Raum und Zeit

Können der Raum und die Zeit ohne einander existieren?

Da diese Frage schwer zu beantworten und die eine Antwort schwer vorstellbar ist, muss man Raum und Zeit physikalisch definieren und festlegen, was Raum und Zeit für einen selbst bedeuten.

Physikalisch einfach beschrieben ist nach Isaac Newton der Raum als eine Art Behälter für Materie und Felder, in dem sich die uns bekannten physikalischen Vorgänge und Gesetze abspielen. Wir können den Raum bemessen und mathematisch berechnen. Dabei betrachten und beschreiben wir den endlichen Raum mit drei Dimensionen, der Länge, der Breite und der Höhe.  

Aber ist der Raum überhaupt endlich?  Das Universum erscheint uns unendlich beim Anblick des klaren Nachthimmels, Sterne und Galaxien, egal wohin und wie weit man schaut. Es ist eine der ältesten Fragen der Philosophie, die Frage, ob das Universum endlich oder unendlich ist. Albert Einstein beschreibt, wie unser Universum sich ausdehnt. Nach der Relativitätstheorie ist der Raum ein dynamisches Medium, das auf drei verschiedene Arten gekrümmt sein kann, was abhängig davon ist, wie Masse und Energie verteilt ist. Da wir aber selber in dem Raum eingebettet sind, können wir die Krümmung nicht direkt sehen. Wir nehmen sie als Gravitationsanziehung und Ablenkung von Lichtstrahlen war.

Die Verbindung von klassischer Mechanik nach Newton (Raum und Zeit) und der Relativitätstheorie (Raumzeit), ergeben die vierdimensionale Raumzeit. Dieser Begriff wurde 1908 von dem Mathematiker Hermann Minkowski geprägt, der eine neue Darstellung der Relativitätstheorie durch 4er-Vektoren erfand. Er vermutete, dass Raum und Zeit in einem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum miteinander verbunden sind. Dies wird auch als Minkowski-Welt bezeichnet. Besonders ausgeprägt ist die Krümmung der Raumzeit bei schwarzen Löchern. Ein Schwarzes Loch ist nun eine ganz spezielle Raumzeit, eine, deren Krümmung von außen nach innen immer mehr zunimmt und die schließlich im Zentrum des Loches unendlich wird.

Wie kann ich mir diese Raumzeit vorstellen? 

Ein Zimmer besteht aus drei Dimensionen. Zu einem späteren Zeitpunkt befinden wir uns aber an einem anderen Ort im Zimmer. Wir haben uns also durch die Zeit bewegt. Aber wie bringen wir die vierte Dimension ein? Man stellt sich die Raumzeit als Gummihaut vor. Eine flach gespannte Gummihaut bildet eine flache Oberfläche, also eine Raumzeit ohne Massen. Legt man auf die Gummihaut eine Metallkugel, wird  diese gekrümmt. Man erhält eine Delle in der Raumzeit, wobei die Tiefe der Delle ein Maß für die Krümmung der Raumzeit ist. Die Delle ist das Ergebnis einer ausgedehnten Masse. Lässt man die Masse im Gravitations-Kollaps in sich zusammenfallen, haben wir ein Schwarzes Loch.

Ein Raum kann also ein drei-dimensionaler Raum sein, zum Beispiel ein Zimmer, mit einer bestimmten Größe, Farbe, mit ausgewählten Gegenständen, mit einem bestimmten Einrichtungsgeschmack. Zum Beispiel mein eigenes Zimmer mit meinen Sachen, ein Raum in dem nicht jeder Zutritt hat und der meine Persönlichkeit widerspiegelt. Höre ich das Wort Raum, denke ich weiter an „Raum lassen“, nicht in meine Aura eindringen, mir nicht zu nahekommen. Ein unsichtbarer, für mich persönlicher Raum. Bei diesem Raum sieht man keine Grenzen, doch bestehen diese und sind für jeden subjektiv auch spürbar.

Auch Einstein hat mit der speziellen Relativitätstheorie gezeigt, dass der Begriff „Raum“ unpräzise ist. Auch ist die Frage nach der Unendlichkeit oder Endlichkeit des Raumes nicht eindeutig geklärt.

„Gibt es eine Chance, dass das Hinzufügen von zwei identischen Zahlen zu derselben Nummer führt? Auf den ersten Blick scheint dies absolut unmöglich, aber wenn es um das Universum geht … Wenn Wissenschaftler eine Einheit aus dem Unendlichen entfernen, kommt es zu Unendlichkeit. Wenn zwei Unendlichkeiten hinzugefügt werden, kommt die Unendlichkeit wieder heraus. Wenn Sie jedoch unendlich von unendlich abziehen, erhalten Sie höchstwahrscheinlich eins.“

https://de.sodiummedia.com/4273941-infinite-space-how-many-universes-exist-is-there-a-cosmos-border

Die Zeit in der Physik ist eine grundlegende Größe für die Beschreibung von Vorgängen. Sie ist auch eine unentbehrliche Größe für unser tägliches Leben. Die Zeit gibt an, wie groß die Dauer zwischen zwei Ereignissen ist.

Statt von Zeit spricht man manchmal auch von Zeitdauer oder von Zeitintervall. Gemeint ist damit immer die Dauer zwischen zwei Ereignissen.
Davon zu unterscheiden ist der Zeitpunkt, unter dem ein bestimmter Moment verstanden wird.

Die Zeit kann man sich schwierig vorstellen. Kann ich die Zeit sehen? Sehe ich wie die Zeit rennt oder schleicht? Verrinnt die Zeit wie Sand in meinen Händen? Ich sehe die Zeit an meiner Uhr an der Wand, jede Sekunde ist gleich schnell und jede Stunde dauert gleich lang. Warum vergeht dann bei manchen Beschäftigungen die Zeit wie im Fluge? Warum haben andere dann so viel Zeit, dass sie nicht wissen was sie damit tun sollen? Über die Zeit gibt es jede Menge Sprichwörter. Chinesisches Sprichwort: „Zeit verwandelt den Eichbaum in einen Sarg.“ Sprichwort aus Livland: „Zeit bekommt man nicht für Geld zu kaufen.“ Anonymus: „Die verlorene Zeit fängt man nie wieder ein.“ Sprichwort aus Frankreich: „Die Zeit beugt sich nicht zu dir; du musst dich ihr beugen.“ www.planetsenior.de/sprichwoerter_zeit/

Die Zeit wird in der alltäglichen Sprache häufig metaphorisiert.

Sie ist aber eine Abfolge von Ereignissen, die eine eindeutige und unumkehrbare Richtung hat. Man kann messen, dass sie immer permanent in eine Richtung verläuft. Sie kann einem unterschiedlich lang vorkommen ist für einem begrenzt und eingeschränkt. Ein Zeitfenster bestimmt unser Leben. Gibt es ein Fenster, muss es auch einen Raum geben. Raum und Zeit kann man messen, werden aber von jedem unterschiedlich wahrgenommen.

Könnte Raum ohne Zeit funktionieren und wie würde dies dann für mich funktionieren?

Albert Einsteins Relativitätstheorie hat uns gezeigt, dass die Zeit dehnbar durch den imaginären Zahlenraum wird, die Zeit wird zur vierten Dimension. Sie kann nicht unabhängig vom Raum sein, sie wird zur Raumzeit.

Wie ist aber Raum und Zeit entstanden?

In der modernen Kosmologie beginnt das Universum mit dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren. In der Urknalltheorie wird nicht der Urknall beschrieben, sondern die zeitliche Entwicklung nach dem Urknall. Hier eröffnet sich die Frage, gab es Raum und Zeit bevor das Universum entstand?

„Der „Urknall“ bezeichnet keine Explosion in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer ursprünglichen Singularität. Genauer ist der Urknall die Bezeichnung eines formalen Punktes im kosmologischen Modell eines expandierenden Universums. Man erreicht ihn, wenn man die Entwicklung zeitlich rückwärts bis zu dem Punkt betrachtet, an dem die zugrunde liegende Allgemeine Relativitätstheorie ihre Gültigkeit verliert, weil die Dichte unendlich wird.“  https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Urknall

Geht man davon aus, dass mit dem Urknall die Entstehung von Materie und Raumzeit begonnen hat, kann Raum und Zeit nicht unabhängig voneinander gesehen werden. Der eigentliche Urknall lässt sich nicht beschreiben, da die physikalischen Theorien wie Quantentheorie und allgemeine Relativitätstheorie die Existenz von Raum, Zeit und Materie voraussetzen.

Das heißt, wenn man sich einen drei dimensionalen Raum befindet und die Zeit anhält, wobei man das Anhalten der Zeit als die Nichtexistenz von Zeit betrachtet, kann es kein Leben geben. Da der Urknall nur ein formaler Zeitpunkt ist, an dem die Energiedichte unendlich wäre, wäre es auch möglich, dass es vor dem Urknall keine Zeit gab. Das heißt theoretisch könnten wir uns, wenn auch schwer einen Raum ohne Zeit vorstellen, aber nicht erleben oder darin existieren. Auch wenn die Zeit einmal angehalten würde, wüssten wir nicht, ob dann auch der Raum existiert, da wir uns nicht umschauen können, da es ja kein Leben ohne die Zeit gibt.

Wenn man davon ausgeht, dass Raum und Zeit gleichzeitig entstanden sind, heißt das, dass kein Raum ohne Zeit entstehen kann. Raum und Zeit, wie wir sie kennen, funktionierten also nur zusammen und das eine ist nicht aus dem anderen entstanden, sondern es gab Raum und Zeit schon immer als Gesamtheit und es gibt das eine nicht ohne das andere. Das eröffnet aber auch die Frage, ob Raum und Zeit überhaupt gleichzeitig entstanden sind, ob Raum und Zeit überhaupt entstanden sind und nicht immer schon da waren, was schwer vorstellbar ist oder ob das eine nach dem anderen entstanden ist.

Allgemein betrachtet bedeutet das, dass Raum und Zeit uns die Möglichkeit zur Existenz sowie unserem Denken geben. Sie funktionieren nur zusammen, wenn es das eine nicht gibt, gibt es das andere und uns damit auch nicht und auch keine Gedanken darüber, oder jemand, der uns darüber erzählen könnte. Es ist wie die Frage was ist nach dem Tod, man kann sie nicht beantworten, nur hypothetisch darüber nachdenken.

Die Zeit ist nur der sich zum Objekt werdende innere Sinn, der Raum der ihm zum Objekt werdende äußere Sinn.
(Friedrich Schelling) https://zitate-aphorismen.de/zitate/raum/

Ich Denke die Zeit, wie wir sie kennen und wahrnehmen ist nicht die wirkliche reale Zeit, sondern nur ein Versuch zur Erklärung der Zeit. Auch könnte es noch eine imaginäre Zeit geben, die in Wirklichkeit der realen Zeit entspricht und die wie die Oberfläche einer Kugel ist, ohne Grenzen aber nicht unendlich. Damit gäbe es keinen Anfang der Zeit im Universum, aber die Zeit an sich wäre begrenzt.

Ohne Zeit kein Leben, ohne Zeit kein Raum, ohne Raum ist nichts! Wichtig allein ist, was wir mit der Zeit und dem Raum, in dem wir leben machen. Wie ist es möglich, die Zeit mit positivem Raum für mich zu nutzen? Wie kann ich den Raum mit der Zeit für mich einnehmen?

Quellen

https://de.wikipedia.org/wiki/Raum_(Physik)#:~:text=Wenn%20der%20Raumbegriff%20in%20diesem,Nimmt%20man%20eine%20Grenzenlosigkeit%20bzw

https://de.wikipedia.org/wiki/Zeit

https://www.youtube.com/watch?v=GPGk5QTBkLs

https://www.weltderphysik.de/thema/nobelpreis/nobelpreis-fuer-physik-2020/

https://praxistipps.chip.de/relativitaetstheorie-fuer-dummies-der-inhalt-einfach-erklaert_97545

https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Minkowski-Raum

https://de.sodiummedia.com/4273941-infinite-space-how-many-universes-exist-is-there-a-cosmos-border

4 Antworten auf „Raum und Zeit“

  1. Hallo iced out,

    Ich finde deinen Beitrag sehr interessant und gut gelungen. Das Thema Raum und Zeit ist sehr interessant und komplex.
    Ich stimme mit deinem Beitrag überein, meiner Meinung nach können wir Menschen keine Trennung von Raum und Zeit erleben bzw. entdecken. Da wir wie du es geschrieben hast, ohne die Zeit uns nicht im Raum umsehen können und ohne einen Raum die Zeit nicht wahrnehmen würden. Weshalb so eine Trennung eben nicht wahrnehmbar wäre. Das schließt für mich jedoch nicht die Existenz von Raum und Zeit getrennt voneinander aus, da sie ja theoretisch trotzdem so existieren könnten, nur nicht von einem Menschen wahrnehmbar sind. Es also niemals einen Beweis dafür geben wird.
    Du hast auch davon geschrieben, dass die Zeit nicht rückwärtslaufen könne. Nach der Theorie der imaginären Zeit von Stephan Hawking, welche eine Erklärung für den Urknall liefern würde, ist die Zeit auf einer vierdimensionalen Ebene in sich abgeschlossen. Das Universum, welches sich zurzeit immer weiter ausdehnt, würde sich also irgendwann wieder zusammenziehen und es käme erneut zu so etwas wie einem Urknall. Somit würde die Zeit ja sozusagen rückwärts verlaufen, wenn sich das Universum wieder zusammenzieht.
    Eine Erklärung oder einen Beweis für eine alleinige Existenz von Raum oder Zeit liefert diese Theorie jedoch nicht.
    Ich stimme also vollkommen mit deinem Beitrag überein.
    Danke für den Gedanken anregenden Beitrag.

  2. Hallo iced out,
    ich finde das Thema deines Beitrages sehr interessant und ich finde es auch sehr gut, dass du die physikalischen Gesetze in deine Überlegungen miteinbezogen hast. Dein Beitrag ist dir sprachlich und inhaltlich wirklich gut gelungen.
    Gerade die Frage wie denn Raum und Zeit entstanden sind, ist für mich sehr fragwürdig, da wie du gesagt hast, das eine ohne das andere nicht existieren kann. Aber wie konnte dann das Universum entstehen? Es ist bewiesen, dass das Universum stetig expandiert, aber woraus entstand denn dieses Universum? Also woraus ist denn dieser Raum, das heutige Universum, entstanden und wann ist die Zeit entstanden? Oder sind diese beiden vielleicht gar nicht entstanden, sondern eher geschaffen geworden? Meiner Meinung nach ist da die Hand etwas Übermenschlichen im Spiel, weil mir ist nicht klar, woraus denn diese Zeit und dieser Raum aus dem Nichts entstanden sein soll. Dafür braucht man in meiner Vorstellung etwas, das außer Raum und Zeit steht, was also diese beiden erschaffen hat.
    Jedoch kann man darüber nur Hypothesen erstellen, da es keine klaren Beweise für die Entstehung von Raum und Zeit gibt.

    Danke für den interessanten Beitrag.

  3. Hey iced out,

    dein Beitrag zu Raum und Zeit ist dir wirklich gelungen. So in der Art habe ich noch nie darüber nachgedacht, wobei mir aber deine Schlussfolgerung einleuchtet. Meiner Meinung nach ist es vielleicht nicht möglich Raum und Zeit von einander zu trennen, oder wir Menschen sind einfach nicht in der lange uns so etwas gewaltiges vorzustellen, da es unser ganzes verständnis dieses Universums umkrempeln würde.
    Ein weiterer toller Aspekt deines Beitrages waren die Beispiele, die gezeigt haben das Zeit immer nur in eine Richtung verlaufen kann, zumindest bis jetzt. Vielleicht liegen wir auch alle falsch und es gibt tatsächlich einen weg Zeit in die andere Richtung laufen zu lassen, obwohl mir das sehr unwarscheinlich vorkommt.

    Also, alles in allem war das ein super Beitrag, der gut verständlich, simpel aber mit einer gewissen Komplexität geschrieben wurde.

  4. Hallo iced out,
    Ich finde das Thema deines Beitrages sehr interessant und du hast deine Sichtweise gut erläutert. Ich bin der Meinung das wir Menschen die Trennung zwischen Raum und Zeit nicht wahrnehmen können, aber wer weiß vielleicht gibt es sie doch, nur wir können sie nicht wahrnehmen oder erleben. Ich fand es gut und auch sehr interessant das du viele physikalische Fakten und Gesetze mit eingebracht hast und dein Beitrag regt wirklich zum Nachdenken an, mich vor allem im Bezug auf wie unser Universum entstanden ist, wie sich Zeit definiert und verhält und was sie für mich bedeutet.
    Grüße Zufall

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.