Experimentell bestätigt: Zeit in „Mini-Universum“ läuft vorwärts, langsamer oder steht still #41

00:00:00: Ein britischer Physiker hat in seinem Labor ein Mini-Universum erschaffen und Zeit ohne Uhr gemessen.

00:00:28: Sein Experiment mit sogenannten ultrakalten Atomen und die Quantengravidation eröffnen eine neue Perspektive auf eines der ältesten Rätsel der Physik, und zeigt Zeit ist relativ.

00:00:44: Kennen Sie auch diesen Moment?

00:00:46: Sie sitzen vor einer unangenehmen Aufgabe oder sehen sich nach etwas.

00:00:51: ein Blick zu Uhr doch die Zeiger wollen sich einfach nicht bewegen.

00:00:56: Es scheint fast als stünde die Zeit still.

00:00:59: Andererseits verfliegt sie, wenn man nicht ihr sondern den schönen Dingen seine Aufmerksamkeit schenkt.

00:01:06: Als wäre die Zeit – wie Albert Einstein glaubte – relativ!

00:01:11: Doch was ist eigentlich Zeit?

00:01:14: Dies ist eine der größten Fragen der Wissenschaft auf die Naturforscher, Philosophen und Theologen seit Jahrtausenden eine Antwort suchen….

00:01:24: Um aus physikalischer Sicht einen Beitrag zu dieser Thematik zu liefern, hat ein Wissenschaftler der Universität Birmingham in seinem Labor ein Mini-Universum erschaffen.

00:01:35: Damit zeigt er wie man den Fluss der Zeit messen kann ohne dabei eine Uhr zu verwenden und indirekt – wie sie sich verhält!

00:01:46: Die Frage aller wissenschaftlichen Fragen.

00:01:51: Seit der Mensch seine Umgebung und ihre Gesetze erforscht, gibt es unterschiedliche Vorstellungen vom Wesen.

00:02:18: Diese Vorstellung ist auch im christlichen Glauben mit dem Tag des jüngsten Gerichtes vertreten.

00:02:25: Später entwickelte sich die Idee hin zu einer absoluten Zeit, wie Isar Agnewton – sixteenhundertdreienvierzig bis siebzehnhundersiebenundzwanzig und Immanuel Kant – siebenhundertvierundzwanzig bis achtzehn hundert vier Sie vertraten.

00:02:40: Wonach diese unabhängig von Mensch und Erde existiert?

00:02:47: Mit den technischen Fortschritten lieferten Naturwissenschaftler zahlreiche neue Theorien zur Zeit.

00:02:53: Einer von ihnen war der Schweizer Physiker Albert Einstein mit seiner Relativitätstheorie, er entdeckte das aufgrund unterschiedlich starker Bewegungen oder Gravitationsfelder die Zeit gefühlt und je nach Blickpunkt mal langsamer und mal schneller laufen kann.

00:03:12: Die Quantenmechanik scheint diese Theorie, dass Zeit relativ ist zu unterstützen.

00:03:18: So vergeht das Leben eines Menschen der aus unzähligen Atomen besteht im Laufe eines Jahrhunderts während die winzigen Atome selbst nicht altern und zeitlos sind.

00:03:29: Doch wie sieht es außerhalb der Erde aus?

00:03:33: Besitztes Universum so etwas wie Zeit.

00:03:38: Einige physikalische Theorien wie etwa die Wheeler-Davidgleichung, eine Kombination aus Quantenmechanik und Relativitätstheorie legen nahe das dem Universum auf seiner tiefsten Ebene keine Zeit innewohnt.

00:03:53: Stattdessen existiere der Kosmos als einziger unveränderlicher Quantenzustand wo Teilchen sowohl Wellenartige als auch Teilchenartige Eigenschaften aufweisen.

00:04:06: Dabei wird das Universum als Ganzes ohne externe Uhr betrachtet.

00:04:12: Jegliches Zeitgefühl müsse sich demnach aus den internen Beziehungen zwischen den Teilen ergeben, was auch als Relationale Zeit bezeichnet wird.

00:04:23: Diese Theorie war zwar nicht neu jedoch noch nie direkt im Labor getestet worden – das wollte Giovanni Baruntini Professor für Physik an der Universität Birmingham in England mit seinem Mini-Universum im Labor ändern.

00:04:44: Prof.

00:04:45: Barontini nutzte dafür eine Wolke aus vierundzwanzigtausend ultrakalten Atomen, auch Bose-Einsteinkondensat genannt.

00:04:55: Sie weist eine Temperatur von nur wenigen Milliarden Grad über dem absoluten Nullpunkt auf!

00:05:02: Damit erschuf der Physiker ein hermetisch abgeschlossenes Quantensystem, das ein einfaches Universum nachahmt.

00:05:11: Die Teilchen wurden mit einer durch einen Laserstrahl gebildeten dünnen Barriere eingefangen und geteilt – um einen beobachteten hellen und einen unbeobachtenden dunklen Bereich zu erzeugen.

00:05:29: Ansonsten war das System jedoch von der Außenwelt isoliert.

00:05:33: Damit hatte es auch nichts, was als Uhr dienen konnte!

00:05:39: Die Atome im hellen Bereich bewegten sich in der Falle hin und her und flossen in regelmäßigen Abständen über die Barriere hinaus.

00:05:47: Baron Tini bezeichnete diese Momente als Urknall.

00:05:52: Kamen die Atome jedoch wieder zurück in die Barrière, bezeichneten der Physikprofessor dies als Big Crunch.

00:05:59: Dabei handelt es sich um ein hypothetisches Szenario, bei dem sich die Expansion des Kosmos umkehrt.

00:06:06: Anschließend verfolgte er wie Entropie – Ein Maß für Unordnung oder Streuung der Atome und ihrem Verhalten innerhalb eines Systems zwischen den beiden Hälften ausgetauscht wurde während die Atome die Barriere überquerten.

00:06:23: Anstatt eine Uhr im Labor zur Ordnung der Ereignisse heranzuziehen, entwickelt er eine entropische Zeit.

00:06:31: Diese war ausschließlich dadurch definiert wie viel Entropy zwischen den beiden Hälften des Systems floss – die drei Phasen der Zeit.

00:06:42: Prof.

00:06:43: Barontini testete die Theorie der entropischen Zeit anhand seines Universums im Labor und fand überraschend drei PhASEN der Zeit!

00:06:52: Flossentropie, also nahm die Streuung der Teilchen im hellen Bereich zu oder ab lief die Zeit vorwärts.

00:07:00: Verlangsamte sich der Austausch der Atome verlangsammte auch die Uhr Erreichten beide Hälften ein Gleichgewicht – also gab es keinen Entropiefluss mehr stand die Zeit still.

00:07:13: Die Studie liefert den ersten kontrollierten experimentellen Beweis dafür dass Zeit durch Veränderungen innerhalb eines Systems definiert werden kann und nicht als die externe, tickende Uhr, die wir als Zeit verstehen, erklärte Prof.

00:07:30: Barontini.

00:07:32: Zeitgefühl erklärt durch Unwissenheit oder Schrödingers Katze.

00:07:38: Sowohl die Zeit selbst als auch die Richtung in die eine Zeit fließt – sogenannte Zeitpfeil – könnten demnach aus einer Quelle

00:07:46: stammen."

00:07:47: einem Beobachter, der auf Informationen verzichtet.

00:07:51: Als Barontini beschloss den dunklen Bereich nicht zu betrachten, verzichtete er auf das Wissen über diese Hälfte des Systems.

00:08:00: Dieser Akt der Unwissenheit, der in der Entropie kodiert ist war es, wer in der anderen Hälfe die Zeit entstehen ließ.

00:08:09: Dies erinnert stark an Schrödingers Katze, die gleichzeitig tot und lebendig je nachdem, ob man in den Karton sieht oder nicht.

00:08:19: Sowohl die Zeit als auch der Pfeil der Zeit vielleicht entstehen sie einfach aus Unwissenheit – resümiert Barontini!

00:08:27: Um Zeit zu haben und zu beobachten muss man auf gewisse Freiheitsgrade verzichten.

00:08:35: Schenken wir in unliebsamen Momenten den Uhren also keine Aufmerksamkeit können wir uns vielleicht künftig schneller den schönen Momenten im Leben widmen.

00:08:48: Die Studie erschien am elften Juni, in der Fachzeitschrift Physical Review Research.