Kunst mit Tiefgang

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Veränderung: auch die Taschenuhr ein eine große Innovation
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Zeit

Geändert am:

– Lesedauer: 14 Minuten

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Lesedauer: 14 Minuten

Zeit ist eine abstrakte Maßeinheit, die den Ablauf von Ereignissen und Veränderungen in der physikalischen Welt misst. Sie ermöglicht uns, Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu unterscheiden und dient als Grundlage für die Chronologie und Zeitmessung. Zeit ist ein fundamentaler Bestandteil unseres alltäglichen Lebens und beeinflusst unser Verständnis von Bewegung, Entwicklung und Kausalität.

Was ist Zeit?

„Es war einmal der Mensch…“ – Zeichentrickserie der 80er

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Zeit als Grundgröße

„Die Zeit“ ist praktisch eine der beiden physikalischen Grundgrößen menschlichen Denkens, wobei die andere der „Raum“ ist.
Sie gibt den Abstand zwischen zwei sich unterscheidenden Zuständen an.

Ein „Zustand“ von etwas ist gleichbedeutend mit der Entität von etwas, also der Frage,  danach, was etwas „ist“, das „Sein“ von etwas.
Grundlegend ist demnach für Zeit, dass es zwei von etwas gibt.

Beispiele:

1)

Was ist Zeit?
Zustände „Rechts“/“Links“

2)

Was ist Zeit?
Zustände „Leer“/“Voll“

eigene Animation, SH 08.2010

Umkehrbarkeit der Zeit

Soweit scheint es noch einfach: Zeit ist die Abfolge von Ereignissen. Deshalb hat Zeit auch eine Richtung. Ein Ereignis kommt zuerst, das andere danach. Doch ist Zeit auch umkehrbar?

Nehmen wir ein einfaches Beispiel. Zwei Ereignisse, Ereignis A und Ereignis B. Ganz so wie meine Animationen oben von August 2010. Der entscheidende Punkt hier ist die:der Beobachter:in. Diese:r nämlich hat einen eigenen Bezug, etwa das Zimmer, von dem sie:er auf das Display und diese Webseite schaut. In diesem Zimmer aber gibt es deutlich mehr Ereignisse, als die beiden betrachteten A und B. Durch diesen Kontext aber sieht man eine Abfolge von Ereignissen A und B.

Nun, was passiert, wenn man sich diese:n Beobachter:in wegdenkt? Lässt sich dann noch sagen, wie oft oder auch wie schnell A und B gewechselt haben?

Die Sonne: elementar für unseren Zeitbegriff
Die Sonne ist der Bezugspunkt für den Menschen seit jeher

Die Antwort ist Nein, denn es fehlt jeglicher Bezugspunkt. Zwar gibt es zwei Ereignisse, A und B, aber eben nicht mehr. Kein vorher, kein nachher, kein wie oft, kein wie schnell. Erst durch einen Bezug zur Außenwelt kommen solche Kriterien hinzu. Wichtige Folge hieraus: es gibt keine grundsätzlich vorgegebene Richtung oder Skalierung der Zeit. Jedenfalls nicht bei dem bis hierher besprochenen sehr abstrakten Zeitbegriff. Lediglich ist klar, dass es für ein Bezugsystem genau eine Richtung ist. Es spricht nichts dagegen, dass sich in diesem Bezugsystem die Zeit dreht oder dehnt. In diesem System wäre nichts davon zu merken. Erst wenn es eine:n weitere:n Beobachter:in von außen gäbe, wäre die Zeitumkehr oder Dehnung spürbar, aber auch nur für diese:n Beobachter:in.

Was ist eigentlich eine Uhr?

Eine Uhr muss zunächst gar kein Gerät sein, das eine bereits vorhandene „Zeit“ misst. Allgemeiner gedacht ist eine Uhr lediglich ein System mit unterscheidbaren Zuständen, dessen Veränderungen wir als Bezugspunkt für die Veränderungen eines anderen Systems verwenden.

Ein Pendel etwa wechselt zwischen verschiedenen Zuständen. Wir können nun beobachten, dass zwischen zwei Zuständen eines anderen Systems das Pendel hundertmal hin- und hergeschwungen ist. Damit haben wir beide Systeme miteinander verglichen – ohne voraussetzen zu müssen, dass im Hintergrund eine kontinuierliche, lineare Größe t existiert.

Erst in einem weiteren Schritt versehen wir die Zustände unserer Uhr mit Zahlen. Gewöhnlich verwenden wir dafür reelle Zahlen und schreiben etwa t = 1, 2, 3, … oder t ∈ ℝ. Doch damit führen wir bereits zusätzliche mathematische Eigenschaften der Zeit ein. Denkbar wären grundsätzlich auch andere Strukturen – etwa eine zyklische oder diskrete Zeit oder sogar eine Parametrisierung durch p-adische Zahlen. Dazu später mehr.

Die vielleicht allgemeinste Vorstellung einer Uhr lautet deshalb: Eine Uhr misst nicht notwendig „die Zeit“, sondern stellt einen Referenzprozess bereit, mit dem wir Veränderungen miteinander in Beziehung setzen. Was wir anschließend „Zeit“ nennen, könnte dann gerade die mathematische Struktur sein, mit der wir diese Beziehungen beschreiben.

Zeit in der Physik

Die Physik als grundlegenste aller Naturwissenschaften wiederum lebt klassisch von Beobachtung und Experiment. Seit einigen Jahrzehnten auch von Simulation. In den letzten Jahren wandert der Fokus in der Wissenschaft auf Daten im allgemeinen. Seien es beobachtbare, experimentelle oder generierte. Für die Physik muss ein Experiment wiederholbar sein. Die gleiche Ursache muss die gleiche Wirkung hervorrufen. Es ist also ein Ereignis mit immer wieder dengleichen, wiederholbaren Anfangsbedingungen. Wenn ein Experiment immer wieder diegleiche Beobachtung liefert, kann es eine theoretische Vorhersage bestätigen. Dennoch gibt es auch sehr viele Experimente, in denen Ereignisse untersucht werden, die lediglich Wahrscheinlichkeiten unterliegen. Erst durch die Beobachtung wird (quantenmechanisch) festgelegt, welches Ergebnis genau eintritt bzw. vorliegt.

Zeit auf der Anzeige einer Straßenbahnhaltestelle
Zeit im Alltag

Was heißt das für die Zeit? – Das CPT-Theorem (für engl. charge, parity, time = Ladung, Parität, Zeit) besagt, dass z.B. die physikalischen Gesetze im Standardmodell invariant gegen gemeinsame Umkehr von Ladung, Zeit und räumlicher Spiegelung sind. In der Tat wurden in der Teilchenphysik nämlich Ereignisse entdeckt, die variant bei Zeitumkehr waren.

Antimaterie und die Richtung der Zeit

Eine besonders interessante Verbindung zwischen Materie und Zeit ergibt sich aus der Antimaterie. In der sogenannten Feynman-Stueckelberg-Interpretation kann ein Antiteilchen mathematisch als das entsprechende Teilchen aufgefasst werden, dessen Weltlinie entgegengesetzt zur Zeitrichtung orientiert ist. Ein Positron, das sich für uns vorwärts durch die Zeit bewegt, lässt sich in dieser Darstellung also auch als Elektron beschreiben, das entlang seiner Weltlinie rückwärts durch die Zeit läuft.

Das klingt zunächst nach Science-Fiction, ist aber eine mathematisch zulässige Sichtweise der relativistischen Quantenphysik. Richard Feynman benutzte diese Vorstellung bei der Entwicklung seiner Raumzeitbeschreibung der Quantenelektrodynamik. Wichtig ist allerdings: Daraus folgt nicht, dass wir experimentell ein Positron beobachten, das aus unserer Zukunft in unsere Vergangenheit reist. Innerhalb der Theorie führen beide Beschreibungen zu denselben beobachtbaren Ergebnissen.

Was bedeutet „rückwärts“?

Vielleicht liegt genau darin wieder ein Hinweis darauf, dass wir mit unserer alltäglichen Vorstellung von Zeit vorsichtig sein müssen. Statt von einem Teilchen zu sprechen, das wie in einem rückwärts abgespielten Film durch eine bereits vorhandene Zeit läuft, ist die geometrische Formulierung möglicherweise treffender: In dieser Interpretation lassen sich Materie und Antimaterie durch unterschiedlich orientierte Weltlinien beschreiben.

Damit ist allerdings zunächst nur die Beschreibung einzelner Teilchen gemeint. Dass daraus auch für ein vollständiges makroskopisches System aus Antimaterie eine umgekehrte Zeitrichtung folgen würde, ist keine etablierte Aussage der Physik. Aber genau hier bietet sich ein interessantes Gedankenspiel an.

Ein Universum aus Antimaterie

Nehmen wir für einen Moment an, die umgekehrte Orientierung wäre nicht nur eine mathematische Beschreibung einzelner Antiteilchen, sondern würde sich tatsächlich auf ein vollständiges, abgeschlossenes System aus Antimaterie übertragen. Stellen wir uns also ein kleines Universum vor, das ausschließlich aus Antimaterie besteht und dessen Zeitrichtung gegenüber unserer umgekehrt orientiert ist.

Aus unserer Perspektive würde dieses System rückwärts durch die Zeit laufen. Dann müsste in diesem Gedankenspiel auch sein thermodynamischer Zeitpfeil umgekehrt erscheinen. Ein zerbrochenes Glas würde sich zusammensetzen, Wärme würde scheinbar vom kälteren zum wärmeren Körper fließen und die Entropie würde abnehmen.

Für einen hypothetischen Beobachter innerhalb dieses Antimateriesystems wäre daran jedoch überhaupt nichts ungewöhnlich. Seine Erinnerung, seine Uhren, seine biologischen Prozesse und sämtliche anderen Vorgänge wären in derselben Richtung orientiert. Für ihn würde die Entropie in Richtung seiner Zukunft zunehmen. Sein zweiter Hauptsatz der Thermodynamik würde also genauso lauten wie unserer.

Er würde möglicherweise sogar uns als diejenigen betrachten, die rückwärts durch die Zeit laufen.

Das ist ausdrücklich ein Gedankenspiel und keine experimentell bestätigte Eigenschaft von Antimaterie. Die bekannte Teilchenphysik verlangt nicht, dass ein makroskopisches Antimateriesystem einen entgegengesetzten thermodynamischen Zeitpfeil besitzt. Interessant ist das Gedankenexperiment vielmehr deshalb, weil es zeigt, wie schwierig die Aussage „Die Zeit läuft rückwärts“ eigentlich ist. Ohne einen Bezug darauf, welche Prozesse wir als Uhr verwenden und in welche Richtung Erinnerung, Kausalität und Entropiezunahme zeigen, verliert „vorwärts“ und „rückwärts“ einen Teil seiner scheinbaren Selbstverständlichkeit.

Wenn beide Zeitrichtungen aufeinandertreffen

Richtig spannend wird das Gedankenspiel dort, wo Materie und Antimaterie gleichzeitig auftreten. Was geschieht, wenn zwei Systeme miteinander wechselwirken, deren Weltlinien wir in dieser Interpretation unterschiedlich orientieren können? Materie und Antimaterie können schließlich nicht nur nebeneinander existieren, sondern miteinander wechselwirken und sich gegenseitig annihilieren.

Man darf daraus nicht schließen, dass bei einer solchen Begegnung tatsächlich zwei thermodynamische Zeitrichtungen aufeinanderprallen. Dafür gibt es bisher keinen experimentellen Nachweis. Aber gerade die gleichzeitige Betrachtung von Materie, Antimaterie, Kausalität und thermodynamischem Zeitpfeil macht deutlich, dass hinter unserem einfachen „t“ möglicherweise verschiedene physikalische Begriffe stecken, die wir im Alltag selbstverständlich miteinander gleichsetzen.

Antimaterie wird transportierbar

Neue Experimente machen Antimaterie inzwischen immer besser zugänglich. Am 24. März 2026 gelang dem BASE-Experiment am CERN erstmals der Transport gespeicherter Antimaterie: 92 Antiprotonen wurden in einer transportablen kryogenen Falle gespeichert und mit einem Lastwagen über das CERN-Gelände gebracht.

Das klingt nach einer verschwindend kleinen Menge – und das ist es auch. Technisch ist es dennoch ein wichtiger Schritt. Antiprotonen könnten damit zukünftig aus der störungsreichen Umgebung der Produktionsanlagen heraus zu speziell eingerichteten Präzisionslaboren transportiert werden. Dort lassen sich ihre Eigenschaften noch genauer mit denen gewöhnlicher Materie vergleichen.

Solche Experimente werden nicht unmittelbar entscheiden, ob Antimaterie „rückwärts durch die Zeit läuft“. Diese Formulierung ist zunächst eine Interpretation der mathematischen Beschreibung. Aber immer genauere Vergleiche zwischen Materie und Antimaterie können überprüfen, wie weit die angenommenen Symmetrien tatsächlich reichen und ob sich irgendwo ein bislang unbekannter Unterschied zeigt.

Und damit schließt sich für mich der Kreis zur ursprünglichen Frage dieses Beitrags: Vielleicht sollten wir Zeit nicht zuerst als universellen Strom betrachten, in dem Materie und Antimaterie schwimmen. Vielleicht sind die Orientierung von Weltlinien, die Reihenfolge von Zuständen, Kausalität und der thermodynamische Zeitpfeil die fundamentaleren Begriffe – und das von uns verwendete „t“ beschreibt erst die Beziehungen zwischen ihnen.

Was unterscheidet Zeit von anderen physikalischen Größen?

I, Luc Viatour, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons

Plasmalampe

Die Frage, ob Zeit anders ist als andere physikalische Größen, kann zu unterschiedlichen Ansichten führen, da dies von der Perspektive und dem Kontext abhängt. Es gibt aber einige häufig genannte Argumente:

  1. Subjektivität der Zeit: Zeit wird von jedem Individuum subjektiv wahrgenommen. Ein Beispiel dafür ist die unterschiedliche Zeitwahrnehmung bei langweiligen oder interessanten Aktivitäten. Eine Minute kann wie eine Ewigkeit erscheinen, wenn man auf etwas Langweiliges wartet, während sie wie im Flug vergeht, wenn man Spaß hat.
  2. Unidirektionalität der Zeit: Zeit bewegt sich nur in eine Richtung, von der Vergangenheit über die Gegenwart in die Zukunft. Dieses Argument lässt sich am Beispiel eines zerbrochenen Glases veranschaulichen. Ein zerbrochenes Glas kann nicht von selbst wieder in seinen intakten Zustand zurückkehren.
  3. Relativität der Zeit: Die Zeit ist relativ und hängt vom Bezugssystem und der Bewegungsgeschwindigkeit ab. Ein Beispiel dafür ist die Zeitdilatation in der speziellen Relativitätstheorie. Wenn sich ein:e Beobachter:in mit hoher Geschwindigkeit relativ zu einem:einer anderen Beobachter:in bewegt, vergeht die Zeit für sie:ihn langsamer.
  4. Unabhängigkeit von anderen physikalischen Größen: Im Gegensatz zu anderen physikalischen Größen wie Masse oder Energie kann Zeit nicht selbst gemessen werden, sondern nur Zeitintervalle. Die Zeit wird in der Physik als eine eigenständige Größe betrachtet.
  5. Zeit als Dimension: Zeit wird als vierte Dimension betrachtet, die in das Raum-Zeit-Kontinuum eingebettet ist. Ein Beispiel dafür ist die Vorstellung von Raum-Zeit-Diagrammen, in denen die Zeitachse senkrecht zur räumlichen Achse verläuft.
  6. Irreversibilität der Zeit: Viele physikalische Prozesse sind irreversibel, was bedeutet, dass sie nicht umkehrbar sind. Ein Beispiel dafür ist das Verbrennen eines Streichholzes. Es ist unmöglich, die ursprüngliche Position der Atome im Streichholz zu rekonstruieren.
  7. Zeit als Maß für Veränderung: Zeit wird oft als Maß für den Ablauf von Veränderungen betrachtet. Ein Beispiel dafür ist das Altern eines Organismus. Die Zeit dient als Parameter, um Veränderungen im Laufe des Lebens zu messen.
  8. Zeitliche Abfolge von Ereignissen: Zeit ermöglicht die Reihenfolge von Ereignissen und die Unterscheidung zwischen Ursache und Wirkung. Ein Beispiel dafür ist das Werfen eines Balls. Das Werfen ist die Ursache, und das Aufprallen des Balls auf dem Boden ist die Wirkung, und diese Ereignisse treten in einer bestimmten zeitlichen Abfolge auf.
  9. Zeit als Grundlage für Berechnungen und Messungen: Zeit bildet die Grundlage für viele Berechnungen und Messungen in der Physik. Ein Beispiel dafür ist die Berechnung der Geschwindigkeit eines Objekts durch Division des zurückgelegten Weges durch die benötigte Zeit.

Besonders interessant ist der siebte Punkt in der Liste…

Ein wildes Gedankenspiel: Was würde sich in unserer Welt ändern, wenn die Zeit komplett reversibel wäre?

Wenn die Zeit komplett reversibel wäre, also sämtliche physikalischen Prozesse umkehrbar wären, hätte dies erhebliche Auswirkungen auf unsere Welt. Einige mögliche Veränderungen wären etwa, dass die Unterscheidung zwischen Ursache und Wirkung verwischen würde. Ereignisse könnten in beide Richtungen ablaufen, sodass es schwierig wäre, den Ausgangspunkt einer Veränderung oder eines Ereignisses festzustellen. Dies würde zu einer grundlegenden Veränderung unseres Verständnisses von Ursache-Wirkungs-Beziehungen führen.

Darüber hinaus könnte der biologische Alterungsprozess umkehrbar werden. Menschen könnten potenziell ihre Jugend und Gesundheit wiedererlangen, indem sie die Zeit zurückdrehen. Krankheiten und Verletzungen könnten geheilt werden, indem man den Zustand des Körpers vor dem Auftreten der Krankheit wiederherstellt.

Ildar Sagdejev (Specious), CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

Entropie, ein Maß für die Unordnung oder den Zerfall in einem System, würde vom Bezugssystem abhängen.

Reversible Zeit hätte aber auch enorme Auswirkungen auf die Technologie. Energiesysteme könnten effizienter gestaltet werden, da es möglich wäre, den Energieverlust umzukehren. Datenübertragung und Kommunikation könnten ebenfalls rückgängig gemacht werden, was die Möglichkeiten der Datenwiederherstellung und der Fehlerkorrektur erweitern würde.

Die Fähigkeit, die Zeit rückgängig zu machen, würde unser Verständnis von Gedächtnis und Erinnerung in Frage stellen. Menschen könnten ihre eigenen Erinnerungen ändern und Ereignisse, die bereits geschehen sind, neu erleben.

Das sind natürlich nur hypothetische Szenarien, die auf der Annahme basieren, dass alle physikalischen Prozesse reversibel wären. Die tatsächlichen Auswirkungen wären komplex und schwer vorherzusagen. Zudem würde die Aufhebung der irreversiblen Zeit viele grundlegende Prinzipien der Physik und unserer gegenwärtigen Realität in Frage stellen.

Wie erlebt eine Eintagsfliege die Zeit?

Django_il_bastardo (uli), Bayern, CC BY 2.0 , via Wikimedia Commons

Eine Eintagsfliege durchläuft innerhalb ihres kurzen Lebenszyklus eine bemerkenswerte Abfolge von Ereignissen:

Sie durchläuft dabei keine Puppenphase. Nach dem Schlüpfen aus dem Ei lebt sie zunächst als Nymphe im Wasser. Je nach Art kann dieses Stadium mehrere Monate bis Jahre dauern. Anschließend häutet sie sich zum geflügelten Subimago – eine Besonderheit der Eintagsfliegen. Erst nach einer weiteren Häutung entsteht das geschlechtsreife erwachsene Tier, das Imago.

Der Name Eintagsfliege bezieht sich also nicht auf ihre gesamte Lebensdauer. Lediglich das erwachsene Stadium ist bei vielen Arten ausgesprochen kurz und dauert häufig nur Stunden oder wenige Tage.

Eintagsfliegen leben nicht genau einen Tag. Manche Arten haben längere Lebenszyklen, die mehrere Tage oder sogar Wochen umfassen können. Dennoch bleibt die Zeitspanne vom Schlüpfen bis zum Tod verglichen mit anderen Insektenarten relativ kurz und intensiv.

Die biologische Zeitskala einer Eintagsfliege verglichen zu der eines Menschen läuft um das (ca. 80 Jahre x 365 Tage = 29200 also) fast 30.000-fache schneller als die eines Menschen. Stell Dir vor, Du könntest in einer Sekunde 30000 Sekunden erleben!

Der Mensch und die Zeit

Die:der Einzelne

Ein Mensch aber, ein einzelner Mensch hat nur das eine, sein eigenes (Bezugs-)System, auf das er all seine Beobachtungen bezieht. Zwar gehören zu diesem System auch andere Wesen, insbesondere Menschen, aber sie liefern nur sehr indirekte Beobachtungen für den individuellen Menschen. Insbesondere ist im Bezugssystem eines einzelnen Menschen wirklich nichts im eigentlichen Sinne wiederholbar. Stets gibt es statistische Abweichungen und Fehler.

Beugungsbild eines kreisförmigen Spaltes mit einem kleinen Fehler
Beugungsbild eines kreisförmigen Spaltes mit einem kleinen Fehler

Deshalb die Frage: Was macht „Menschenzeit“ aus? Ein Mensch hat keine innere stabile Zeit. Er braucht sich ständig wiederholende Vorgänge, um sich zeitlich zu orientieren. Diese Vorgänge (in der Regel aus Uhren, aber auch als Teil von Musik) kann er subjektiv miteinander vergleichen. Dabei stellt er aber ebenfalls Fehler und Abweichungen fest. Erst, wenn diese Abweichungen unterhalb seiner wahrnehmbaren Schwelle liegen, scheint der Lauf der Zeit konstant. Ein wichtiges Erleben des Menschen: der Wandel in der Zeit und damit der Wandel der Zeit selbst.

Die Gruppe

Es erklärt auch die Liebe fast aller Menschen zur Musik und zum Tanz, als zeitliche Klang- und Rythmus- und/oder Bewegungsabfolge gesehen. Wiederholbarkeit, Takt, Ton, Periodizität, Harmonie, Disharmonie – nun, man wird an dieser Stelle merken, dass ich keine gute musikalische Bildung genossen habe. Dennoch empfinde ich mich selbst als musikalisch, habe lange Jahre erfolgreich als DJ gewirkt. Ich habe viel Erfahrung darin, das musikalisch-zeitliche Empfinden einer Gruppe von Menschen zu begleiten und Wohlgefühl und Erregung, aber auch Überraschung und Veränderung der Wahrnehmung zu erzeugen. Wir atmen und hören alle dieselbe Luft.

Ein Mensch, der sich isoliert, der seine Umwelt als Belastung empfindet, hat kein sehr beruhigendes Zeitgefühl mehr. Fühlt sich unwohl. Er wird unstet, erlebt manche Zeitspannen gedehnter, andere wiederum gestraffter als andere.

Die Gesellschaft

Das ist der Grund, warum die Arbeit so wichtig für die Gesellschaft und für die Menschen darin ist: sie gibt den Menschen eine gemeinsame Zeit. Geld ist nur ein fadenscheiniger Motor für Arbeit. Es ist eigentlich nur Mittel zur Machtausübung. Keine:r, die:der nicht für ihren:seinen Lebensunterhalt arbeiten muss, wäre es wichtig, wieviel Geld sie:er für ihre:seine Arbeit bekäme. Gesellschaftliche Anerkennung und Sinnhaftigkeit, etwa für den Erhalt der Natur und des Planeten, wäre viel wichtiger.

Fährtenleser, CC0, via Wikimedia Commons
Viele Menschen: Überbevölkerung

Sicherlich erleben wir die Zeit als unumkehrbar. Doch das ist ein statistisches Phänomen, wie ich auch in diesem Artikel über Realität erläutert habe.

Ist die Zeit überhaupt eine reelle Größe?

In der Physik wird die Zeit üblicherweise mit „t“ bezeichnet und als reelle Zahl behandelt. Zwischen zwei Zeitpunkten gibt es damit immer noch einen weiteren Zeitpunkt. Und noch einen. Und noch einen. Mathematisch ist das wunderbar. Doch folgt daraus auch, dass die Natur selbst so aufgebaut ist?

Interessant wird diese Frage, wenn man andere Zahlensysteme betrachtet. Neben den reellen Zahlen gibt es etwa die sogenannten p-adischen Zahlen. Dort bedeutet „Nähe“ etwas grundsätzlich anderes. Zwei Werte sind nicht deshalb nahe, weil sie auf einem Zahlenstrahl nebeneinander liegen, sondern weil sie eine bestimmte gemeinsame mathematische Struktur besitzen. Der entstehende Raum ist eher hierarchisch oder baumartig als eine durchgehende Linie.

P-adische Zahlen

Zeit als Beziehung statt als Achse

Das knüpft erstaunlich gut an meine Überlegungen oben an. Vielleicht ist Zeit gar nichts, das unabhängig von Ereignissen „läuft“. Vielleicht gibt es zunächst nur unterschiedliche Zustände und Beziehungen zwischen diesen Zuständen. Erst ein:e Beobachter:in, die:der einen Teil dieser Veränderungen als Uhr benutzt, erzeugt daraus eine Reihenfolge: vorher, jetzt, nachher.

Dann wäre die fundamentale Beschreibung nicht mehr unbedingt Zustand(t). Es könnte vielmehr einen Gesamtzustand geben, innerhalb dessen bestimmte Teile miteinander korreliert sind. Zeigt meine Uhr „1“, befindet sich der Rest meiner Welt in Zustand A; zeigt sie „2“, finde ich Zustand B. Aus der Beziehung A–1, B–2, C–3 entsteht für mich eine zeitliche Entwicklung.

Zustände und Zeit

Vielleicht entsteht die Zeit erst

Damit ließe sich der Gedanke noch weiter treiben: Nicht nur die gemessene Dauer, sondern die Zeit selbst könnte eine emergente Größe sein. So wie Temperatur erst aus sehr vielen Teilchen entsteht, könnte Zeit erst aus sehr vielen Beziehungen und Veränderungen entstehen.

Das würde auch die Frage verändern, was ein „Jetzt“ eigentlich ist. Auf fundamentaler Ebene gäbe es womöglich gar kein universelles Jetzt, das sich durch die Wirklichkeit bewegt. Es gäbe Zustände, Korrelationen und eine Kausalstruktur. Erst innerhalb eines solchen Systems entstehen Uhren – und mit ihnen Sekunden, Vergangenheit und Zukunft.

Und was wäre dann Raumzeit?

Noch spekulativer wird es, wenn auch der Raum nicht fundamental wäre. Dann könnten Raum und Zeit gemeinsam aus einer tieferen Struktur entstehen. Nähe hieße dort zunächst nicht „wenige Meter Abstand“, sondern vielleicht starke Beziehung oder gemeinsame Information. Erst auf großen Skalen würden daraus Entfernung, drei Raumdimensionen und eine kontinuierlich erscheinende Zeit.

Die Frage wäre dann nicht mehr: „Was befindet sich zu welchem Zeitpunkt wo?“ Denn „wo“ und „wann“ wären bereits Eigenschaften der entstandenen Welt. Die fundamentalere Frage wäre: Welche Beziehungen bestehen zwischen den Zuständen?

Vielleicht ist „t“ dann tatsächlich genau das, was ich oben vermutet habe: keine Substanz der Welt, sondern eine außerordentlich erfolgreiche mathematische Beschreibung bestimmter Beziehungen innerhalb dieser Welt.

Emergierende Raumzeit

Fazit

Als Einzelne:r werde ich niemals „direkten“ Kontakt zu einer messbaren Zeit haben können. Sicher: ich kann eine Uhr anschauen oder einen Kalender, aber beides ist kein unmittelbares, direktes Erlebnis. Es ist nur punktuell und von außen. Anders etwa als die Existenz meines Körpers oder das Empfinden eines „ich“. Sie sind fortwährend da, Tag und Nacht. Masse, Trägheit und Bewegung kann ich unmittelbar erfahren. Ich habe auch wenig Einfluss auf die Art dieser erlebten Erfahrung im Detail.

Bei der Zeit ist das anders.

Zeit steht still
Die Zeit steht still.

Dennoch beschreibt die Naturwissenschaft Zeit gewöhnlich mit „t“, einer reellen Größe. Das funktioniert außerordentlich gut. Daraus folgt aber nicht zwangsläufig, dass dieses „t“ auch eine fundamentale Eigenschaft der Wirklichkeit sein muss. Vielleicht beschreibt es vielmehr Beziehungen zwischen Zuständen – so wie eine Uhr letztlich auch nichts anderes tut, als einen regelmäßig veränderten Zustand mit anderen Veränderungen in Beziehung zu setzen.

Die oben betrachteten p-adischen Zahlen verschärfen diese Frage noch einmal. Die reellen Zahlen sind mathematisch nicht die einzig mögliche Grundlage, auf der sich Nähe und Abstand definieren lassen. Es sind auch ganz andere Strukturen denkbar. Damit ist zumindest die Frage erlaubt, ob die kontinuierliche reelle Zeitachse tatsächlich zur fundamentalen Wirklichkeit gehört – oder zu unserer außerordentlich erfolgreichen Beschreibung dieser Wirklichkeit.

Vielleicht gibt es auf einer tieferen Ebene also gar kein universelles „t“, das irgendwo im Hintergrund läuft. Vielleicht gibt es zunächst Zustände, Beziehungen und Korrelationen. Ein Teil dieser Zustände dient uns als Uhr. Indem wir andere Veränderungen damit vergleichen, entsteht eine Ordnung: vorher und nachher, kürzer und länger, Vergangenheit und Zukunft.

Das wäre eine interessante Umkehrung meines Ausgangsgedankens. Zeit wäre dann nicht unbedingt das, in dem sich Zustände verändern. Zeit könnte das sein, was aus den Beziehungen zwischen Veränderungen entsteht.

Und vielleicht gilt Ähnliches sogar für den Raum. Dann wären „wo?“ und „wann?“ keine Fragen, die man auf der fundamentalsten Ebene der Wirklichkeit überhaupt stellen kann. Raum und Zeit wären Eigenschaften einer größeren, aus Beziehungen entstandenen Wirklichkeit – ähnlich wie Temperatur eine reale und messbare Eigenschaft eines Gases ist, ohne Eigenschaft eines einzelnen Moleküls zu sein.

Das ist keine gesicherte Beschreibung der Natur. Insbesondere folgt aus der Existenz p-adischer Mathematik keineswegs, dass unsere Welt p-adisch aufgebaut ist. Aber sie zeigt, dass unsere gewohnte Vorstellung einer kontinuierlichen reellen Zeitachse mathematisch keineswegs alternativlos ist.

Die katastrophale Entwicklung des Planeten im Sinne der Bewohnbarkeit für den Menschen durch Ausbeutung und Kapitalismus sollte Anlass sein, auch den Zeitbegriff auf den Prüfstein zu setzen. Ein dünnes Glas zerspringt sofort, wenn es auf den Boden aufschlägt. Aber ein Mensch schläft nicht automatisch sofort ein, wenn er sich bettet. Die naturwissenschaftliche Zeit t ist ein hervorragend funktionierendes mathematisches Konstrukt. Ob sie darüber hinaus eine fundamentale Größe der Wirklichkeit ist oder erst aus Beziehungen zwischen Zuständen entsteht, ist damit nicht beantwortet.

Was ist jetzt? Was ist ein Zeitpunkt?

Ich bin hier. Ich bin jetzt. Punkt.

SH 03.2008 bis 10.2026

mit teilweiser Unterstützung von ChatGPT bei der Formulierung und als Sparring Partner für tieferes Verständnis


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