Was ist das Großvater-Paradoxon?
Das Großvater-Paradoxon ist eine in sich widersprüchliche Situation, die bei manchen auftritt Zeitreise Szenarien, die durch das unmögliche Szenario veranschaulicht werden, in dem eine Person in der Zeit zurückreist, nur um ihren Großvater zu töten (der nicht länger seinen Elternteil zeugen könnte, und wo bleiben Sie und Ihr Vorfahren-Tötungsereignis?). Das Paradoxon wird manchmal als Argument gegen die logische Möglichkeit einer Zeitreise zurückgenommen, so die Stanford Enzyklopädie der Philosophie. Im Rahmen der modernen Physik gibt es jedoch Möglichkeiten, das Paradoxon zu umgehen, ohne ganz auf Zeitreisen zu verzichten.
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Großvater-Paradoxon erklärt
Nehmen wir an, Sie haben eine Zeitmaschine, mit der Sie in die Vergangenheit reisen können. Während Sie dort sind, töten Sie versehentlich einen Ihrer Großeltern – oder einen anderen direkten Vorfahren – bevor sie Nachkommen haben. Das würde eine ganze Kette zukünftiger Ereignisse verändern, einschließlich Ihrer eigenen Geburt, die nicht mehr stattfinden würde. Aber wenn Sie nicht in der Zukunft geboren wurden, konnten Sie Ihren Vorfahren nicht in der Vergangenheit töten – daher das Paradoxon. Es ist ein Szenario, das in den Science-Fiction-Magazinen der 1920er und 1930er Jahre populär wurde, so die Historisches Wörterbuch der Science-Fiction, und der Name „Großvater-Paradoxon“ war 1950 fest etabliert.
Eigentlich müssen Sie nicht einmal jemanden töten; Es gibt viele andere Möglichkeiten, wie Sie die Geschichte ändern könnten, was zu Ihrer zukünftigen Nichtexistenz führen würde. Das vielleicht bekannteste Beispiel ist der Film „Zurück in die Zukunft“, in dem der zeitreisende Protagonist vor der Hochzeit versehentlich einen Keil zwischen seine Eltern treibt – und sich dann hektisch anstrengen muss, um sie wieder zusammenzubringen.
Ist das Großvater-Paradoxon möglich?
Von Science-Fiction zu Science-Facts übergehend, war eine Person, die hervorragend qualifiziert war, über die Realitäten von Zeitreisen zu sprechen, der verstorbene Stephen Hawking, der wohl brillanteste Physiker der letzten Zeit. Im Jahr 1999, er hielt einen Vortrag über „Raum- und Zeitkrümmungen“, die zeigten, wie Einstein’s Theorie von generelle Relativität könnten Zeitreisen ermöglichen, indem sie sich biegen Freizeit auf sich selbst zurück.
Eine theoretische Möglichkeit, die Zeitreisen ermöglichen würde (und damit die Fähigkeit, einen kritischen Vorfahren irgendwie zu töten), ist eine besondere Art von Wurmloch. Wurmlöcher gehören zu den dramatischsten Folgen der Allgemeinen Relativitätstheorie und werden oft als Abkürzungen zwischen einem Punkt im Raum und einem anderen beschrieben. Aber wie Hawking in seinem Vortrag erklärte, könnte ein Wurmloch möglicherweise zu einem früheren Zeitpunkt zurückkehren – eine Situation, die technisch als „geschlossene zeitähnliche Kurve“ (CTC) bekannt ist.
Aber wenn die Physik Rückwärtszeitreisen erlaubt, würde das Großvater-Paradoxon dann nicht immer noch Probleme verursachen? Hawking schlug zwei mögliche Wege vor, um das Paradoxon in diesem Szenario zu umgehen. Erstens gibt es das, was er als das Modell der „konsistenten Geschichten“ bezeichnet, in dem die gesamte Zeit – Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft – starr vorherbestimmt ist; auf diese Weise können Sie nur dann zu einem früheren Zeitpunkt zurückreisen, wenn Sie in Ihrer eigenen Geschichte bereits dort waren. In diesem „Blockuniversum“-Modell, wie es manchmal genannt wird, könnte man in die Vergangenheit reisen, aber dies würde es laut dem nicht ändern Australische Rundfunkgesellschaft. Aus dieser Sicht könnte das Großvater-Paradoxon niemals entstehen. Bei Hawkings zweiter Option ist die Situation dagegen subtiler.
Großvater-Paradoxon und Parallelwelten
Dieser zweite Ansatz, um in der Zeit zurück zu reisen, ruft hervor Quantenphysik, wo ein Ereignis mehrere mögliche Ergebnisse mit unterschiedlichen Eintrittswahrscheinlichkeiten haben kann.
Wie von beschrieben Stanford Enzyklopädie der Philosophie, sieht die „Viele-Welten“-Interpretation der Quantentheorie all diese verschiedenen Ergebnisse als in unterschiedlichen, „parallelen“ Zeitlinien auftretend. Aus dieser Sicht könnte das Großvater-Paradoxon gelöst werden, wenn der Zeitreisende in einer Zeitlinie beginnt, in der sein Großvater lange genug gelebt hat, um Kinder zu bekommen, und dann – nachdem er zurückgegangen ist und seinen Vorfahren getötet hat – auf einer parallelen Zeitspur fortfährt, in der er es tun wird niemals geboren werden. (Stanford-Enzyklopädie hat einen detaillierteren Blick darauf, warum man nicht beliebig zwischen parallelen Zeitlinien hin und her springen kann.) Wie Hawking in seinem Vortrag von 1999 betonte, scheint dies die implizite Annahme hinter Sci-Fi-Behandlungen wie „Zurück in die Zukunft“ zu sein .“
Als dieser Film 1985 gedreht wurde, war die „Parallelwelt“-Erklärung des Großvater-Paradoxons lediglich eine philosophische Vermutung. 1991 wurde es jedoch von dem Physiker David Deutsch, as auf festeren Boden gestellt Neuer Wissenschaftler damals gemeldet. Deutsch zeigte, dass, während parallele Zeitlinien normalerweise nicht in der Lage sind, miteinander zu interagieren, sich die Situation in der Nähe einer geschlossenen zeitähnlichen Kurve (CTC) ändert, wenn sich ein Wurmloch in sich selbst zurückbiegt. Hier, so wie es sich die Science-Fiction-Autoren vorgestellt haben, können sich die verschiedenen Zeitlinien überschneiden – so dass, wenn ein CTC in die Vergangenheit zurückkehrt, es die Vergangenheit einer anderen Zeitlinie ist. Wenn das bewiesen ist, dann könntest du wirklich einen kleinen Großelternteil töten, ohne dich dabei paradoxerweise selbst zu eliminieren. In diesem Fall hätte Ihr Großvater niemals nur in einer Parallelwelt existiert. Und Sie, der Großvater-Mörder, hätten nur in dem anderen existiert.
Großvater-Paradoxon gelöst?
So überraschend es auch klingen mag, es gibt tatsächlich einige experimentelle Unterstützung für Deutschs Lösung des Großvater-Paradoxons. Im Jahr 2014 untersuchte ein Team der University of Queensland ein einfacheres Zeitreise-Szenario, das ein ähnliches logisches Paradoxon beinhaltete. Die Forscher beschrieben die Arbeit in ihrem Artikel, der in diesem Jahr in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturkommunikation. Die Idee war, dass ein subatomares Teilchen in der Zeit zurückgehen musste, um den Schalter umzulegen, der zu seiner Entstehung führte; Wenn der Schalter nicht umgelegt würde, würde das Teilchen überhaupt nicht existieren.
Ein Schlüsselmerkmal von Deutschs Theorie ist, dass die verschiedenen Wahrscheinlichkeiten selbstkonsistent sein müssen. Wenn zum Beispiel im Beispiel der Queensland-Forschung eine 50:50-Chance besteht, dass das Partikel in der Zeit zurückreist, dann muss es auch eine 50:50-Chance geben, dass der Schalter umgelegt wird, um dieses Partikel überhaupt erst zu erzeugen. In Ermangelung einer Zeitmaschine richteten die Forscher ein Experiment mit einem Photonenpaar ein, von dem sie behaupteten, dass es logisch einem einzelnen Photon entspricht, das in der Zeit zurückreist, um sich selbst zu „erzeugen“. Das Experiment war ein Erfolg, und die Ergebnisse bestätigten die Selbstkonsistenztheorie von Deutsch.
Großvaterparadoxon und Schmetterlingseffekt
Deinen Großvater zu töten, als er ein Kind war, ist ein sicherer Weg, um sicherzustellen, dass du nie geboren wirst. Aber es gibt auch subtilere Möglichkeiten, die Timeline durcheinander zu bringen. In einem ausreichend komplexen System kann selbst die kleinste Änderung schwerwiegende Langzeitfolgen haben – wie in der Schmetterling-Effekt, bei dem der Flügelschlag eines Schmetterlings schließlich einen Tausende von Kilometern entfernten Tornado auslösen kann. Der Science-Fiction-Autor Ray Bradbury produzierte in seiner Geschichte „A Sound of Thunder“ von 1952 ein Zeitreise-Gegenstück dazu, die online unter gelesen werden kann Internetarchiv. Bradburys Protagonist reist zurück in die Zeit der Dinosaurier, wo er versehentlich auf einen Schmetterling tritt – und dann in die Gegenwart zurückkehrt, um festzustellen, dass sich die Gesellschaft bis zur Unkenntlichkeit verändert hat. Es ist leicht vorstellbar, dass der Zeitreisende, wenn die gesellschaftlichen Veränderungen weitreichend genug gewesen wären, seine eigene Geburt so sicher hätte verhindern können, als hätte er einen Großelternteil getötet.
Aber wäre das wirklich der Fall, wenn man den Quantenansatz für das Großvater-Paradoxon verwendet? Neuere Arbeiten bei der Los Alamos Nationallabor deutet darauf hin, dass der Verlauf der Geschichte widerstandsfähiger ist, als der Schmetterlingseffekt vermuten lässt. Die Forscher verwendeten a Quantencomputer um eine Zeitreise in die Vergangenheit zu simulieren, bei der eine Information absichtlich beschädigt wurde – das rechnerische Äquivalent dazu, auf einen Schmetterling aus der Jurazeit zu treten. Aber im Gegensatz zu Bradburys Geschichte erwies sich der Dominoeffekt in der „Gegenwart“ der Computersimulation als relativ gering und unbedeutend. Das sind natürlich großartige Neuigkeiten für angehende Zeitreisende. Solange Sie offensichtlich dumme Handlungen wie das Töten eines direkten Vorfahren unterlassen, ist es möglich, ohne paradoxe Konsequenzen in die Vergangenheit zu reisen.
Zusätzliche Ressourcen
Literaturverzeichnis
Historisches Wörterbuch der Science-Fiction. https://sfdictionary.com/view/2178/grandfather-paradox
„Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik“, Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2021. https://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
„Zeitreisen ohne die Paradoxe“, New Scientist, 1992. https://www.newscientist.com/article/mg13318143-000-science-time-travel-without-the-paradoxes/
„The Block Universe Theory, wo Zeitreisen möglich sind, aber das Vergehen der Zeit eine Illusion ist“, Australian Broadcasting Corporation, 2018. https://www.abc.net.au/news/science/2018-09-02/block-universe-theory-time-past-present-future-travel/10178386
„Experimentelle Simulation geschlossener zeitähnlicher Kurven“, Nature Communications, 2014. https://www.nature.com/articles/ncomms5145
„A Sound of Thunder“, Ray Bradbury, Internetarchiv. https://archive.org/details/Planet_Stories_v06n04_1954-01/page/n5/mode/2up
„Die Simulation von Quantenzeitreisen widerlegt den Schmetterlingseffekt im Quantenreich“, Los Alamos National Laboratory, 2020. https://www.lanl.gov/discover/news-release-archive/2020/July/0728-quantum-time-travel.php