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Zuhause > Physik > Schwarze Löcher und Zeitreisen

1. Mai 2020  |  1a. Zeitreise
In dem Artikel präsentiere ich theoretische Überlegungen zu Zeitreisen. 1905 veröffentlichte Albert Einstein seine Spezielle Relativitätstheorie erklärt, dass sich mit zunehmender Geschwindigkeit die Zeit verlangsamt und der Abstand in Bewegungsrichtung abnimmt. Zeitdilatation oder Zeitverlangsamung ist ein experimentell verifiziertes Phänomen. Je schneller sich eine Person bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit. Ein Experiment mit einem Flugzeug, in dem eine Atomuhr gespeichert war, bewies, dass die Zeit im Flugzeug anders (langsamer) war als die Zeit auf der Bodenuhr. Schauen wir uns ein weiteres Experiment mit Teilchen an, die am CERN auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Beschleunigte Teilchen haben eine viel längere Halbwertszeit als identische Teilchen, die in Ruhe sind - die Zeit für Teilchen, die sich bewegen, läuft langsamer. Zeitreisen werden schon interessant, wenn das Zeitverhältnis in der Rakete und auf der Erde 1:10 beträgt. Selbst wenn Sie nur 1 Jahr in der Rakete verbringen, vergehen ganze 10 Jahre auf der Erde. Wenn Sie zur Erde zurückkehren, werden alle Ihre Altersgenossen 9 Jahre älter sein als Sie.

T₀: 1 Jahr - Zeit in der Rakete
T: 10 Jahre - Zeit auf der Erde

v: 298.290 km/s - Raketengeschwindigkeit
c: 299.792 km/s - Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
v/c: 0,995 - Das Verhältnis der Geschwindigkeit der Rakete zur Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

1b. Zeitreisen zu anderen Planeten
Längenkontraktion oder Entfernungsverkürzung ist ein Phänomen, das auftritt, wenn man sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt. Es wird eine Technologie für segelnde Raumschiffe entwickelt, die von einer Reihe von Lasern von der Erde angetrieben wird. Wenn wir in einer Rakete mit einer Geschwindigkeit von 0,995 c zu einem anderen Planeten fliegen würden, würde sich die Entfernung des Planeten um das 10-fache verringern. Somit bräuchten wir 10-mal weniger Zeit, um zum gegebenen Planeten zu fliegen.

L₀ - Tatsächliche Entfernung zu einem anderen Planeten
L - 10 mal kürzere Distanz

2. Zeitreise mit Hilfe eines Schwarzen Lochs
1915 veröffentlichte Albert Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie erklärt, dass die physikalischen Gesetze in einer stehenden Rakete im Gravitationsfeld die gleichen sind wie in einer beschleunigenden Rakete. Nicht nur die Bewegungsgeschwindigkeit, sondern auch die Schwerkraft beeinflusst die Zeit. Je höher die Schwerkraft, desto langsamer vergeht die Zeit. Das Atomuhr-Experiment wurde auf dem Hügel und am Boden durchgeführt - die Zeit auf dem Hügel verging schneller. Auch für GPS geht die Uhr aufgrund der schwächeren Schwerkraft schneller. Würden wir diese Zeitdilatation nicht berücksichtigen, würden sich innerhalb weniger Minuten fehlerhafte Messungen auf dem GPS zeigen. Schwarze Löcher haben eine enorme Schwerkraft und ermöglichen daher Zeitreisen. Die Geschwindigkeit der Rakete muss nicht so hoch sein wie im 1. Fall, die Zeit würde durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs verlangsamt. Wenn wir in einer Rakete in der Nähe eines Schwarzen Lochs wären, würde unsere Zeit viel langsamer vergehen als auf der Erde. Wenn wir zur Erde zurückkehren würden, wären wir viel jünger als unsere Altersgenossen. Das nächste Schwarze Loch ist zu weit entfernt, um es für Zeitreisen zu nutzen. Daher wird es notwendig sein, ein Schwarzes Loch viel näher zu schaffen.