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Fließt die Zeit auch rückwärts?

Spätestens seitdem 1997 das Beamen von Lichtteilchen gelang, mussten Physiker die Existenz der von Albert Einstein „spukhafte Fernwirkung“ genannten Verschränkung akzeptieren. Ob diese skurrile Eigenschaft der Quantenmechanik, bei der zwischen zwei physikalischen Teilchen eine Art telepathische Verbindung über beliebig große Distanzen besteht, mit Einsteins Relativitätstheorie vereinbar ist, ist umstritten. Roderich Tumulka von der Universität München hat jetzt in der Fachzeitschrift Classical and Quantum Gravity (Bd. 20, S. 557) eine Theorie vorgestellt, die die Probleme durch Einführung einer rückwärts fließenden Zeit lösen will.

„Wir geben zu, dass unser Vorschlag sehr spekulativ ist. Trotzdem denken wir, dass er es Wert ist, zur Debatte gestellt zu werden“, schreiben Tumulka und sein Kollege Sheldon Goldstein von der Rutgers-Universität in New Brunswick, New Jersey. Sie bringen die Verschränkung mit der speziellen Relativitätstheorie in Einklang, indem sie einen zweiten Zeitpfeil einführen, der von der Zukunft in die Vergangenheit zeigt. Ihre Theorie ist eine Weiterentwicklung der Bohmschen Mechanik.

Diese von David Bohm 1952 entwickelte Theorie beschreibt im Gegensatz zur Quantenmechanik, die in vielen Fällen nur statistische Aussagen über das Verhalten der physikalischen Teilchen macht, die Bewegung der Teilchen entlang von Bahnen. Allerdings sind die Bewegungsgleichungen nicht die der klassischen Mechanik. Vielmehr werden die Teilchen ähnlich wie Wellenreiter von den quantenmechanischen Wahrscheinlichkeitswellen „geführt“.

In der Theorie von Tumulka und Goldstein hängt die Geschwindigkeit eines Teilchens vom zukünftigen Verhalten anderer Teilchen ab. Die beiden Physiker erreichen nun durch einen „Trick“, dass die Bewegungsgleichungen der Teilchen „lokal“ bleiben.

„Lokal“ bedeutet, dass ein Teilchen nicht von Ereignissen aus der Zukunft beeinflusst wird und von Ereignissen aus der Gegenwart und Vergangenheit erst ab dem Zeitpunkt, ab dem ein mit Lichtgeschwindigkeit ausgesandtes Signal das Teilchen erreicht. Eine Verschränkung ist dagegen nichtlokal, weil zwei miteinander verschränkte Teilchen augenblicklich auf eine Zustandsveränderung des „Zwillingsbruders“ reagieren.

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Der Trick: Tumulka und Goldstein definieren einen „mikrokausalen“ Zeitpfeil, der von der Zukunft in die Vergangenheit zeigt. Darüber hinaus zeigen sie, dass die Bewegungsgleichungen invariant unter einer Lorentztransformation sind, also der speziellen Relativitätstheorie genügen.

Der entscheidende Punkt ist aber, so argumentieren Tumulka und Goldstein, dass unser makrokausaler Zeitpfeil davon unbeeinflusst bleibt. Es gibt keinen Zusammenhang zwischen den beiden Zeitpfeilen. Nimmt man nun an, dass der makrokausale Zeitpfeil in die entgegengesetzte Richtung wie der mikrokausale zeigt, dann lässt ihre Theorie die nichtlokalen Verschränkungen zu.

Axel Tillemans
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