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Warum tickt die Zeit im Universum nicht für alle gleich? - Die Relativität der Zeit und die Konstanz des Lichts | Fakten zum Einschlafen - Das Universum · Fakten zum Einschlafen – Das Universum

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Willkommen bei Fakten zum Einschlafen. Das Universum.
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Wir empfinden Zeit als etwas Stetiges, das für
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uns alle im selben gemächlichen Tempo fließt.
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Eine Sekunde ist eine Sekunde. Doch das Universum
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teilt diesen demokratischen Instinkt nicht. Seit
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Albert Einstein erkannte, dass sich das Licht
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unabhängig von der Bewegung des Beobachters immer
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mit exakt derselben Geschwindigkeit bewegt, musste
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etwas anderes nachgeben, die Zeit selbst. Diese
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Episode untersucht, wie die Zeitdilatation funktioniert,
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warum Uhren in Bewegung oder in starken Gravitationsfeldern
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tatsächlich langsamer ticken und welche messbaren
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Beweise wir dafür im Alltag finden, von Atomuhren
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in Flugzeugen bis zur Notwendigkeit, GPS -Satelliten
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zu korrigieren. Dabei wird deutlich, dass es
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keine Hauptuhr im Kosmos gibt, sondern nur lokale,
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persönliche Zeiterfahrungen. Bei der Arbeit an
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dieser Episode kehrte ich immer wieder zu einer
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grundlegenden Frage zurück, was bedeutet es für
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unsere Existenz, wenn Vergangenheit, Gegenwart
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und Zukunft keine absoluten Kategorien sind,
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sondern lediglich Perspektiven. Mich fasziniert
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die Vorstellung des Blockuniversums, in dem alle
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Momente bereits als Orte in einer vierdimensionalen
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Struktur existieren. Es ist ein beruhigender
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Gedanke, dass die Zeit nicht einfach vergeht
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und uns hinter sich lässt, sondern eine Eigenschaft
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der Raumzeit ist, die so persönlich ist wie unser
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eigener Herzschlag. Ich wünsche Ihnen eine spannende
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und entspannende Reise in eine der fremdesten
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Wahrheiten der modernen Physik. Sie glauben,
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Ihre nächste Sekunde gehöre allen gleichermaßen.
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Das Universum fürchte ich. teilt ihre demokratischen
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Instinkte nicht. Es gibt einen Rhythmus, den
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wir alle kennen. Einen Herzschlag. Einen Atemzug.
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Das langsame Werden des Lichts zum Abend und
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dann wieder zum Morgen. Wir empfinden Zeit als
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etwas Stetiges, etwas Geteiltes, etwas, das sich
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durch uns alle im selben gemächlichen Tempo bewegt.
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Eine Sekunde ist eine Sekunde. Ihre Sekunde.
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Meine Sekunde. Die Sekunde eines Menschen, der
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auf der anderen Seite der Erde schläft. Das sagen
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uns unsere Körper. Das hat uns ein Leben voller
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Wachen und Hohn zu glauben gelehrt. Und doch
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teilt das Universum diesen Glauben nicht. Der
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erste Hinweis kam aus einer einfachen Beobachtung
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über das Licht. Nicht das warme Licht einer Lampe
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oder das farbige Licht eines Sonnenuntergangs,
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sondern die Geschwindigkeit des Lichts selbst.
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Die Geschwindigkeit, mit der es sich durch den
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leeren Raum bewegt. Im Jahr 1905 erkannte Albert
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Einstein etwas, das sich noch immer kaum im Geist
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festhalten lässt. Egal wie schnell sie sich bewegen,
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egal wie schnell die Lichtquelle sich bewegt,
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sie werden diese Geschwindigkeit immer als exakt
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dieselbe messen. 299 .792 .458 Meter pro Sekunde.
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Nicht ungefähr, exakt. Das ist nicht wie bei
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anderen Geschwindigkeiten. Wenn Sie in einem
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fahrenden Zug nach vorn gehen, sieht jemand neben
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den Gleisen sich schneller als in Ihrem Gehtempo.
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Die Geschwindigkeiten addieren sich. Das ist
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alltägliche Erfahrung. Aber Licht verweigert
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diese Arithmetik. Licht bewegt sich mit derselben
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Geschwindigkeit, ob sie ihm nachjagen oder vor
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ihm fliehen, ob es von einer ruhenden Lampe kommt
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oder von einem davoneilenden Stern. Das Universum
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besteht auf dieser Konstanz mit einer beinahe
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sturen Präzision. Und hier beginnt das Problem.
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Denn wenn Licht niemals seine Geschwindigkeit
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ändert, dann muss etwas anderes sich stattdessen
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ändern. Etwas, von dem wir annahmen, es sei fest.
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Etwas, von dem wir annahmen, es sei für alle
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gleich. Die Zeit selbst. Stellen Sie sich eine
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einfache Uhr aus Licht vor. Zwei Spiegel, einander
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zugewandt, ein Lichtimpuls, der zwischen Ihnen
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hin und her springt. Jeder Sprung ist ein Tick.
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Stellen Sie sich nun diese Uhr auf einen Zug,
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der an Ihnen vorbeifährt. Aus ihrer Perspektive
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auf dem Bahnsteig bewegt sich das Licht nicht
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einfach auf und ab. Es bewegt sich auch seitherz
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mit dem Zug. Der Weg ist diagonal, wie ein Ball,
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der auf einer fahrenden Treppe springt. Aber
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das Licht bewegt sich noch immer mit exakt derselben
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Geschwindigkeit. Damit das Licht diesen längeren
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Diagonalenweg mit derselben Geschwindigkeit zurücklegen
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kann, muss etwas nachgeben. Das Einzige, das
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nachgeben kann, ist die Zeit selbst. Die Uhr
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im fahrenden Zug muss langsamer ticken. Nicht,
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weil die Uhr kaputt ist. Nicht wegen irgendeines
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mechanischen Fehlers. Sondern weil die Zeit selbst
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für alles in Bewegung langsamer fließt. Das ist
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kein Trick der Perspektive. Es ist keine Illusion.
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Die bewegte Uhr erlebt tatsächlich weniger Zeit.
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Wenn Sie sie klar genug sehen könnten, würden
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Sie zusehen, wie Ihre Zeiger im Vergleich zu
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Ihren eigenen kriechen. Und je schneller der
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Zug fährt, desto ausgeprägter wird dieser Effekt.
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Bei Alltagsgeschwindigkeiten ist der Unterschied
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unvorstellbar klein. Aber wenn der Zug sich der
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Lichtgeschwindigkeit nähert, würde die Zeit an
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Bord dramatisch langsamer werden. Bedenken Sie,
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was das konkret bedeutet. Bei halber Lichtgeschwindigkeit
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verlangsamt sich die Zeit um etwa 15 Prozent.
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Ein Reisender, der ein Jahr altert, würde feststellen,
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dass für die ruhenden zwei Monate vergangen sind.
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Spürbar, aber nicht dramatisch. Bei 90 Prozent
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der Lichtgeschwindigkeit verlangsamt sich die
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Zeit um mehr als die Hälfte. Ein Jahr auf dem
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Schiff wird zu zweieinhalb Jahren auf der Erde.
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Bei 99 % wird ein einziges Jahr auf dem Schiff
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zu sieben auf der Erde. Und dann, wenn man nur
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noch ein paar weitere Neunen hinzufügt, explodiert
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der Effekt. Bei 99 ,9 % wird ein Schiffsjahr
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zu 22 Erdenjahren. Bei 99 ,99 % werden es 70.
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Jede Dezimalstelle erkauft nicht ein wenig mehr
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Dehnung, sondern einen Sprung. Zehn Jahre, hundert
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Jahre, tausend. Bis das Schiff zu einem Gefährt
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wird, nicht nur durch den Raum, sondern durch
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Jahrhunderte. Das ist die Gestalt des Lorenz
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-Faktors. Zunächst ruhig, dann plötzlich gewaltsam
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steil. Die Mathematik, die das beschreibt, nennt
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man den Lorenz -Faktor. Auch wenn wir uns nicht
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mit seiner exakten Form aufhalten müssen. Was
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zählt, ist die Gestalt seines Verhaltens. Bei
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niedrigen Geschwindigkeiten ist er nahezu eins.
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Kein Effekt. Mit zunehmender Geschwindigkeit
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wächst er zunächst langsam, dann schneller, dann
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explosionsartig. Deshalb bemerken wir die Zeitdilatation
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im Alltag nicht. Unsere schnellsten Fahrzeuge
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kriechen im Vergleich zum Licht. Selbst die schnellsten
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Raumsonden, die wir gebaut haben, bewegen sich
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mit kaum einem Urteil eines Prozents dieser kosmischen
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Geschwindigkeitsgrenze. Aber der Effekt ist da.
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Er ist immer da. Geduldig. Real. Im Jahr 1971
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führten zwei Physiker namens Hafele und Kating
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ein Experiment durch, das in seiner Einfachheit
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beinahe anrührend wirkt. Sie setzten extrem präzise
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Atomuhren in Verkehrsflugzeuge und flogen damit
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um die Welt. Ein Flugzeug flog nach Osten, eines
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nach Westen. Als die Uhren zurückkehrten, wurden
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sie mit identischen Uhren verglichen, die am
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Boden geblieben waren. Die gereisten Uhren waren
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tatsächlich abgewichen. Die ostwärts fliegende
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Uhr, die sich mit der Rotation der Erde bewegte,
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hatte 59 Nanosekunden verloren. Die westwärts
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fliegende Uhr, die sich gegen diese Rotation
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bewegte, hatte 273 Nanosekunden gewonnen. Winzige
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Bruchteile einer Sekunde, aber mit Sicherheit
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gemessen. Die Uhren hatten unterschiedliche Mengen
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an Zeit erlebt, weil sie sich unterschiedlich
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durch den Raum bewegt hatten. Aber Geschwindigkeit
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ist nur die Hälfte der Geschichte. Es gibt noch
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einen anderen Weg, die Zeit zu verlangsamen,
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und er erfordert überhaupt keine Bewegung. Einstein
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verbrachte das Jahrzehnt nach 1905 damit, mit
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der Schwerkraft zu ringen. Im Jahr 1915 veröffentlichte
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er seine allgemeine Relativitätstheorie, und
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mit ihr kam eine Offenbarung so tiefgreifend
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wie die erste. Schwerkraft ist keine Kraft in
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dem Sinn. wie wir sie uns vorgestellt haben.
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Sie ist kein geheimnisvoller Zug zwischen Massen.
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Sie ist die Krümmung von etwas Tieferem. Raum
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und Zeit, so erkannte er, sind keine getrennten
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Bühnen, auf denen sich Ereignisse abspielen.
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Sie sind ein einziges Gewebe. Raum -Zeit. Und
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Masse verbiegt dieses Gewebe. Ein Planet, ein
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Stern, eine Galaxie. Alle drücken hinein wie
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schwere Körper auf ein gespanntes Tuch. Je massereicher
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das Objekt, desto tiefer die Senke, desto steiler
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der Hang. Diese Krümmung beeinflusst nicht nur
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die Bahnen bewegte Objekte, sondern auch den
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Fluss der Zeit selbst. Zeit bewegt sich langsamer,
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wo die Schwerkraft stärker ist. Tiefer im Gravitationstrichter,
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näher an der Masse, ist das Gewebe stärker verzerrt.
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Und Uhren ticken langsamer. Das ist die gravitative
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Zeitdilatation, der Zwilling des Effekts, den
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wir bei der Geschwindigkeit gesehen haben. Stehen
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Sie auf einem Berggipfel und die Zeit vergeht
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schneller als im Tal darunter. Der Unterschied
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ist winzig. Etwa 90 Nanosekunden pro Tag für
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jeden Meter Höhe. Sie könnten ihr ganzes Leben
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auf einem Gipfel verbringen und nur Mikrosekunden
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gegenüber jemandem im Tiefland gewinnen. Aber
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der Effekt ist real und er wurde gemessen. Im
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Jahr 1959 schickten die Physiker Robert Pound
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und Glenn Rebka Gammastalen einen Turm der Harvard
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Universität hinauf, 22 ,5 Meter hoch. Als das
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Licht oben ankam, hatte sich seine Frequenz um
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exakt den Betrag verschoben, den die allgemeine
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Relativitätstheorie vorhersagte. Die Zeit unten
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lief langsamer. Das Licht stieg aus einer Region
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auf, in der die Zeit selbst heiger war, und das
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veränderte seinen Charakter auf eine Weise, die
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nachgewiesen und gezählt werden konnte. Diese
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Effekte skalieren mit Masse und Dichte. Auf der
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Oberfläche der Sonne vergeht die Zeit etwa 66
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Sekunden pro Jahr langsamer als hier auf der
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Erde. Nicht viel, aber messbar. Ein weißer Zwerg,
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ein Stern, der auf die Größe der Erde zusammengepresst
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ist, aber die Masse der Sonne trägt, verlangsamt
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die Zeit um etwa einen Teil in 10 .000. Ein Neutronenstern
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mit der Masse der Sonne zusammengedrückt in eine
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Kugel von nur 20 Kilometern Durchmesser, verlangsamt
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die Zeit um 20 oder 30 Prozent. Ein Tag auf seiner
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Oberfläche würde aus der Ferne gemessen 30 Stunden
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dauern. Und dann gibt es schwarze Löcher, wo
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der Effekt absolut wird. Stellen Sie sich einen
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Astronauten vor, der auf ein schwarzes Loch zufällt.
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Sie beobachten aus sicherer Entfernung durch
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ein leistungsstarkes Teleskop. Während der Astronaut
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sich dem Ereignishorizont nähert, der Glänze,
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aus der nichts zurückkehrt, geschieht etwas Seltsames
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mit ihrer Wahrnehmung. Die Bewegungen des Astronauten
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verlangsamen sich. Seine Signale dehnen sich
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zu immer längeren Wellenlängen, rülter und schwächer.
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In den letzten Momenten vor dem Horizont scheint
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er zu erstarren. Seine Uhr, bis sie sie sehen,
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bleibt stehen. Wenn sie ewig warten könnten,
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würden sie ihn dort schweben sehen, aufgehängt,
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langsam verblassen von Rot zu Infrarot, dann
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zu Radiowellen, dann zu Dunkelheit. Aus ihrer
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Perspektive überquert er die Grenze niemals.
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Die Zeit am Horizont hat sich ins Unendliche
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gedehnt. Aber das ist ihre Perspektive. Die Erfahrung
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des Astronauten ist völlig anders. Für ihn fließt
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die Zeit normal. Er überklärt den Horizont in
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endlicher Zeit vielleicht in Sekunden. Er spürt
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nichts Besonderes an dieser Grenze, keine Barriere,
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keinen Aufprall. Der Horizont ist keine physische
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Oberfläche. Er ist einfach der Ort, an dem die
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Geometrie der Raumzeit eine Rückkehr unmöglich
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macht. Im Inneren fällt er auf die Singularität
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zu, wo die Krümmung unendlich wird und die bekannten
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Gesetze der Physik nicht mehr gelten. Zwei Beobachter.
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Zwei völlig verschiedene Wirklichkeiten. Beide
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korrekt. Beide. Das ist vielleicht die tiefste
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Fremdheit, die die Relativitätstheorie uns abverlangt.
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Nicht, dass die Zeit langsamer wird, sondern
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dass die Verlangsamung nicht einheitlich ist.
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Nicht geteilt, nicht vereinbart. Es gibt keine
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Hauptuhr im Universum. Es gibt keinen kosmischen
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Gegenwartsmoment, der alle Orte zugleich umfasst.
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Ihr Jetzt und mein Jetzt sind nicht dasselbe
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Jetzt. Und keines von beiden entspricht dem Jetzt
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eines Menschen nahe, einem schwarzen Loch oder
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eines Menschen, der sich mit halber Lichtgeschwindigkeit
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bewegt, oder auch nur eines Menschen, der einfach
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in einem höheren Stockwerk eines Gebäudes sitzt.
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Wir verwenden das Wort jetzt beiläufig, als wäre
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es ein einziger Schnitt durch die Existenz. Aber
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in Wahrheit enthält das Universum nur lokale
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Jetzts, jedes gültig, jedes anders, jedes langsam
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von den anderen forttreibend, wie Boote auf einer
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Strömung. Wenn wir sagen, dass Andromeda zweieinhalb
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Millionen Lichtjahre entfernt ist, Unterstellen
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wir eine Gleichzeitigkeit, die es nicht gibt?
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Das Andromeda, das wir sehen, ist altes Licht.
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Das Andromeda, das jetzt existiert, in irgendeinem
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Sinn von jetzt, ist dem direkten Wissen unzugänglich.
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Und ein Beobachter, der sich schnell auf uns
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zu oder von uns weg bewegt, würde ein völlig
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anderes Jetzt konstruieren, ebenso gültig, ebenso
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real. Diese Relativität der Gleichzeitigkeit
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ist kein Fassaden des Wissens. Sie ist ein Merkmal
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des Universums. Vergangenheit, Gegenwart und
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Zukunft sind keine absoluten Kategorien. Sie
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sind Perspektiven, wie links und rechts, wie
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nah und fern. Und das führt zu einer Sicht der
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Wirklichkeit, die Einstein selbst auf seine Weise
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tröstlich fand. Betrachten Sie das Blockuniversum.
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In diesem Verständnis ist die Raumzeit, eine
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vierdimensionale Struktur, bereits vollständig.
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Alle Momente existieren. Der Moment ihrer Geburt,
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der Moment ihres Todes, dieser Moment jetzt,
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der Moment, als der erste Stern sich entzündete,
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der Moment, in dem der letzte verblassen wird.
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Sie geschehen nicht und ungeschehen dann nicht.
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Sie sind Orte in einer Struktur, die einfach
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ist. Wir erleben sie nacheinander wegen des besonderen
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Weges, den wir durch diese Struktur ziehen, wegen
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des besonderen Winkels unserer Bewegung. Aber
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die Struktur selbst verändert sich nicht. Sie
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wächst nicht. Sie entfaltet sich nicht. Sie existiert
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einfach vollständig und unveränderlich in vier
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Dimensionen. Einstein schrieb das einmal in einem
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Kondolenzbrief nach dem Tod seines Freundes Michele
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Besso. Er sagte, die Unterscheidung zwischen
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Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sei nur
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eine hartnäckig anhaltende Illusion. Er meinte
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nicht, dass unsere Erfahrung falsch sei. Er meinte,
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dass sie begrenzt ist, ein Schnitt durch etwas
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Größeres. Der Trost, den er fand, lag nicht darin,
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den Tod zu leugnen, sondern darin, ihn als einen
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Ort in einer Struktur zu sehen, in der alle Orte
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gleichermaßen real sind. Sein Freund war nicht
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aus der Existenz verschwunden. Er war einfach
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in eine andere Region des Blocks gezogen. Wir
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sehen die Zeitdilatation in den praktischen Technologien
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des modernen Lebens am Werk, auch wenn wir selten
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in diesen Begriffen an sie denken. Das Global
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Positioning System hängt von ihr ab. Die Satelliten,
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die ihrem Telefon sagen, wo sie sind, umkreisen
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die Erde in 20 .000 Kilometern Höhe und bewegen
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sich mit 14 .000 Kilometern pro Stunde. Wegen
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ihrer Geschwindigkeit gehen ihre Uhren um etwa
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7 Mikrosekunden pro Tag nach. Wegen ihrer Höhe
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in schwächerer Schwerkraft gehen ihre Uhren um
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etwa 45 Mikrosekunden pro Tag vor. Der Nettoeffekt
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ist ein Gewinn von 38 Mikrosekunden. In dieser
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Zeit legt das Licht 11 Kilometer zurück. Ohne
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Korrektur dieser relativistischen Drift würde
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GPS -Fehler von Kilometern pro Tag anhäufen,
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unbrauchbar innerhalb von Wochen. Jedes Mal,
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wenn Sie mit Ihrem Telefon navigieren, verlassen
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Sie sich darauf, dass die Zeit im Orbit anders
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fließt als am Boden. Wir sehen es in der Atmosphäre,
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in den Mionen, die von der kosmischen Strahlung
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hoch über der Erde erzeugt werden. Diese Teilchen
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leben nur zwei Mikrosekunden, bevor sie zerfallen.
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Selbst mit Lichtgeschwindigkeit sollten sie kaum
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660 Meter weit kommen. Doch wir weisen sie auf
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Meereshöhe nach, 10 Kilometer tiefer. Sie überleben,
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weil sie sich mit 98 Prozent der Lichtgeschwindigkeit
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bewegen. Und bei dieser Geschwindigkeit dehnt
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sich die Zeit um den Faktor 5. Aus der Perspektive
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des Mions lebt es ein normales, kurzes Leben.
20:25
Aber aus unserer Perspektive ist dieses Leben
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gestreckt, verlängert, genug, um es durch die
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Atmosphäre zu unseren Detektoren zu tragen. Aus
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der Perspektive des Mions geschieht noch etwas
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anderes. Die Atmosphäre, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit
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an ihm vorbeizieht, ist längen kontrahiert. Zehn
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Kilometer werden zu zwei. Die Reise ist kürzer.
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Beide Beschreibungen sind wahr. Beide sind notwendig.
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Das Zwillingsparadoxon, oft erzählt, veranschaulicht
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die persönliche Natur dieses Effekts. Zwei einige
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Zwillinge. Einer bleibt auf der Erde. Der andere
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reist mit 90 % der Lichtgeschwindigkeit zu einem
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fernen Stern und kehrt zurück. Für den zu Hause
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gebliebenen Zwilling vergehen 22 Jahre. Für den
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reisenden Zwilling 10. Der Reisende kehrt 12
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Jahre jünger zurück. Nicht scheinbar jünger.
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Nicht in irgendeinem metaphorischen Sinn. Sein
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Körper hat weniger Zeit erlebt. Seine Zellen
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haben sich seltener geteilt. Sein Herz hat seltener
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geschlagen. Das ist keine Science Fiction. Es
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ist physikalische Tatsache, bestätigt durch Teilchen
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-Experimente, durch Atomohren, durch jeden funktionierenden
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GPS -Satelliten. Für künftige Reisende eröffnet
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das seltsame Möglichkeiten. Ein Raumschiff, das
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sich mit 99 ,995 % der Lichtgeschwindigkeit bewegt,
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würde die Zeit hundertmal langsamer erleben als
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die Erde. Die Reise zu Proxima Centauri, vier
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Lichtjahre entfernt, würde für die Besatzung
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sechs Monate dauern. Auf der Erde würden vier
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Jahre vergehen. Bei höheren Geschwindigkeiten
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wächst der Effekt. 99 ,99995 Prozent und die
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Zeit verlangsamt sich um den Faktor 1000. Das
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Zentrum der Galaxis 26 .000 Lichtjahre entfernt,
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würde in 26 Jahren Schiffszeit erreicht. 26 .000
22:44
Jahre würden auf der Erde vergehen. Die Besatzung
22:48
würde, falls sie zurückkehrte, in eine nicht
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wiedererkennbare Welt zurückkehren. Jeder, den
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sie kannten, wäre Staub. Zivilisationen könnten
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aufgestiegen und gefallen sein. Sie hätten ihre
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Reise mit dauerhaftem Exil aus ihrer eigenen
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Epoche erkauft. Das ist Zeitreise in die Zukunft.
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Nicht spekulativ. Nicht theoretisch im Sinne
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von ungetestet. Es geschieht ständig in kleinen
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Weisen mit allem, das sich bewegt oder in einem
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Gravitationsfeld sitzt. Bei jedem Flugzeugflug
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altern sie ein wenig weniger als die, die zurückgeblieben
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sind. In jedem Moment in größerer Höhe altern
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sie ein wenig mehr. Die Unterschiede werden in
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Nanosekunden gemessen, in Mikrosekunden, in Bruchteilen,
23:39
die zu klein sind, um sie zu bemerken. Aber sie
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sind real. Sie sind bereits durch die Zeit gereist
23:48
in winzigen Schritten, einfach indem sie auf
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dieser Erde gelebt und sich bewegt haben. Ein
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Planet, der nahe genug an einem supermassereichen
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schwarzen Loch kreist, könnte Zeit so gedehnt
24:00
erleben, das eine Stunde auf seiner Oberfläche
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Jahren im äußeren Universum entspricht. Ein solcher
24:08
Planet müsste mit einem erheblichen Bruchteil
24:10
der Lichtgeschwindigkeit kreisen, um so nahe
24:13
am schwarzen Loch stabil zu bleiben. Dicke Zeitenkräfte
24:17
wären immens. Aber die Zeitdilatation selbst
24:21
folgt direkt aus der Physik, die wir beschrieben
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haben. Sie ist nicht das fiktionale Element.
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Am Ereignishorizont eines supermassereichen schwarzen
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Lochs wie Sagittarius, dem Riesen mit vier Millionen
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Sonnenmassen im Zentrum unserer Galaxis, wird
24:38
die Zeitdilatation aus ferner Perspektive unendlich.
24:43
Der Horizont ist ein Ort, an dem die Zeit des
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äußeren Universums stehen geblieben ist. Doch
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für alles, das ihn überquert, geschieht an dieser
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Grenze nichts Besonderes. Der Horizont ist kein
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Ort der Erfahrung. Er ist ein Ort der Geometrie.
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Wir finden Zeitdilatation im Kosmos im Großen,
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in den Supernova, die wir als Standardkerzen
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zur Entfernungsmessung verwenden. Jene in fernen
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Galaxien, die sich mit der kosmischen Expansion
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von uns entfernen, scheinen sich langsamer zu
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entwickeln. Ihre Lichtkurven dehnen sich um einen
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Faktor, der mit ihrer Oortverschiebung zusammenhängt.
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Stellen Sie sich eine ferne Supernova vor, die
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normalerweise über 10 Tage aufleuchtet und verblasst.
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Wenn wir beobachten, dass sie auf 20 Tage gestreckt
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ist, kommt ein Teil dieser Streckung von der
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Expansion des Raumes, die die Lichtwellen auf
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ihrem Weg verlängert. Aber ein Teil kommt daher,
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dass aus unserer Perspektive die Zeit in jener
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fernen Galaxie tatsächlich langsamer lief, als
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die Explosion geschah. Wir können diese Effekte
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trennen, weil die Lichtstreckung alle Wellenlängen
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gleichermaßen betrifft, während die Zeitdilatation
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die Änderungsrate beeinflusst, das tatsächliche
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Tempo, in dem die Explosion sich entfaltet. Ein
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Teil ist die Streckung des Lichts selbst durch
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die Expansion. Ein Teil ist echte Zeitdilatation.
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Pulsare, die rotierenden Neutronensterne, die
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Radiostrahlen wie Leuchttürme an uns vorbeischlenken,
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bestätigen diese Effekte auf ihre eigene Weise.
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Die schnellsten rotieren hunderte Male pro Sekunde.
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Ihre Oberflächen bewegen sich mit erheblichen
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Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit. Ihre immense
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Schwerkraft verlangsamt die Zeit. In Doppelpulsarsystemen,
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wo zwei Neutronensterne einander umkreisen, werden
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die Effekte komplex, während die Sterne sich
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durch die Gravitationsfelder des jeweils anderen
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und durch ihre Bahngeschwindigkeiten bewegen.
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Das sind lebende Laboratorien, Orte, an denen
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die allgemeine Relativitätstheorie keine abstrakte
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Mathematik ist, sondern beobachtbares, messbares
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Verhalten. Was bedeutet all das für unser Verständnis
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unseres Platzes in der Existenz? Die Zeitdilatation
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entfernt den letzten Rest der Zeit als universelle
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Bühne. Es gibt keine Uhr hinter den Kulissen,
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keine wahre Zeit, gegenüber der alle anderen
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nur Näherungen sind. Es gibt nur die Eigenzeit
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jeder Weltlinie, die angesammelte Dauer entlang
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jedes Weges durch die Raumzeit. Sie tragen ihre
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Zeit mit sich, eingewoben in ihre eigene Bahn.
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Sie ist so persönlich wie ihr Herzschlag, so
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spezifisch wie ihr Standort. Und doch gibt es
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Beständigkeit inmitten dieser Relativität. Die
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Lichtgeschwindigkeit. Sie ist für alle Beobachter
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gleich, unter allen Umständen, in allen Gravitationsfeldern,
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in allen Bewegungszuständen. Sie ist das Absolute
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in einem Universum, in dem fast alles andere
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relativ ist. Sie ist die Geschwindigkeit, mit
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der Kausalität sich ausbreitet, mit der Information
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fließt, mit der das Gewebe der Raumzeit selbst
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gewoben ist. Nichts kann sie übertreffen, nicht
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wegen eines Verbots, sondern weil bei dieser
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Geschwindigkeit die Zeit stehen bleibt. Der Raum
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schrumpft auf nichts. Die Begriffe von vorher
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und nachher? Von hier und dort verlieren ihre
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Bedeutung. Licht erlebt seine heiße Nicht. Für
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ein Photon, das im frühen Universum ausgesandt
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und heute absorbiert wird, vergeht überhaupt
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keine Zeit. Seine gesamte Existenz ist ein einziger
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Augenblick, ein Intervall von Nulldauer zwischen
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Aussendung und Absorption. Das Universum eitert
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um es herum, dehnt sich aus, entwickelt sich.
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aber das Photon selbst ist zeitlos. Hier auf
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der Erde leben wir in einem geschützten Winkel
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dieses seltsamen Kosmos. Unsere Schwerkraft ist
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moderat. Unsere Geschwindigkeiten sind langsam.
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Die Zeitdilatation, die wir erleben, ist so klein,
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dass sie praktisch um sich beißt. Ein Leben auf
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einem Berg könnte sie Mikrosekunden mehr altern
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lassen als ein Leben in einem Tal. Ein lebenvoller
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Flugreisen könnte Ihnen Nanosekunden ersparen.
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Das sind keine Unterschiede, die unsere Tage
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prägen. Und diese Mäßigung ist selbst eine Art
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Geschenk. Sie erlaubt uns, Zeit miteinander zu
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teilen, uns ungefähr darauf zu einigen, wann
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Dinge geschehen, Gesellschaften zu bauen, die
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auf gemeinsame Rhythmen abgestimmt sind. Die
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Stabilität unserer zeitlichen Umgebung lässt
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uns planen, erinnern. Sie lässt uns Geschichten
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erzählen mit Anfängen und Enden. Aber das Universum
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ist nicht verpflichtet, diese Bequemlichkeit
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zu respektieren. Nahe schwarzen Löchern bleibt
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die Zeit beinahe stehen. In der Leere zwischen
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Galaxien fliegt sie ein wenig schneller. Für
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jedes bewegte Teilchen, jeden umlaufenden Satelliten,
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jeden kosmischen Strahl, der durch die Atmosphäre
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schießt, passt die Zeit sich an, dehnt oder staucht
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sich, um dieses eine Absolute zu bewahren, die
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Lichtgeschwindigkeit. Das Universum bezahlt diese
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Konstanz mit der Veränderlichkeit von allem anderen.
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Wir lernen, mit diesem Verständnis zu leben,
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obwohl es unseren tiefsten Intuitionen widerspricht.
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Wir lernen, dass der gegenwärtige Moment kein
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kosmischer Gegenwartsmoment ist, sondern ein
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lokaler, eine Blase der Gleichzeitigkeit, die
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nur so weit reicht wie unsere unmittelbare Umgebung
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und selbst dort unvollkommen ist. Wir lernen,
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dass die Vergangenheit nicht in irgendeinem einfachen
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Sinn vergangen ist, die Zukunft nicht ungemacht,
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sondern dass beide als Regionen einer Struktur
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existieren, die alle Zeiten gleichermaßen enthält.
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Wir lernen, dass unsere Erfahrung des Vergehens
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der Zeit, so lebendig, so unleugbar, eine besondere
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Perspektive auf etwas Geräumigeres und Seltsameres
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ist. Darin liegt eine stille Ehrfurcht, denke
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ich. Nicht die Ehrfurcht des Spektakels, nicht
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die Ehrfurcht des Dramas, sondern etwas Geduldigeres.
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Das Universum ist tiefer, als wir annahmen, flexibler,
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stärker verbunden. Dasselbe Gewebe, das die Erde
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in ihrer Bahn um die Sonne hält, regiert auch
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das Ticken ihrer Armbanduhr, den Zerfall eines
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Teilchens in der oberen Atmosphäre, das Altern
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des Lichts, das aus einem Gravitationstrichter
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aufsteigt. Raum und Zeit sind nicht die Bühne,
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auf der Physik geschieht. Sie sind Teil der Physik
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selbst, dynamisch, reaktionsfähig, geformt von
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Masse und Bewegung. Wenn Sie sich heute Nacht
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hinlegen, wenn Ihr Atem seinen langsamen Rhythmus
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findet und Ihre Gedanken beginnen, Ihren Griff
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zu lockern, erinnern Sie sich daran. Die Zeit,
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die für Sie vergeht, vergeht anders für den Astronauten,
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der die Erde mit 27 .000 km pro Stunde umkreist.
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Sie vergeht anders für die GAPS -Satelliten über
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Ihnen, für die Mionen, die in der Atmosphäre
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sterben, für das Licht, das ferne Sterne lange
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vor ihrer Geburt verlassen hat. Jedes hat seine
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eigene Dauer, sein eigenes Jetzt, seinen eigenen
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Fluss. Und alle sind real. Alle sind gültig.
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Keines ist wahrer als ein anderes. Wir teilen
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diesen Planeten, diesen gemäßigten Ort, diesen
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seltenen Hafen, wo die Zeit stetig genug fließt,
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damit Leben wachsen kann, damit Erinnerung sich
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bilden kann. damit Liebe über die Jahre bestehen
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kann. Im weiteren Universum bricht die Zeit und
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fließt in verschiedenen Raten, persönlich und
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lokal und ungeteilt. Aber hier, in diesem geschützten
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Winkel, haben wir genug Gemeinsamkeit gefunden,
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um gemeinsam eine Welt zu bauen, um einander
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Geschichten zu erzählen, um gute Nacht zu sagen
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und ungefähr denselben Moment zu meinen. Möge
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ihre Zeit sanft sein. Möge sie gleichmäßig durch
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die Stunden der Ruhe fließen, die vor ihnen liegen.
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Und mögen sie mit einem etwas tieferen Gefühl
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dafür erwachen, wie seltsam und wie schön es
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ist, dass Zeit überhaupt fließt.