Signale in die Vergangenheit senden möglich?

Hallo liebe Wissenschaftler und Physiker,



ich hätte mal eine interessante frage, ich hab zwar gegoogelt aber nichts gefunden, und zwar ob es Theoretisch/Praktisch möglich wäre einen Anruf in die Vergangenheit zu tätigen? So z.B eine Woche zurück?

Würde mich freuen wenn ich eine Antwort bekomme

Mit freundlichen Grüßen

Michael L.

[basti_79]

Zitat von Michael22

ob es Theoretisch/Praktisch möglich wäre einen Anruf in die Vergangenheit zu tätigen?

Es scheint so, als sei das weitestgehend identisch mit einem Anruf in die Zukunft.

Auch wenn sowas auf allerkleinsten Skalen (in der "Quantenwelt" - also bei einzelnen Elementarteilchen und sowas) in gewisser Weise möglich zu sein scheint (die Interpretation ist nicht einfach), scheint es so, als wäre es im großen unmöglich.

Also ist es nicht möglich?
Aber möglich wäre einen Anruf in die Zukunft zu tätigen?

Ich hab mal in einer Doku gesehen oder besser gesagt gehört das es schon möglich ist Signale/Teilchen in millionen Atome zu sprengen und auf diese Weise die Teile beamen kann, ich dachte das geht vll auch mit Anrufe etc. in die Vergangenheit

[Sakslane]

Einen "Anruf in die Zukunft" zu tätigen ist ganz einfach - sprich einfach eine Nachricht auf einen Anrufbeantworter. Der Angerufene wird diese Nachricht an einem Zeitpunkt empfangen, der in der Zukunft liegt. Er kann allerdings nicht zurück in die Vergangenheit antworten.

Es gibt keine Möglichkeit, Signale in die Vergangenheit zu senden. Das ist eine Konsequenz der Kausalität, die besagt, dass sich jedes Signal in die Zukunft ausbreitet. Anders gesagt bedeutet es, dass die Ursache (Senden eines Signals) immer der Wirkung (Empfangen eines Signals) vorausgeht. Diese Kausalität lässt sich nicht umkehren.

Das "Beamen" funktioniert ebenfalls nicht in die Vergangenheit. Auch dabei ist die Kausalität erhalten, d.h. ein Signal wird empfangen, nachdem es gesendet wurde. Allerdings wird dabei nichts "in Millionen Atome gesprengt" - man braucht einfach nur eine besondere Lichtquelle, die "verschränkte Photonen" erzeugt. Mit ein paar Tricks kann man diese Lichtquelle zur Kommunikation einsetzen, einfach über Glasfaser.

Bei solchen Dokus werden leider oft Details / Schwierigkeiten unterschlagen oder Dinge ungenau erklärt...

Wie basti sagt, quantentechnisch scheint es denkbar, nur da sind es keine Tage oder Wochen, sondern ewas kleinere Zeiteinheiten, wenn ich mich recht erinnere. So irgendwas kurz vor Null.

[MJ01]

@Tsunetomo

Zitat von Tsunetomo

Wie basti sagt, quantentechnisch scheint es denkbar, nur da sind es keine Tage oder Wochen, sondern ewas kleinere Zeiteinheiten, wenn ich mich recht erinnere. So irgendwas kurz vor Null.

Das Thema wurde in einem unserer Foren bereits diskutiert.

Zitat von fridolin

Tagespiegel

Ich kann allerdings die Kausalität und die Seriosität dieser Meldung nicht bestätigen, es ging aber primär um die Geschwindigkeit des Lichtes und dass die Lichtgeschwindigkeit in Caesium unter bestimmten Bedingungen schneller ist als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. In diesem Fall kann man in das Experiment hineininterpretieren, "dass es so erscheint, als verlasse der Laserstrahl die Kammer 62 Milliardstel einer Sekunde eher, als er in sie eintritt"
http://www.tagesspiegel.de/weltspieg...bt/154332.html

MfG

MJ

[Sakslane]

Bei der Wellenausbreitung (und damit auch der Lichtausbreitung) muss man zwei verschiedene Geschwindigkeiten unterscheiden: Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit. Die Phasengeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich die Phase der Welle, d.h. Wellenberge und -täler bewegen. Die kann durchaus größer sein als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Aber damit kann man keine Signale übertragen. Signale, die man auf eine Trägerwelle aufmoduliert, laufen mit der Gruppengeschwindigkeit, und die ist immer kleiner als die Vakuumlichtgeschwindigkeit.

Das ist in dem Artikel leider etwas unklar formuliert:

Wie aber können diese Lichtwellen Einsteins Gesetze verletzen? Der kritische Punkt ist, dass sie sich als Wellenpaket fortbewegen, und zwar mit einem speziellen Mittelwert, den Physiker als "Gruppengeschwindigkeit" bezeichnen. Diese Geschwindigkeit kann "c" überschreiten, auch wenn keine einzelne Lichtwelle dies tut. Und zwar kann, wenn das Wellenpaket stark verzerrt ist.

Wenn das Wellenpaket verzerrt ist, macht der Begriff der Gruppengeschwindigkeit eigentlich wenig Sinn, weil das Paket (und damit das zu übertragende Signal) sich eben nicht mehr mit einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt, sondern bei der Übertragung "zerrissen" wird. Die zu übertragende Information kommt aber trotzdem nicht schneller voran als die Vakuumlichtgeschwindigkeit.

Das steht auch am Ende des Artikels (zum Glück) noch mal: Die Kausalität ist bei diesen Experimenten nicht verletzt, sie stehen auch nicht im Widerspruch zur Relativitätstheorie und sind auch nicht "schneller als Einstein erlaubt" Sowas wird in den Medien leider oft etwas hochgespielt, obwohl es eigentlich ganz einfache Elektrodynamik in Materie ist, deren Gesetze schon Maxwell, Lorentz und Einstein kannten - nur hatte man damals noch keine Laser und Quantengase, mit denen man so schöne Experimente machen kann

In Sachen Quantenphysik und Signale in die Vergangenheit senden ist es etwas komplizierter. Man liest oft, dass die Raumzeit auf kleinen Skalen eine Art "Schaum" sei und von lauter kleinen Blasen und Wurmlöchern durchzogen, die sich ständig neu bilden und wieder verschwinden, und dass durch diese Wurmlöcher kleine Zeitschleifen führen können, entlang deren man Signale wirklich in die Vergangenheit senden kann - wenn auch nur so um die 10^-43 Sekunden, das ist in etwa die Größe solcher Zeitschleifen. Es stimmt, dass unsere Raumzeit auf kleinen Skalen so aussehen könnte. Das stammt aus folgender Überlegung:

In der Quantentheorie gibt es die Heisenbergsche Unschärferelation. Die gilt im Prinzip auch für Felder, z.B. das elektromagnetische Feld - jedes Feld hat gewisse "Quantenfluktuationen", d.h. es hat eigentlich keinen festen Wert, sondern schwankt immer etwas um diesen Wert. Das liegt daran, dass Felder eigentlich durch Teilchen übertragen werden (beim Elektromagnetismus durch Photonen) und erst das gemittelte Rauschen dieser Teilchen ergibt das klassische Feld. Etwas Rauschen ist aber immer vorhanden. Das gilt auch für das Gravitationsfeld, da sind es die Gravitonen, die das Feld erzeugen. Zugleich bestimmt das Gravitationsfeld, gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie, auch die Geometrie der Raumzeit. Ein Rauschen dieses Feldes bedeutet also, dass sich die Geometrie der Raumzeit auf sehr kleinen Skalen ständig verändert, das ist dieses "Blubbern" in Form von Blasen und Wurmlöchern.

Das Problem bei dieser Argumentation ist, dass man dabei Konzepte aus Quantentheorie und allgemeiner Relativitätstheorie miteinander vermischt, ohne dass bisher verstanden ist, wie diese beiden überhaupt zusammenpassen. Es gibt zwar Ansätze wie Stringtheorie oder Schleifenquantengravitation, aber das sind beides Theorien, für die es bisher keine experimentellen Belege gibt. Sie sind zwar im Rahmen der bisher bekannten Experimente konsistent mit den Beobachtungen, aber was die weitergehenden Vorhersagen angeht, und damit insbesondere auch dieses Quantenblubbern, kann man keineswegs von gesicherten Erkenntnissen sprechen. Das ist reine Theorie und damit eher spekulativ als real.

[Acolina]

Sakslane, du kannst echt super erklären, stelle ich immer wieder aufs Neue fest Danke

[MJ01]

@Sakslane

Zitat von Sakslane

Das ist in dem Artikel leider etwas unklar formuliert:
Wenn das Wellenpaket verzerrt ist, macht der Begriff der Gruppengeschwindigkeit eigentlich wenig Sinn, weil das Paket (und damit das zu übertragende Signal) sich eben nicht mehr mit einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt, sondern bei der Übertragung "zerrissen" wird. Die zu übertragende Information kommt aber trotzdem nicht schneller voran als die Vakuumlichtgeschwindigkeit.

Diese unklare Formulierung setzt sich im Artikel sogar noch weiter fort:

Und zwar kann, wenn das Wellenpaket stark verzerrt ist.
Wangs Team vermied solche Effekte. Die Forscher brachten zwei Laserstrahlen auf den Weg, deren Frequenz sich ein klein wenig unterschied. Der Trick erlaubte es ihnen, den Brechungsindex des Cäsium-Gases ganz nach Wunsch abzustimmen und Verzerrungen zu unterdrücken. Die Forscher gingen so jeglichen Vorwürfen aus dem Wege, ihr Geschwindigkeitsrekord beruhe lediglich auf einer altbekannten Veränderung der Form des Wellenpakets. In der Tat ist die Gruppengeschwindigkeit bei ihnen nicht nur größer als "c", sondern negativ: Der Lichtpuls läuft in die entgegengesetze Richtung der Wellen, die ihn tragen. Daher erscheint es so, als verlasse er die Kammer 62 Milliardstel einer Sekunde eher, als er in sie eintritt.

Der Artikel argumentiert sogar damit, dass bei diesem Versuch derartige Verzerrungen vermieden wurden und stellt schließlich sogar fest, dass die GRUPPENGESCHWINDIGKEIT höher als c wäre. Gut stammt auch bereits aus dem Jahr 2000.

Also entweder hat der Wissenschaftsredakteur wirklich, so wie Du es beschrieben hast, etwas falsch verstanden (Gruppen- mit Phasengeschwindigkeit verwechselt), oder es wirklich was anderes dran.

Könnte es sein, jetzt rein hypothetisch gedacht, dass Cäsium die Frequenz + Wellenlänge des Lichtes so stark reduziert hat, dass es in die Größenordnung des Quantenschaums passt und somit solche Micro-Blackholes (mehere) durchlaufen hat und somit den Zeiteffekt verursacht hat?
(nach derzeitigen Vorstellungen kann und darf es nicht sein, die Größenordnungen stimmen nicht. Licht im Bereich 3,8*10^-7 m und Quantenschaum im Bereich von 10^-35 m)

Das Problem bei dieser Argumentation ist, dass man dabei Konzepte aus Quantentheorie und allgemeiner Relativitätstheorie miteinander vermischt, ohne dass bisher verstanden ist, wie diese beiden überhaupt zusammenpassen. Es gibt zwar Ansätze wie Stringtheorie oder Schleifenquantengravitation, aber das sind beides Theorien, für die es bisher keine experimentellen Belege gibt. Sie sind zwar im Rahmen der bisher bekannten Experimente konsistent mit den Beobachtungen, aber was die weitergehenden Vorhersagen angeht, und damit insbesondere auch dieses Quantenblubbern, kann man keineswegs von gesicherten Erkenntnissen sprechen. Das ist reine Theorie und damit eher spekulativ als real.

Schön wäre es trotzdem hier eine Verknüpfung zu finden.

MfG

MJ

PS
Habe Acolinas Posting erst jetzt gelesen, und ich darf mich dem natürlich dem Voll und Ganz anschließen. Du kannst wunderbar alle komplizierten Zusammenhänge einfach und klar erklären.

[Sakslane]

Danke Ich bin schon am überlegen, ob ich nicht mal ein Buch schreiben sollte...

Um genauer zu sagen, ob der Autor dieses Artikels da etwas verwechselt hat, müsste ich mal den Originalartikel raussuchen und schauen, was die Wissenschaftler selbst dazu schreiben. Werde ich bei Gelegenheit mal machen

Eine Wechselwirkung mit irgendwelchen Wurmlöchern oder Quantengravitationseffekte würde ich aber ausschließen. Ich vermute mal, dass durch die Abstimmlaser das Cäsium irgendwie angeregt wird, deshalb ändert sich auch der Brechungsindex und das beeinflusst dann die Lichtausbreitung. Solche Materialien können ziemlich verrückte optische Eigenschaften haben, weil das elektromagnetische Feld der Atome mit dem der hindurchlaufenden Welle wechselwirkt, die Atome dabei ihre Lage oder Ausrichtung ändern können, oder aber Photonen absorbieren und wieder aussenden...

Die Wellenlänge so einfach verkleinern, dass sie in den Bereich der Planck-Länge geht, das klappt nicht so ohne weiteres - wenn man Teilchen mit kleinen Wellenlängen haben will, muss man ihnen sehr viel Energie auf den Weg geben, dafür braucht man einen Teilchenbeschleuniger - und mit der heutigen Beschleunigertechnologie ist man um einen Faktor 10^17 von der Planck-Länge entfernt... Cäsium-Atome haben eine Größe von um die 10^25 Planck-Längen.

Um wirklich Quantengravitation zu finden, braucht man andere Effekte. Man ist zwar noch weit davon entfernt, die gängigen Theorien in dieser Richtung experimentell zu überprüfen, aber danach wird sehr aktiv gesucht