Das Phänomen Zeit – logisch analysiert!

Zeit ist nicht! Zeit passiert!

Wie kommt man zu solch einer Aussage? Was liegt dem zugrunde? Es ist die Kurzantwort auf die Frage: „Was ist Zeit?“ Aber nun etwas genauer:

Das Phänomen Zeit ist eines der am wenigsten gelösten Rätsel überhaupt. Jeder kann mit dem Begriff Zeit etwas anfangen. Beim Versuch, die Zeit zu beschreiben, bedienen wir uns der Hilfsmittel wie Uhr und Kalender. Eine brauchbare sinnvolle Beschreibung jedoch ergibt sich dabei nie. Aber warum nicht? Sind wir in unserer alltäglichen Wahrnehmung gefangen, die es uns nicht erlaubt, über den Tellerrand zu schauen? Ähnlich wie früher, als man die Erde als flache Scheibe wahrgenommen hat, weil sich uns die wahre Sicht darauf nicht ermöglicht hat?

Wie erfahren wir Zeit?

Es gibt für uns keinen erkennbaren Hinweis darauf, dass es die Zeit erst ab einem bestimmten Ereignis gibt. Und selbst wenn man sagen würde, dass es die Zeit erst ab dem Ereignis X gäbe, dann würde das die Frage erlauben, was denn dann vorher gewesen ist. Ein Widerspruch an sich, denn wenn die Zeit mit diesem Ereignis erst anfing, dann dürfte es kein „Vorher“ gegeben haben. Also gibt es keinen Hinweis darauf, dass es die Zeit nicht schon immer gegeben hat.

Daraus folgernd halten wir fest: Zeit gab es immer schon!

Und aus demselben Grund schließen wir: Zeit wird es immer geben.

Aber: Eine existenzielle Frage soll sofort zu Anfang gestellt werden dürfen:

Gibt es Zeit?

Etwas merkwürdig ist es schon, diese Frage zu stellen, nachdem wir gerade erst festgestellt haben, dass es die Zeit schon immer gab und immer geben wird. Aber die Existenz der Zeit grundsätzlich sollte uns schon eine Frage wert sein. Ob diese Frage überhaupt beantwortet werden kann, ist wohl als eher unwahrscheinlich einzustufen. Aber vielleicht kann man sich ja etwas herantasten? Zunächst kann man festhalten, dass wir alle so etwas wie Zeit empfinden. Ob wir jedoch alle dasselbe damit empfinden, ist jedoch schon wieder eine andere Frage. Wir leben in einer Welt, die uns einen biologischen Rhythmus aufzwingt, den wir beispielsweise mit den Tages-, Nacht- und Jahreszeiten beschreiben können. Untersuchungen ergaben, dass junge Menschen das Voranschreiten der Zeit als viel langsamer empfinden als „alte“ Menschen. Das alles betrifft jedoch den Bereich unserer Empfindungen mit dessen psychischen Auswirkungen.

Aber kann es Zeit als etwas Vergleichbares wie Masse oder Raum geben? Also in dem Sinn, dass man Zeit irgendwie erfassen könnte, dass Zeit eine physikalische Eigenschaft besitzt. Eine physikalische Eigenschaft in dem Sinn, wie etwa das spezifische Gewicht einer Masse, die Härte, die Wärmeleitfähigkeit, den oder die Aggregatzustände, eine räumliche Ausdehnung wie Länge, Breite, usw.

Was den Menschen mit der Zeit verknüpft, ist der Biorhythmus. Er entsteht durch den Tages- und Nachtrhythmus als auch durch die unterschiedlichen Jahreszeiten. Diesen Rhythmus kann man durchaus mit einem gewissen Zeitempfinden in Verbindung bringen. Aber was macht dieses Zeitgefühl aus? Wodurch genau wird es erzeugt? Letztendlich lassen sich diese Rhythmen durch Bewegungen beschreiben. Die Erde, die sich um ihre eigene Achse dreht. Der Mond, der sich um die Erde dreht. Die Erde, die sich um die Sonne dreht. Das, was sich dreht, ist Masse, die Erde und der Mond. Sind diese Arten von Bewegungen für die Zeit verantwortlich? Entsteht dadurch die Zeit?

Betrachten wir einmal eine Erde, die sich nicht drehen würde. Die im Weltall stillsteht und die sich nicht um die Sonne dreht. Ähnlich wie durch die andauernde Dunkelheit im hohen Norden während der Wintermonate, würde uns das Zeitgefühl abhandenkommen.

Rein logisch darf man also anhand dieser Überlegungen das Zeitgefühl mit Bewegungen in Verbindung bringen. Allerdings sollte man die Masse, die sich bewegt, ebenso in das Kalkül mit einbeziehen. Da die Bewegungen räumlichen Koordinaten zugrunde liegen, darf der Raum selbst allerdings für die Betrachtungen des Zeitbegriffs ebenfalls nicht außer Acht gelassen werden.

Würde sich nichts mehr bewegen, die Erde sich nicht mehr drehen, der Mond sich nicht mehr um die Erde drehen, sämtliche Galaxien sich nicht mehr bewegen, keine Winde mehr über die Erde streichen, das Meer keine Wellen mehr haben, kein Auto mehr fahren, kein Flugzeug mehr fliegen, … Die Welt, der Kosmos, dürfte als tot bezeichnet werden. Die Menschen wären es wohl auch sehr schnell. Ob es die Zeit dann noch geben würde, ist mit dieser Betrachtung nicht gesagt. Allerdings ein Zeitgefühl würde den Lebewesen gewiss abhandenkommen.

Nehmen wir also einfach einmal das, was wir haben und beschreiben die Abhängigkeit unseres Zeitgefühls:

Zeitgefühl = abhängig von (Bewegung, Masse, Raum)

Ob wir so kühn sein dürfen und das Wort Zeitgefühl durch Zeit ersetzen dürfen? Also ob wir die Behauptung wagen dürfen, dass

Zeit = abhängig von (Bewegung, Masse, Raum)

ist? Wer sollte uns daran hindern? Wir halten diese Abhängigkeit der Zeit erst einmal so fest.

Ein anderer Aspekt zur Zeit sollte uns ebenfalls eine Betrachtung wert sein. Wir erfahren die Zeit als immerwährend voranschreitend, nie innehaltend. Der jeweilige Moment ist unsere Gegenwart. Alles zeitlich davor Liegende definieren wir als Vergangenheit, ebenso wie die noch kommende Zeit als unsere Zukunft definiert wird.

Hilft uns ein solcher Zeitstrahl bei der Beantwortung der Frage: „Gibt es Zeit?“ Wir sehen in unserer Gegenwart Objekte, wie beispielsweise Häuser, die vor vielen Jahren erbaut wurden. Es lassen sich Überreste von Dinosauriern finden, die uns sagen, dass diese Tiere vor ein paar Millionen Jahren gelebt haben. Aber genau genommen sind das alles nur Hinweise auf frühere Ereignisse, die alle für sich eine gewisse Zeitspanne in Anspruch genommen haben. Aber Ereignisse, auch wenn sie jedes für sich eine gewisse Zeitspanne angedauert haben, sind kein Beweis für die Existenz von Zeit. Was uns angesichts der Pfeile eines solchen Zeitstrahls auffällt, ist die Richtung der Zeit. Wenn es denn überhaupt eine Zeit gibt, dann zeigt sie in Richtung Zukunft. Zumindest lehrt uns das die alltägliche Beobachtung, die uns für das Gegenteil bisher keine Anhaltspunkte geliefert hat.

Es ergibt sich angesichts eines solchen Zeitstrahls jedoch eine weitere interessante Frage: Wären Zeitreisen möglich, wenn es die Zeit gäbe? Aber damit wollen wir uns hier nicht beschäftigen.

Ein Aspekt, dem alle Ereignisse zugrunde liegen, ist der, dass diese Ereignisse alle eine gewisse Zeitspanne andauern. Ohne Zeit würden Ereignisse ewig dauern oder überhaupt keine Zeit beanspruchen. Also nehmen wir die Existenz der Zeit einmal als gegeben hin. Dann stellt sich die nächste, nicht minder schwierige Frage:

Was ist Zeit?

Präzisierend kann man stellvertretend fragen:

• Wie kann Zeit beschrieben werden?
• Welche Eigenschaften hat die Zeit?
• Was ist das Wesen der Zeit?

Bedenken wir, dass Bewegung von Masse stets eine gewisse Menge Energie beansprucht. Außerdem hat uns ein Genie wie Albert Einstein gelehrt, dass Zeit relativ und abhängig vom bewegten System ist. Außerdem lehrte Einstein uns, dass der Raum gekrümmt sein kann und deshalb bei Weitem nicht alles so ist, wie es scheint, eben relativ. Es wäre also durchaus in Ordnung, wenn man die Abhängigkeit der Zeit so beschreiben würde:

Zeit = abhängig von (Energie, Raum) = abhängig von (Bewegung, Masse, Raum)

Das macht es nicht leichter, aber es schränkt die Betrachtungsmöglichkeiten der Zeit nicht so sehr ein.

In physikalischen Betrachtungen entspricht die Zeit der berühmten vierten Dimension. Die vierte Dimension in dem Sinne, dass der Raum mit seinen x,y,z-Koordinaten den drei-dimensionalen Raum beschreibt und die zeitlichen Ereignisse innerhalb des Raums die vierte Dimension ergeben. Aber macht es einen Unterschied auf dem Weg zur Beantwortung der Frage: „Was ist Zeit?“, ob wir die Zeit als vierte Dimension betrachten, oder ob wir die Zeit als abhängig vom Raum (und von der Energie) betrachten? Richtig und heute unstrittig ist, soweit möglich auch physikalisch nachweisbar, dass Zeit und Raum sich gegenseitig beeinflussen, also voneinander abhängig sind. Deshalb ist auch immer vom Raum-Zeit-Kontinuum die Rede.

Bei physikalischen Betrachtungen der Zeit geht es um mathematische Zusammenhänge, die eben physikalische Betrachtungen erleichtern und präzisieren sollen. Die Zeit wird als physikalische Größe in Formelbeziehungen integriert. Damit lassen sich weltliche Erfahrungen mathematisch exakt reproduzieren. Die Beantwortung der Frage: „Was ist Zeit?“, ist weniger von physikalischem Interesse und wird deshalb gerne den Philosophen überlassen. Vielleicht aber auch nur deshalb, weil man keine Antwort auf diese Frage kennt.

Lassen wir uns davon aber nicht einschüchtern und nehmen wir das, was wir haben:

• Zeit = abhängig von (Energie, Raum) = abhängig von (Bewegung, Masse, Raum)
• Zeit und Raum beeinflussen sich, sind voneinander abhängig*

* Hinweis: Mit dem Raum sind hier auch die dort befindlichen Objekte wie Sterne und dergleichen gemeint, sodass die Gravitation solcher Objekte auf den Raum wirken kann.

Um der Antwort ein wenig näher zu kommen, machen wir ein kleines Gedankenexperiment. Frei nach dem Motto: Stellen Sie sich eine Glaskugel vor, sie muss aber nicht rund sein und nicht unbedingt aus Glas. Aber nun konkret:

Stellen Sie sich einen Ort, einen Bereich, eine Gegebenheit vor, ganz ohne Raum. Dazu scheint das menschliche Gehirn nicht in der Lage zu sein. Schränken wir dieses Experiment deshalb etwas ein und stellen uns einen vollkommen masselosen Raum vor, in dem nichts aber auch gar nichts ist. Damit hier keine Missverständnisse auftreten, versuchen wir hier eine beschreibende Definition als Hilfe.

Definition: Unendlich masselos wirkender Raum

Ein unendlicher masselos wirkender Raum ist ein Raum, mit einer in der Wahrnehmung in jeder Richtung unendlich wirkender Ausdehnung, ohne das Vorhandensein jeglicher Masse.

Leider ist eine solche Definition nur losgelöst von vorhandenen Erkenntnissen sinnvoll. Ein masseloser Raum mit tatsächlich unendlicher Ausdehnung kann nach unserem Wissen nicht existieren, da wir ja alle von der Existenz unserer Erde und vielen anderen Sternen und Galaxien wissen. Also ist es egal, wie weit weg man sich diesen Raum von unserer Erde auch vorstellt. Die Distanz dieses Ortes bis zu unserer Erde ist immer endlich. Deshalb muss es reichen, wenn Sie sich einen riesengroßen masselosen Raum vorstellen. Etwa fürchterlich weit weg jenseits unseres Weltalls, in der Annahme, dass da irgendwann einmal nichts mehr ist.

Sie werden kein Licht sehen können, keinen Stern, der da leicht schimmernd irgendwo erkennbar ist, denn jedes Licht zeugt von dem Vorhandensein von Masse. Aber der Raum soll ja vollkommen masselos sein. Selbst wenn Sie dort ein Licht, etwa eine Taschenlampe anmachen würden, würde dieses Licht den Ort nicht erhellen, da es keine Materialien geben würde, die das Licht reflektieren könnten. Aber wenn es Ihnen hilft, stellen Sie sich einen irgendwie orange-rot schimmernden Hintergrund vor, der ihnen wenigsten einen Eindruck von der unendlich wirkenden Weite gibt. Stellen Sie sich diesen Raum bitte unbedingt mindestens zwei Minuten lang vor. Halten Sie Ihre Augen geschlossen und lassen Sie diesen Ort auf sich wirken.

Was haben wir dann? Dieser Ort ist so langweilig wie tot unter der Erde zu liegen. Und genauso ist es auch, weil Zeit keine Rolle mehr spielt. Sie ist vollkommen aus unserem Bewusstsein verschwunden. Sie gehört hier offensichtlich nicht hin.

Nun können wir unser Gedankenexperiment beginnen. Stellen Sie sich plötzlich ein Licht wie eine kleine Sternschnuppe vor, die irgendwo in der Ferne kurz aufleuchtet und einen kleinen Weg markiert. Welch spannender Moment in dieser tristen Einöde. Wir haben einen Moment lang ein kleines Licht wahrgenommen. Ein Ereignis fand stand, eine Masse bewegte sich. Wir hatten ein Zeitgefühl. Die Zeit war kurz zu Gast.

Nun stellen Sie sich vor, Sie beginnen in irgendeiner Richtung, in der Sie die Erde vermuten, davon zu schweben oder zu fliegen. Irgendwann sehen Sie erste Objekte, ein Beweis, dass es dort Masse gibt, Lichtstrahlen, die den Weg bis zu diesem Punkt geschafft haben. Nach und nach sehen Sie viele kleine Lichter. Ob dies alles kleine Sterne oder Galaxien sind, oder jedes Licht für sich ein eigenes Weltall ist, wie das unsrige, das wir erst so wenig kennen, sei einmal offen gelassen. Jedes Licht verspricht Masse, Energie, Bewegungen. Dort gibt es Ereignisse, die jeweils eine eigene Zeitspanne beanspruchen. Die Zeit wird wieder spürbar für uns.

Mit diesem Zeitgefühl einhergehend kommen uns ein paar Fragen. Mit dem Wissen, das Zeit abhängig von Energie und Raum ist, kann es dann nicht möglich sein, dass Zeit auf dem räumlichen Wirkungsbereich der Energie beschränkt ist? Wobei nach unserem Gedankenexperiment mit dem räumlichen Wirkungsbereich der Energie auch der sichtbare Bereich dieser Energie gemeint ist.

Wir wissen dank Einstein, dass sich bewegende Objekte mit einer anderen Zeit als ruhende Objekte im Raum-Zeit-Kontinuum bewegen. Was bei dem einen sich bewegendem Raumschiff beispielsweise eine Reise von einem Jahr bedeutet, kann für die Bewohner der Erde vielleicht 100 Jahre bedeuten. Der Pilot des Raumschiffes war definitiv nur ein Jahr unterwegs, kommt aber nach Erdenzeit 100 Jahre später wieder zur Erde zurück.

1 Jahr = 100 Jahre

Die Tatsache, dass die Zeit relativ ist, macht es für uns sehr schwer, diesen Umstand zu akzeptieren. Gleichwohl ist es deshalb nicht falsch, sondern vollkommen richtig. Vor zweihundert Jahren war diese Thematik noch viel einfacher zu betrachten. Nun dürfen wir uns dank Einstein mit solchen schwer nachvollziehbaren Gegebenheiten auseinandersetzen. Physiker und Mathematiker müssen sich mit Lorentz-Transformationen beschäftigen. Galt früher die schöne Behauptung Geschwindigkeit gleich Weg durch Zeit (v = s/t), so liefert uns die Lorentz-Transformation eine deutlich kompliziertere Beschreibung dieses Umstandes. Ich möchte nur für wirklich interessierte Leser, die unbedingt einen kleinen Einblick hierzu vermittelt bekommen möchten, aus Wikipedia zitieren:

Ist ein gleichförmig bewegter Beobachter mit Geschwindigkeit v in x-Richtung gegenüber einem anderen Beobachter unterwegs, so hängen die Koordinaten (t‘,x‘,y‘,z‘), die er einem Ereignis zuschreibt, durch die Lorentz-Transformation

mit den Koordinaten (t,x,y,z) zusammen, die der andere Beobachter für dasselbe Ereignis verwendet.

Wer etwas über das Maß hinausgehende Mathematikkenntnisse besitzt, kann sich unter Wikipedia mit dem Suchbegriff „Lorentz-Transformation“ auch die Herleitung dazu anschauen.

Von all den Lichtern in unserem Gedankenexperiment wissen wir also, dass sich dort Objekte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Als neutraler Beobachter in diesem Gedankenexperiment müssen wir also unbedingt annehmen, dass die Zeit für diese bewegenden Objekte relativ schnell voranschreitet. Ein Blick auf dieses zeitlose Durcheinander lässt uns deshalb leicht schließen, dass es wohl keine universelle Weltzeit oder so etwas Ähnliches gibt. Es muss vielmehr unbedingt vermutet werden, dass diese Lichtobjekte in unserem Gedankenexperiment, sofern sie sich nur genügend distanzieren, sich nicht gegenseitig beeinflussen können, dass jedes für sich, seine eigene Zeit besitzt.

Versuchen wir uns also Räumlichkeiten vorzustellen, in denen Energie (bewegte Massen) wirkt. Lassen wir diese Räumlichkeiten weit genug voneinander entfernt sein, am besten durch einen unendlich masselos wirkenden Raum getrennt. Dann dürfte in jeder dieser Räumlichkeiten Zeit eine Rolle spielen oder besser gesagt wirken, ohne das genauer zu konkretisieren. Dann darf man doch fragen:

Besitzt die Zeit eine Selbstständigkeit, ist sie also einfach dort? Oder ist sie derart an dieser Räumlichkeit gebunden, dass sie vielleicht ein Teil, ja genauer gesagt eine physikalische Eigenschaft dieser Räumlichkeit ist?

Wenn die Zeit ein eigenständiges Dasein hätte, dann wäre sie auch in einem unendlich masselos wirkenden Raum präsent und spürbar. Je öfters und länger man sich jedoch in einem Gedankenexperiment an diesem unwirtlichen Raum aufhält, desto sicherer greift die Erkenntnis, dass Zeit dort nicht präsent ist. Wir glauben jedoch nach all unseren Überlegungen zu wissen, dass die Zeit abhängig ist von Energie und Raum. Wenn in diesem Raum Energie vorhanden ist, dann wirkt diese auf den Raum und lässt Zeit entstehen. Dass nun der Energiefluss die Zeit beeinflusst, ist wohl als sehr wahrscheinlich anzunehmen. Ob die Intensität oder die Richtung des Energieflusses auf die Zeit wirken und diese beeinflussen? Das ist ebenfalls als sehr wahrscheinlich anzunehmen. Warum ist das alles als sehr wahrscheinlich anzunehmen? Na ja, wir haben ja in unserem Gedankenexperiment erfahren, dass der Raum selbst, als masse- und energieloser Raum, die Zeit nicht hervorruft. Es bleibt also nur die Energie, die für die Zeit verantwortlich zeichnen kann. Da Energie nicht unscheinbar wie ein toter Stein ist, sollte es schon verwundern, wenn nicht die Art, Richtung und Intensität der Energie die Zeit beeinflussen würde.

Es bleibt also die logische Schlussfolgerung, dass die Zeit eine Eigenschaft von Energie und Raum ist.

Aufgrund rein logischer Betrachtungen kann man also als Antwort auf unsere Ausgangsfrage: „Gibt es Zeit?“, antworten: „Ja, aber nicht überall und nicht überall gleich, sondern nur relativ!“

Und auf die Frage: „Was ist Zeit?“, können wir antworten, dass die Zeit eine Eigenschaft von Energie und Raum ist!

Klar, das Ganze hier ist ohne Beweis und rein spekulativ, aber entbehrt nicht einer gewissen Logik und ist nicht von vorneherein von der Hand zu weisen. Es war eine rein logische Betrachtung zum Thema Zeit und was Zeit ist.

Für den einen ist so etwas Zeitverschwendung, um nicht „überflüssiger Schwachsinn“ sagen zu müssen, für den anderen sind solche Fragestellungen aber ein interessantes Thema. Das Thema gehört primär in den Bereich Philosophie. Aber wie Einstein, Lorentz und andere herausragende Persönlichkeiten gezeigt haben, können Fragestellungen dieser Art durchaus auch mathematische und physikalische Bereiche tangieren, wenn nicht sogar revolutionieren.

Ich hoffe, das Thema hat Sie interessiert und mein Vorgehen hat Ihnen gefallen.

Rudolf Hinterding