt haben, ist sehr lange (z. B. H. G. Wells, Ray Bradbury, Philip K. Dick, Jack Finney), jedoch wurde der Begriff Time-Fiction in dieser Form erst vom Autor Jeamy Lee (Eva war blond…) Mitte der neunziger Jahre des letzten Jahrtausends in die Science-Fiction-Literatur eingeführt.

Quelle: http://wiki.traumvektor.com/