Zukunft könnte Vergangenheit beeinflussen

Eine Spekulation aus der Quantentheorie

Einer der merkwürdigeren Aspekte der Quantenmechanik könnte durch eine ebenso merkwürdige Idee erklärt werden – dass ein Kausalzusammenhang in der Zeit sowohl rückwärts als auch vorwärts verlaufen kann, schreibt Mike McRae am 17.06.2018 im Portal Science alert.

Was Einstein einst „gruselige Fernwirkung“ nannte, könnte theoretisch ein Beweis für Retrokausalität sein, so wie wenn man etwa dank des morgigen schlechten Mittagessens heute schon Magenschmerzen bekommen würde. Zwei Physiker aus den USA und Kanada haben sich einige Grundannahmen der Quantentheorie genauer angesehen und festgestellt, dass, wenn wir die Zeit nicht unbedingt in eine Richtung laufen lassen, Messungen an Teilchen zeitlich sowohl rückwärts als auch vorwärts ablaufen könnten.

Wir wissen, dass Quantenmechanik seltsam ist. Und ein Teil dieser Verrücktheit liegt darin begründet, dass Teilchen auf einer fundamentalen Ebene nicht wie feste Billardkugeln wirken, die einen Tisch hinunter rollen, sondern wie eine verschwommene Wolke von Möglichkeiten, die sich im Raum bewegen. Diese verschwommene Wolke wird dann schärfer, wenn wir versuchen, Partikel zu messen, was bedeutet, dass wir immer nur eine weiße Kugel sehen können, die eine schwarze in eine Ecktasche stößt, und nie unzählige weiße Kugeln, die schwarze Kugeln in alle Taschen stoßen.

Es gibt einen Streit unter Physikern darüber, ob diese Wolke von Möglichkeiten etwas Reales darstellt, oder ob sie lediglich eine bequeme Vorstellung ist. Der Philosoph Huw Price behauptete 2012, wenn die seltsamen Wahrscheinlichkeiten hinter Quantenzuständen etwas Reales widerspiegeln, und wenn nichts die Zeit auf eine einzige Richtung beschränkt, könnte die schwarze Kugel in dieser Wolke von Möglichkeiten theoretisch wieder aus der Tasche herausrollen und die weiße Kugel anstoßen.

„Kritiker behaupten, dass es in der klassischen Physik eine vollständige Zeitsymmetrie gibt, aber keine erkennbare Retrokausalität. Warum sollte die Quantenwelt anders sein?“ schrieb Price und paraphrasierte die Gedanken der meisten Physiker. Matthew S. Leifer von der Chapman University in Kalifornien und Matthew F. Pusey vom Perimeter Institute for Theoretical Physics in Ontario fragten sich ebenfalls, ob die Quantenwelt anders sein könnte, wenn es um die Zeit geht.

Bellsche Ungleichung

Die beiden tauschten einige der Annahmen von Price aus und wandten ihr neues Modell auf die sogenannte Bellsche Ungleichung an, eine große Herausforderung angesichts der ganzen gruseligen Angelegenheit in einer Aktion auf Distanz. John Stewart Bell sagte, dass die seltsamen Dinge, die in der Quantenmechanik passieren, niemals durch Handlungen in der Nähe erklärt werden können. Es ist, als ob nichts die Vielzahl der Billardkugeln dazu bringt, so unterschiedliche Wege zu nehmen. Auf einer fundamentalen Ebene ist das Universum zufällig.

Aber was ist mit Aktionen, die woanders stattfinden…. oder zu einem anderen Zeitpunkt? Kann etwas weit Entferntes diese Wolke beeinflussen, ohne sie zu berühren, auf eine Art, die Einstein „gruselig“ nannte? Wenn zwei Teilchen irgendwann im Raum verbunden sind, setzt die Messung einer Eigenschaft eines von ihnen sofort den Wert für das andere, egal wohin es sich im Universum bewegt hat. Diese ‚Verschränkung‘ wurde immer wieder im Lichte von Bells Theorem überprüft, indem Schlupflöcher geschlossen wurden, die zeigen könnten, dass sie trotz der anscheinenden Entfernung wirklich auf lokaler Ebene interagieren. Wie man vermuten kann, wirkt das Universum immer noch ziemlich gruselig.

Aber wenn die Kausalität rückwärts laufen würde, könnte das bedeuten, dass ein Teilchen die Wirkung seiner Messung in die Zeit zurückversetzen könnte, in der es sich verschränkt und seinen Partner beeinflusst hat. Informationsübertragung schneller als Lichtgeschwindigkeit wäre nicht erforderlich. Das ist die Hypothese, die Leifer und Pusey aufgestellt haben. „Es gibt eine kleine Gruppe von Physikern und Philosophen, die diese Idee für sinnvoll halten“, sagte Leifer zu Lisa Zyga auf Phys.org.

Durch die Neuformulierung einiger Grundannahmen entwickelten die Forscher ein Modell, das auf Bells Theorem basiert, bei dem der Raum gegen die Zeit getauscht wurde. Wenn wir nicht zeigen können, warum die Zeit immer vorwärts ticken muss, stoßen wir auf einige Widersprüche.

Natürlich ist die Idee der Retrokausalität eine Randerscheinung. „Meines Wissens gibt es keine allgemein anerkannte Interpretation der Quantentheorie, welche die ganze Theorie wiederherstellt und diese Idee ausnutzt. Es ist mehr eine Idee für eine momentane Interpretation, also denke ich, dass andere Physiker zu Recht skeptisch sind, und es liegt an uns, die Idee zu konkretisieren“ (Leifer).

Man sollte aber bedenken, dass diese Art von Zeitreise nicht von der Art ist, dass sie es einem erlauben würde, in der Zeit zurück zu gehen und die Gegenwart bewusst zu verändern, leider. Zukünftige Wissenschaftler werden also nicht in der Lage sein, Lottozahlen in verschränkte Elektronen zu kodieren und sie an ihr jüngeres Selbst zurückzuschicken.

Auf jeden Fall mag die Vorstellung, dass etwas in der Zeit rückwärts läuft, nicht attraktiv sein, aber seien wir ehrlich, wenn es um Phänomene wie Verschränkung geht, wird fast jede Erklärung geradezu verrückt klingen.

(Diese Forschungsarbeit wurde in Proceedings of The Royal Society A veröffentlicht. Eine frühere Version wurde im Juli 2017 veröffentlicht.)

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