Was, wenn die Zeit nicht einseitig wäre? Die Enthüllungen der Quantenphysik ⏳

Was, wenn die Zeit nicht so unveränderlich wäre, wie wir dachten? Ein Forscherteam der Universität von Surrey untersucht die Idee, dass die Zeit auf quantenmechanischer Ebene in beide Richtungen fließen könnte.


Wissenschaftler haben lange über den Zeitpfeil diskutiert, das Konzept, dass die Zeit unumkehrbar von der Vergangenheit in die Zukunft fließt. Doch die grundlegenden Gesetze der Physik begünstigen von Natur aus keine eindeutige Richtung. Diese Studie, veröffentlicht in Scientific Reports, legt nahe, dass in bestimmten Quantensystemen die Zeit theoretisch in beide Richtungen fließen könnte.

Das Team untersuchte, wie ein Quantensystem mit seiner Umgebung interagiert, ein sogenanntes „offenes Quantensystem“. Sie vereinfachten das Problem, indem sie zwei Schlüsselannahmen trafen: die Umgebung so zu behandeln, dass sie sich ausschließlich auf das Quantensystem konzentriert, und anzunehmen, dass die Umgebung so groß ist, dass Energie und Information darin ohne Rückkehr dissipieren.

Dieser Ansatz ermöglichte es zu verstehen, wie die Zeit als einseitiges Phänomen entsteht, obwohl sie auf mikroskopischer Ebene theoretisch in beide Richtungen verlaufen könnte. Die Gleichungen, die diese Systeme beschreiben, verhalten sich gleich, egal ob die Zeit vorwärts oder rückwärts läuft.

Thomas Guff, ein Postdoktorand, betonte die Bedeutung eines oft übersehenen mathematischen Details: eines zeitlich diskontinuierlichen Faktors, der die Zeitsymmetrie aufrechterhält. Diese Entdeckung bietet eine neue Perspektive auf eines der größten Rätsel der Physik.


Das Verständnis der wahren Natur der Zeit könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Quantenmechanik, die Kosmologie und darüber hinaus haben. Diese Forschung öffnet Türen zu einem tieferen Verständnis unseres Universums und der Gesetze, die es regieren.

Was ist der Zeitpfeil?

Der Zeitpfeil ist ein Konzept, das die eindeutige Richtung beschreibt, in der die Zeit zu fließen scheint, von der Vergangenheit in die Zukunft. Diese Wahrnehmung ist in unserer täglichen Erfahrung verankert, wo Ereignisse scheinbar unumkehrbar aufeinander folgen.

Doch die grundlegenden Gesetze der Physik, wie die der Quantenmechanik, unterscheiden nicht zwischen Vergangenheit und Zukunft. Sie sind zeitsymmetrisch, was bedeutet, dass sie unabhängig von der Zeitrichtung gleich funktionieren.

Dieser scheinbare Widerspruch zwischen unserer Erfahrung und den physikalischen Gesetzen hat Wissenschaftler dazu veranlasst, Systeme zu erforschen, in denen die Zeit in beide Richtungen fließen könnte, wie in bestimmten offenen Quantensystemen.

Die Entdeckung der Möglichkeit einer Zeitumkehr in diesen Systemen eröffnet neue Perspektiven, um die grundlegende Natur der Zeit und ihre Rolle im Universum zu verstehen.

Wie beeinflussen offene Quantensysteme unsere Wahrnehmung der Zeit?

Offene Quantensysteme sind Systeme, die mit ihrer äußeren Umgebung interagieren. Diese Interaktion ist entscheidend, um zu verstehen, wie die Zeit als einseitiges Phänomen in unserer Wahrnehmung entsteht.

In diesen Systemen können Energie und Information in die Umgebung dissipieren, was bedeutet, dass sie nicht zum ursprünglichen System zurückkehren. Diese Dissipation ist ein Schlüssel, um zu erklären, warum wir die Zeit als in eine Richtung fließend wahrnehmen.

Dies deutet darauf hin, dass, obwohl wir die Zeit als einseitig wahrnehmen, sie auf quantenmechanischer Ebene tatsächlich bidirektional sein könnte, was unser traditionelles Verständnis der Zeit infrage stellt.