Peter Glaser blickt in die Kristallkugel Die Tyrannei der Entfernung

Von Peter Glaser 

Werden wir vielleicht einmal Gespräche mit Überlichtgeschwindigkeit führen können? Peter Glaser weiß es, und er sagt uns auch, was das mit den geheimen Türen bei Ikea zu tun hat.

Stuttgart - Hier geht es um die Zukunft. Das StZ-Hausorakel Peter Glaser befragt die Kristallkugel nach dem, was morgen oder übermorgen sein wird – oder nach der Zukunft von gestern. Dazu als Bonus: der Tweet der Woche!

Unter irdischen Verhältnissen ist die Lichtgeschwindigkeit eine flotte Sache. Die 6.200 Kilometer Luftlinie zwischen Frankfurt und New York ließen sich lichtschnell knapp 50 mal pro Sekunde zurücklegen. Zum Mond sind es 1,3 Lichtsekunden. Bis zum Mars braucht das Licht bereits 12,5 Minuten. Eine fließende Unterhaltung zwischen Bodenstation und Astronauten wäre bei dieser Signalverzögerung schon nicht mehr möglich.

Unter interstellaren Verhältnissen sieht es nochmal ganz anders aus. Um mit einem Expeditionsteilnehmer zu sprechen, der sich im sonnennächsten Sternsystem Alpha Centauri befindet, würde ein Funkspruch mehr als vier Jahre unterwegs sein - in eine Richtung (Alpha Centauri ist 40,6 Billionen Kilometer von unserem Sonnensystem entfernt – 4,3 Lichtjahre). Unter diesen Umständen werden Distanzen tyrannisch.

Es ist nicht möglich, schneller als mit Lichtgeschwindigkeit miteinander zu kommunizieren, ohne die bekannten Naturgesetze zu brechen. Allerdings es scheint so etwas wie Abkürzungsmöglichkeiten zu geben, einschließlich der faszinierenden Möglichkeit von etwas wie superluminalen - also überlichschnellen - Verbindungen.

Die Relativitätstheorie erlaubt Dinge wie Wurmlöcher, die man sich als Krümmungen respektive Abkürzungen im Raumzeitkontinuum vorstellen kann. Wenn man zwei Punkte auf ein Blatt Papier zeichnet und sie mit einer Linie verbindet, ist das der kürzeste Weg auf der Papier-Ebene; man kann das Papier aber auch falten, sodass die beiden Punkte übereinander liegen und man mit einer Stecknadel vom einen auf den anderen Punkt durchstechen kann. Es ist allerdings unwahrscheinlich, dass Wurmlöcher im Kosmos so akkurat deckungsgleich liegen, weshalb sie durchgereichte Nachrichten zwar beschleunigen, aber nicht augenblicklich am anderen Ende ankommen lassen würden.

>Ein vermeintlicher Irrtum Einsteins

Eine andere Möglichkeit böte die sogenannte Quantenverschränkung, ein bemerkenswertes physikalisches Phänomen, das schon Einstein 1935 beschrieben hat – allerdings als einen vermeintlichen Irrtum, eine „spukhafte Fernwirkung“. Inzwischen weiß man: Es ist kein Irrtum, Quantenverschränkung gibt es tatsächlich. Sie besagt, dass zwei Teilchen auch in großem Abstand voneinander immer denselben Zustand annehmen, so als stünden sie permanent miteinander in Verbindung, was aber nicht der Fall ist. Ändert ein Teilchen seinen Zustand, geschieht das sofort auch bei dem anderen, egal wie weit entfernt es ist. Würde dazu ein Signal zwischen den Teilchen ausgetauscht, müßte es sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Es gibt allerdings eine Naturkonstante, die dem entgegensteht, dass nämlich nichts im Universum sich schneller bewegen kann als das Licht.

Hat man, wie auch immer, ein solches Teilchenpaar, von dem das eine Teilchen sind auf der Errde befindet und das andere in dem Raumschiff bei Alpha Centauri, würde sich eine Zustandsänderung tatsächlich an beiden Orten gleichzeitig bemerkbar machen. Ohne Erläuterung, was diese Zustandsveränderung zu bedeuten hat, wäre ein Beobachter allerdings auch nicht schlauer – die Vorstellung, man könne diese Zustandsveränderungen in einer Art Quanten-Morsecode aufeinanderfolgen lassen, führt in die Irre. Es ist nicht möglich, mit Hilfe dieses Effekts mit Überlichtgeschwindigkeit zu kommunizieren. Jede einzelne Messung ergibt (unabhängig davon, ob das andere Teilchen bereits gemessen wurde) immer ein für sich genommen unvorhersagbares Ergebnis. Erst, wenn auch das Ergebnis der anderen Messung bekannt ist, könnte man die Korrelation ausnutzen. Das müsste allerdings via klassische, unterlichtschnelle Kommunikation geschehen. Und schon müssen wir wieder vier Jahre auf die Nachricht von Alpha Centauri warten.

Nie langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit

Und dann gibt es noch hypothetische Teilchen, die neben Physikern auch Science-Fiction-Freunde und Esoteriker begeistern: die Tachyonen. Das griechische Wort tachýs bedeutet schnell, und das sind die Tachyonen auch. Sie können sich, sollte es sie tatsächlich geben, nur mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen, niemals langsamer.

Wie auch die Quantenverschränkung entstammen sie den mathematischen Gebilden, die Einstein ersonnen hat. Eine Spezialität der Tachyonen ist es, die Abfolge von Ursache und Wirkung umkehren zu können, also erst die Wirkung eintreten und dann die Ursache stattfinden zu lassen. Star Wars-Fans läßt das an die sonderbar umgedrehte Grammatik von Yoda denken. Und nicht nur in Star Trek nutzt man tachyonische Tricks, um Botschaften in lang versunkene Vergangenheiten zu schicken. Sofern Tachyonen nicht nur als exotische mathematische Möglichkeit existieren, könnten wir sie aber nach allem, was wir heute wissen, trotdem weder erzeugen noch aufspüren. Womit sie, jedenfalls vorerst, als Kommunikationsmittel ebenfalls flachfallen.

Überlichtschnelle Kommunikation wäre ein großer Gewinn für Weltraumexpeditionen – die der Raumsonde Rosetta etwa, die seit August 2014 den Kometen Tschurjumow-Gerassimenko umkreist und im November 2014 den Lander Philae abwarf, was eine Reihe von Problemen nach sich zog. Die Funkverzögerung zu dem Kometen beträgt gut 30 Minuten, ehe ein mögliches Problem überhaupt sichtbar wird, weitere 30 Minuten, um Signale zu senden, welche die Situation verbessern können und eine weitere halbe Stunde, um zu sehen, ob es geklappt hat. Philae war außerhalb des vorgesehenen Zielgebiets im Schatten gelandet und versank in einen Standby-Winterschlaf, aus dem er erst am 13. Juni 2015 nach einer Annäherung an die Sonne wieder erwachte.

Astronauten müssten sich die Zeit erstmal noch mit Staubsaugen und Häkeln vertreiben. Tachyonen und Quantenverschränkung scheinen keine sehr verheißungsvollen Wege zur ultraschnellen Ultraweitkommunikation zu sein. So bleiben als Hoffnungsträger die Wurmlöcher, durch die Nachrichten ihren Weg abkürzen könnten wie durch die Eingeweihten bekannten Türen bei Ikea, durch die man verhindern kann, den gesamten Ausstellungsbereich durchlaufen zu müssen. Diese Möglichkeit, ungeheuer fern und doch ganz nah zu sein, führt uns heute noch an die Grenzen von Wissenschaft und Technik. Aber heute ist noch nicht morgen.

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Und hier noch wie immer der Tweet der Woche: