Tipler-Zylinder

Der Tipler-Zylinder ist eine theoretische Zeitmaschine, die 1974 vom Physiker Frank Tipler beschrieben wurde. Die Konstruktion: Ein unendlich langer (oder zumindest sehr, sehr langer) Zylinder aus extrem dichter Materie, der mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit rotiert. Die Rotation des Zylinders würde die Raumzeit so verzerren, dass geschlossene zeitartige Kurven entstehen, Pfade durch die Raumzeit, die in die Vergangenheit führen.

Ein Raumschiff, das auf der richtigen Bahn um den Zylinder fliegt, könnte in seine eigene Vergangenheit reisen. Stephen Hawking argumentierte, dass die Natur solche Konstruktionen durch den Chronologieschutz-Vermutung verhindert: Quanteneffekte würden die Energiedichte am Rand der Zeitmaschine ins Unendliche treiben und sie zerstören, bevor sie funktioniert. Der Tipler-Zylinder ist ein Beispiel dafür, wie Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie Zeitreisen mathematisch erlaubt, während die Quantenmechanik möglicherweise ein Veto einlegt.

In der Science Fiction werden Tipler-Zylinder selten direkt erwähnt, aber die Idee rotierender Massen als Zeitmaschinen taucht in Werken von Larry Niven und Vernor Vinge auf. Der Tipler-Zylinder zeigt, dass die Physik Zeitreisen nicht kategorisch ausschließt, sondern nur praktisch unmöglich macht.

Das Interessanteste am Tipler-Zylinder ist die Kollision zweier Theorien, die beide in ihrem Bereich gut funktionieren. Die Allgemeine Relativitätstheorie erlaubt die Zeitmaschine mathematisch. Die Quantenmechanik könnte sie verbieten. Das ist ein Hinweis darauf, dass eine vollständige Theorie der Quantengravitation, die beide vereint, notwendig ist, um solche Grenzfragen zu beantworten. Wir haben diese Theorie noch nicht.

Auch der Kip-Thorne-Vorschlag (Wurmlöcher als Zeitmaschinen) und die van-Stockum-Lösung (unendliche rotierende Staubwolken) leiden am selben Problem: Die Klassische Relativitätstheorie erlaubt sie, aber Quanteneffekte scheinen sie zu verbieten. Hawkings Chronologieschutz-Vermutung ist bisher unbewiesen, aber die experimentelle und theoretische Evidenz zeigt in dieselbe Richtung: Die Natur schützt die Kausalität aktiv.