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Kapitel 9: Der Weg durch den Zeitspiegel: Antiwelten
Wie wir schon von Archibald Wheeler gehört haben, gilt unsere normale Zeitordnung nicht notwendig auch für atomare Prozesse. Sein Kollege, der Physiker Richard Feynman, brachte 1948 eine zusätzliche Idee ins Spiel, die gewisse Elementarteilchen in der Zeit rückwärts reisen lässt. Er entwickelte eine Theorie, in der ein Antipartikel als ein Partikel aufgefasst werden kann, das sich in die Vergangenheit bewegt. Als Feynman-Diagramm findet sich diese Idee in anerkannten Lehrbüchern der Physik.

Abb. (Feynman-Diagramm)

Ein Elektron A bewegt sich nach rechts in die Zukunft. An der Stelle (2) wird eine Elektron-Positron-Paar B und C erzeugt. Das Positron C läuft nach links und vernichtet das Elektron A an der Stelle (3). Das Elektron B setzt seine Bahn fort (4). Aus einer übergeordneten Zeitperspektive läßt sich dieser Sachverhalt so darstellen, als ob nur ein einziges Teilchen beteiligt ist ; das Elektron A geht vorwärts in der Zeit bis (3), läuft dann in der Zeit zurück nach (2) und von da wieder vorwärts in der Zeit nach (4). Das Positron wird hier als eine Elektron aufgefasst, das sich rückwärts in der Zeit bewegt.

Über die Antimaterie gibt es wissenschaftlich abgesicherte Resultate. Zu fast allen Teilchen wurden die zugehörigen Antiteilchen experimentell bestätigt. Ein atomares Teilchen unterscheidet sich von seinem Antiteilchen nur durch das Vorzeichen seiner Ladung. Die Vertauschung der Ladung bei Elementarprozessen bezeichnet der Physiker als Ladungskonjugation und verwendet das Symbol C. Die Physiker gehen von der Voraussetzung aus, dass die Naturgesetze invariant gegenüber bestimmten Symmetrieoperationen sind. Man kann nicht nur die Ladungen vertauschen ( C ), sondern auch die Händigkeit im Raum. Betrachten wir die Welt und ihre Prozesse in einem Spiegel, so können wir fragen, ob die Prozesse im Spiegel genau so ablaufen wie in der originalen Welt. Wenn sich bei einer solchen Inversion die Naturgesetze nicht ändern, bleibt die sogenannte Parität (P) der beteiligten Teilchen erhalten.

Tatsächlich hat sich gezeigt, dass beim Zerfall von Elementarteilchen diese Parität nicht erhalten bleibt . Ändert man aber gleichzeitig das Vorzeichen der Ladung (C) so erhält man wieder einen Prozess, der in der Natur erlaubt ist. Daher spricht man von einer CP-Invarianz der Naturgesetze. Als Zeitinvarianz (T) bezeichnet man den Sachverhalt, dass Prozesse auch bei Zeitumkehr wieder Prozesse liefern, die in der Natur vorkommen. Spielt man zum Beispiel die Filmaufnahme der Bahn einer Billiardkugel rückwärts (umgekehrte Zeitrichtung!) ab, so sehen wir eine Bewegung, die nach den Gesetzen der Physik ebenfalls möglich ist.

Allerdings deutete sich bald an, dass bei Zerfallsprozesse mit neutrale K Mesonen die CP-Symmetrie verletzt wird. Konkret bedeutet dies, dass die Verletzung der CP Invarianz auch eine Verletzung der T-Invarianz ergibt. Damit ergibt sich die Vermutung, dass die Natur zwischen den Zeitrichtungen doch Unterschiede macht. Es läßt sich dabei spekulieren, ob man das neutrale K Meson vielleicht benutzen könnte, um die Vergangenheit zu beeinflussen.

Ein interessanter Erklärungsversuch der Zeitreise ist die Idee, die rückwärts gerichtete Zeit der Antimaterie zu nutzen. Dazu muss ein Körper aus Materie in Antimaterie umgewandelt werden. Ein System, das wir durch bestimmte Operationen in Antimaterie umgewandelt haben, wollen wir X-System nennen. Die X-Materie ist mit einem rückwärts gerichteten Zeitpfeil verknüpft. Vom umgebenden Universum abgeschlossene X-Systeme, in denen die Zeit in Bezug auf das äußere Universum einsinnig rückwärts verläuft, eignen sich hervorragend als Wellsche Zeitmaschinen. Alle internen Prozesse des Zeitreisesystems verlaufen genau so wie die entsprechenden Prozesse im umgebenden Universum, mit dem alleinigen Unterschied, dass sich die Zeitrichtung umkehrt. Chemische Prozesse, wie das Altern, nehmen in X-Systemen intern ihren gewohnten Gang. Ebenso behalten auch alle physikalischen Gesetze in X-Systemen ihre Gültigkeit. Mit der Umwandlung von Materie des Zeitreisesystems in X-Materie beginnt der Rückwärtsverlauf der X-Systemzeit in Bezug auf die normale Zeit im umgebenden Universum. Ist mit dem X-Zustand der Materie auch noch ein Beschleunigung des Zeitverlaufes verbunden, so dass Uhren im X-System und im äußeren Universum verschieden schnell gehen, ist für das X-System das Erreichen einer entfernten Vergangenheit in relativ kurzer X-Systemzeit theoretisch möglich. Am Ende der Zeitreise verwandelt sich die X-Materie des Zeitreisesystems wieder in die normale Zustandsform, kehrt ihre Zeitrichtung um und schließt sich dem gewohnten Verlauf der Zeit im ursprünglichen Universums wieder an.

Leider besitzen die Antipartikel eine sehr unerwünschte Eigenschaft. Bei Berührung von Materie mit Antimaterie werden alle beteiligten Partikel vernichtet und verwandeln sich in energiereiche Strahlung. Für den Fall, dass sich Objekte aus gewöhnlicher Materie vollständig und ohne Strukturverlust in Antimaterie umwandeln lassen, müssen geeignete Schutzmaßnahmen getroffen werden. Der direkte Kontakt mit normaler Materie muss unter allen Umständen verhindert werden. Falls es eine Welt der Antimaterie geben sollte, so ist der Kontakt nur über ein reines Vakuum als Grenzschicht möglich. Über dieses Schutzvakuum ist allerdings ein Informationsaustausch mit Lichtsignale möglich. Nur Lichtsignale können zwischen Anti- und Normalwelt ohne Komplikationen hin- und her laufen, da Photonen ihre eigenen Antiteilchen sind.

Ob sich Makroobjekte unter Erhaltung ihrer internen Struktur durch bestimmte physikalische Transformationen unversehrt in eine Struktur aus Antimaterie überführen lassen, gehört leider noch in den Bereich der reinen Spekulation. Als theoretische Möglichkeit für eine zukünftige Technik der Zeitbeherrschung ist die Antiwelt im Zeitspiegel noch nicht aus dem Rennen.

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