Ein Physiker baut ein Miniatur-Universum und beobachtet, wie die Zeit ohne Uhr entsteht

Professor Giovanni Barontini, Physiker an der University of Birmingham, baute im Labor ein Miniatur-Universum und nutzte es, um die Entstehung der Zeit zu beobachten. Er kühlte eine Wolke aus rund 24.000 Atomen auf wenige Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt ab, wo Quanteneffekte besonders stark hervortreten.

Das System wurde durch zwei Laserstrahlen in einen hellen, beobachteten Bereich und einen dunklen, unbeobachteten Bereich unterteilt und so angelegt, dass es sich ausdehnt und wieder zusammenzieht – eine lose Anlehnung an einen Big Bang und einen Big Crunch.

Indem er verfolgte, wie sich die Atome zwischen den beiden Bereichen dieses isolierten Quantensystems umverteilten, identifizierte Barontini ein internes Maß für den Fortschritt, das er „entropische Zeit" nennt. Sie bewegt sich stets in dieselbe Richtung und kann Ereignisse in die richtige Reihenfolge bringen, ohne sich auf eine äußere Uhr zu beziehen.

Barontini erklärte, die Arbeit zeige, dass „Zeit durch Veränderungen innerhalb eines Systems definiert werden kann und nicht als die äußere tickende Uhr, die wir uns normalerweise vorstellen".

Die im Fachjournal Physical Review Research veröffentlichten Ergebnisse liefern den ersten kontrollierten experimentellen Beleg dafür, dass Zeit durch interne Veränderungen innerhalb eines Systems definiert werden kann statt durch eine äußere Uhr – eine Idee, die unmittelbar mit Theorien der Quantengravitation zusammenhängt, in denen Zeit nicht als eingebautes Merkmal auftritt.

Das Experiment schreibt die Physik nicht über Nacht um, liefert aber eine der bislang klarsten Labordemonstrationen dafür, dass Zeit letztlich eine Folge physikalischer Prozesse sein könnte – und nicht deren Ursache.