Gibt es Zeit, Martin Bojowald?

Im ZEIT-Podcast »Nur eine Frage« stellt ZEIT-Chefredakteur Jochen Wegner einfache, aber grundlegende Fragen, die viele von uns umtreiben, auf die eine klare Antwort jedoch oft schwer zu finden ist. Wir befragen die bestmögliche Expertin, den bestmöglichen Experten, den wir für das jeweilige Thema finden können.   In dieser Folge von Nur eine Frage stellen wir dem theoretischen Physiker Martin Bojowald eine der fundamentalsten Fragen überhaupt: »Gibt es Zeit?«   Martin Bojowald wurde 1973 in Nordrhein-Westfalen geboren. Er forscht und lehrt an der Penn State University in den USA und gilt als einer der führenden Köpfe der Schleifenquantengravitation – einer Theorie, die versucht, Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik zu vereinen. Bereits kurz nach seiner Doktorarbeit formulierte Bojowald grundlegende Ideen, die ihm weltweit Aufmerksamkeit einbrachten: So glaubt der Physiker, dass vor unserem Universum ein anderes Universum existiert hat. Es könnte also eine Zeit vor der Zeit gegeben haben.   Im Podcast erläutert Martin Bojowald, was Zeit zu erklären so schwierig macht: Einerseits komme sie uns so alltäglich und natürlich vor. »Wir reden ständig über die Zeit, es klingt völlig selbstverständlich – aber wenn man genau hinsieht, ist es alles andere als leicht, Zeit wirklich zu definieren oder sie direkt zu messen.« Denn Uhren messen nicht die Zeit, sondern beobachten immer nur Veränderungen von Materie: die Bewegung von Uhrzeigern, den Zerfall von Atomen, die Rotation der Erde. Aber was ist Zeit dann überhaupt? Bojowald muss passen: »Tatsächlich haben wir keine wirklich gute Definition von Zeit.« Rätselhaft ist zudem eine besondere Eigenschaft, die Zeit besitzt: Als einzige der vier Dimensionen hat sie nur eine Richtung – von der Vergangenheit in die Zukunft, aber niemals umgekehrt. Warum? »Es gibt zurzeit keine wirkliche Erklärung dafür«, sagt Bojowald. Im Gespräch erläutert der Physiker die Konsequenzen aus der Schleifenquantengravitation: Dieser Theorie zufolge wäre der Raum kein Kontinuum, sondern bestünde aus kleinsten Einheiten, ähnlich wie Pixel bei einem Bild. Auch für die Zeit hätte das Konsequenzen, denn laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist sie untrennbar mit dem Raum verbunden. Auch sie bestünde dann aus kleinsten Einheiten, der sogenannten Planck-Zeit: Sie beträgt 5,4 mal 10 hoch minus 44 Sekunden – eine unvorstellbar kleine Zahl.   Die Schleifenquantengravitation verträgt sich auch nicht mit der Urknalltheorie. Im Gespräch erklärt Bojowald, dass seinem Modell zufolge die ansonsten immer anziehende Gravitationskraft bei extrem hoher Dichte plötzlich abstoßend wirkt. »Wenn es ein kollabierendes Vorgängeruniversum gegeben hat, könnte bei hoher Dichte der Kollaps aufgehalten und in eine Expansion umgekehrt worden sein«, sagt Bojowald. Aber: Auch die Zeit wäre dann nicht mit dem Urknall entstanden, wie es laut der gängigen Urknalltheorie der Fall war.   Bojowald arbeitet an der Vereinigung von Quantenphysik und Gravitation zur sogenannten »Weltformel« – ein Projekt, an dem Physiker seit rund einhundert Jahren vergeblich sitzen. Dennoch ist Bojowald optimistisch: »Es gibt spürbaren Fortschritt: Das mathematische Verständnis wächst, es werden neue Modelle entwickelt, die sich zumindest teilweise analysieren lassen. Daraus gewinnt man ein besseres Verständnis und kann wieder zu den Gleichungen zurückkehren, um sie ein Stück weiter zu verallgemeinern.« Dass künstliche Intelligenz einmal die Weltformel liefern wird, glaubt er nicht: Die grundlegend neuen Gleichungen zu finden, die dafür nötig wären, »verlangt Intuition«.   Bojowalds abschließende Antwort auf die zentrale Frage des Podcasts, ob es die Zeit gibt, lautet: »Ja.« Wenn er wetten müsste – einen Kasten Bier oder sein Haus –, würde er darauf setzen, dass die Zeit fundamental ist, also eine Grundeigenschaft des Universums. Einfach, weil sie so viele besondere Eigenschaften hat, di