Warum vergeht die Zeit nicht überall gleich? - Das Wesen der Zeit | Fakten zum Einschlafen - Das Universum

0:04 Willkommen bei Fakten zum Einschlafen. Das Universum. Versuchen Sie einmal, den Begriff der Zeit zu definieren, ohne Wörter wie Dauer, Vergehen oder Moment zu verwenden. Es ist ein paradoxes Unterfangen, das genau dort beginnt, wo das tiefste Rätsel der Physik liegt. Diese Episode widmet sich der Frage, was Zeit eigentlich ist. und beleuchtet die unterschiedlichen Antworten, die Uhrmacher, Physiker, Philosophen und Neurowissenschaftler darauf geben. Wir zeichnen den historischen Weg von Isaac Newtons Vorstellung einer absoluten, unsichtbaren Hintergrundzeit bis hin zu Albert Einsteins Raumzeit nach, in der die gemessene Dauer vom Weg und der Gravitation abhängt. Dabei betrachten wir konkrete Experimente wie den Flug

1:01 von Atomuhren in Verkehrsflugzeugen und trennen sorgfältig das, was Uhren messen, von dem, was unser Bewusstsein fühlt. Auch Gedankenexperimente über einen stillen Raum oder ein völlig leeres Universum helfen uns zu verstehen, warum Zeit ohne Veränderung schwer fassbar bleibt. Manche Fragen klingen einfach, bis man versucht, sie zu beantworten. Bei der Arbeit an dieser Episode kehrte ich immer wieder zu der Erkenntnis zurück, wie bemerkenswert es ist, dass das vertrauteste Ding unserer Existenz zu den am wenigsten Verstandenen gehört. Ich lade Sie ein, sich die Zeit zu nehmen, den Trost einfacher Metaphern beiseite zu legen und sich diesem geklärten Rätsel zu stellen.

1:52 Versuchen Sie, Zeit zu definieren, ohne ein anderes Zeitwort zu verwenden. Sie können es nicht. Und dieses Scheitern ist der Punkt, an dem wir beginnen müssen. Versuchen Sie, Zeit zu definieren, ohne ein anderes Zeitwort zu verwenden. Nicht einfach. Vorher, nachher, Dauer, Abfolge, Veränderung, Moment, Zeitraum, Fluss, Vergehen, Intervall.

2:18 Jedes dieser Wörter entlehnt sich genau von der Sache, die Sie zu erklären versuchen. Dies ist das vertraute Rätsel in dem wir leben. Jeder kennt das Warten, jeder kennt das Altern, den Rhythmus, den Unterschied zwischen einem angehaltenen Atem und einem Jahr. Und doch entgleitet die Sache selbst, wenn man direkt nach ihr greift.

2:43 Hier beginnen wir. Nicht mit Gleichungen oder kosmischen Verkündigungen, sondern mit einem einfachen Scheitern, das sie selbst testen können. Genau jetzt, in dem Raum, in dem sie sitzen. Die Folge, die vor uns liegt, ist um eine Frage gebaut, die einfach klingt und es nicht ist, was ist Zeit. Wir werden mehrere Wege durchgehen, auf denen Menschen versucht haben, sie zu beantworten, vom praktischen bis zum theoretischen. Wir werden gemeinsam in einem stillen Raum sitzen und uns vorstellen, dass alles anhält. Wir werden fragen, was in einem leeren Universum übrig bleibt. Wir werden nachzeichnen, wie die Physik sich von Isaac Newtons Bild, der Zeit als eines universellen, unsichtbaren, gleichmäßig fließenden Hintergrunds

3:32 zu Albert Einsteins Raumzeit bewegte, in der die Dauer, die sie ansammeln, von dem wegabhängt, den sie nehmen. Und wir werden mit einer Disziplin enden statt mit einer Lösung. Mit der Gewohnheit zu trennen, was Ohren messen von dem, was das Bewusstsein fühlt. Was Experimente bestätigen von dem, was Interpretationen behaupten. Und dem Trost jeder einzelnen eleganten Metapher zu widerstehen. Dies ist keine Folge, die das Rätsel der Zeit löst. Es ist eine Folge, die ihnen zeigt, warum das Rätsel echt ist. Warum präzise Vorhersage nicht dasselbe ist wie grundlegendes Verständnis. Und warum das vertrauteste Ding der Existenz weiterhin zu den am wenigsten Verstandenen gehört. Beginnen wir mit den praktischen Antworten,

4:24 denn dort leben die meisten von uns. Ein Uhrmacher könnte Ihnen sagen, dass Zeit das ist, was Uhren missen. Das klingt befriedigend, bis Sie fragen, was die Uhr misst. Die Zeiger bewegen sich, das Pendel schwingt, das Casiumatom schwingt. Jedes davon ist Veränderung. Zu sagen, eine Uhr misst Zeit, heißt zu sagen, sie misst die Rate der Veränderung gegen einen Standard der Veränderung.

4:55 Aber dieser Standard selbst benötigt Zeit. um definiert zu werden. Die Antwort kreist zurück. Die Antwort des Uhrmachers ist nützlich, um Instrumente zu bauen, um Treffen zu synchronisieren, für die Navigation. Sie sagt Ihnen, wie Sie vorgehen sollen. Sie sagt Ihnen nicht, womit Sie vorgehen. Ein Physiker behandelt Zeit als eine Koordinate, eine Zahl, die Ereignisse ordnet. Stellen Sie sich vor, Sie verabreden sich mit jemandem. Sie brauchen eine Straßenadresse, drei Zahlen für die Position und eine Zeit, eine Zahl für das Wann. Die Zeit des Physikers ist diese vierte Zahl in der Anordnung. Das ist enorm nützlich.

5:45 Es ermöglicht Vorhersage. Es ermöglicht die Gleichungen, die Raumschiffe zu anderen Welten schicken und die Geräte in ihrer Tasche synchronisieren. Der operative Erfolg ist genau das, was die Koordinatensicht so mächtig macht und genau das, was sie nicht erklärt. Eine Koordinate ist ein Etikett, eine Art, Beschreibung zu organisieren. Sie erklärt nicht, woran das Etikett befestigt ist oder warum diese bestimmte Koordinate sich anders verhält als die dreiräumlichen. Sie können sich frei durch den Raum bewegen. Sie können sich nicht frei durch die Zeit bewegen. Die Koordinatensicht erfasst, Wie man vorher sagt, nicht was Zeit ist. Ein Philosoph fragt, ob Zeit fließt. Und wenn ja, in welche Richtung und ob dieser Fluss

6:39 real oder scheinbar ist. Betrachten Sie ein Video von einem Ball, der auf einem Boden aufprallt. Spielen Sie es vorwärts oder rückwärts ab und die Physik sieht gleich aus. Die Bewegungsgleichungen auf fundamentaler Ebene sind Zeitsymmetrisch. Sie unterscheiden nicht zwischen Vergangenheit und Zukunft. Aber betrachten Sie nun ein Video von einem zerbrechenden Glas. Spielen Sie das rückwärts ab und Sie spüren sofort, dass etwas nicht stimmt. Die Teile setzen sich nicht spontan wieder zusammen. Doch die fundamentalen Gesetze, die die Atome in diesem Glas regieren, sind genauso umkehrbar wie der aufprallende Ball. Das erzeugt ein echtes Rätsel. Wenn die fundamentalen Gesetze nicht zwischen Vergangenheit und Zukunft unterscheiden,

7:33 warum hat unsere Erfahrung einen so starken Pfeil? Die Frage des Philosophen betrifft nicht Messung, sondern Existenz. Existiert nur der gegenwärtige Moment mit der Vergangenheit vergangen und der Zukunft noch nicht real? Das ist Präsentismus. Oder existieren Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft gleichermaßen? wobei die Gegenwart nur ein wandernder Scheinwerfer des Bewusstseins ist, das ist Eternalismus, weil er keine der beiden Sichtweisen ist entschieden. Beide haben ernsthafte Verteidiger. Der Philosoph bemerkt, dass die Physik diese Fragen einschränkt, aber nicht beantwortet. Ein Neurowissenschaftler untersucht, wie das Gehirndauer konstruiert. Dieselben fünf Minuten können sich auf dem Zahnarztstuhl ewig

8:27 anfühlen und im Gespräch verschwinden. Während eines Autounfalls oder eines Sturzes können Ereignisse sich zu verlangsamen scheinen. Jeder Augenblick dehnt sich mit schrecklicher Klarheit aus, obwohl keine Uhr langsamer geworden ist. Das Gehirn nutzt Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Emotion und Erwartung, um das Gefühl vergehender Zeit zu erzeugen. Angst verengt die Aufmerksamkeit auf die unmittelbare Gegenwart und erzeugt eine dichtere Gedächtniskodierung. Das fühlt sich rückblickend wie längere Dauer an. Ein Vertiefung in ein Gespräch tut das Gegenteil. Das ist real als Erfahrung, aber es ist Erfahrung. Die gefühlte Langsamkeit des Wartens verlangsamt keine Uhr. Die gefühlte Geschwindigkeit der Freude beschleunigt das Altern

9:23 nicht. Der Neurowissenschaftler erklärt, wie das Bewusstsein Dauer konstruiert. Was der Neurowissenschaftler nicht erklärt, ist, ob diese Konstruktion irgendetwas Fundamentalem in der Welt außerhalb des Schädels entspricht. Keine dieser Antworten ist falsch. Jede beantwortet eine andere Frage. Der Uhrmacher sagt Ihnen, wie man misst. Der Physiker sagt ihnen, wie man vorhersagt. Der Philosoph fragt, was existiert. Der Neurowissenschaftler erklärt, wie es sich anfühlt. Aber keiner von ihnen, allein oder zusammen, klärt, was Zeit ist. Das ist das Erste, was zu verstehen ist. Die Frage wartet nicht darauf, dass eine weitere kluge Disziplin mit der Antwort ankommt. Die Frage könnte tiefer sein, als jede einzelne Methode reichen kann.

10:21 Um diese Tiefe zu spüren, müssen wir das erste Experiment durchführen. Nicht in einem Labor. In der Vorstellung, wo viele der wichtigen Experimente über Zeit schon immer stattgefunden haben. Stellen Sie sich einen stillen Raum vor. Die Wände sind reglos. Die Luft bewegt sich nicht. Kein Geräusch dringt ein. Sie sitzen auf einem Stuhl und sie befehlen jedem sichtbaren Objekt im Raum, sich nicht mehr zu verändern. Die Uhrzeiger frieren ein. Die Staubkörnchen hängen schwebend. Ihr eigener Körper in diesem Gedankenexperiment stellt jede Bewegung ein. Kein Herzschlag, kein Atem, kein Blinzeln. Das Licht verschiebt sich nicht.

11:09 Die Temperatur schwankt nicht. Jede erkennbare Veränderung hört auf. Hört die Zeit selbst auf oder vergeht immer noch ein unsichtbares Intervall? Wenn Sie sagen, die Zeit hört auf, legen Sie nahe, dass Zeit nichts anderes ist als Veränderung. Dass es ohne Veränderung keine Zeit gibt. Das ist eine respektable philosophische Position namens Relationismus. Zeit ist die Menge der Beziehungen zwischen Ereignissen und ohne Ereignisse gibt es nichts in Beziehung zu setzen. Aber dann stehen Sie vor einer seltsameren Frage. Wenn Zeit nur Veränderung ist, was macht dann eine Veränderung schneller oder langsamer als eine andere? Die Behauptung, dass diese Veränderung schneller geschah als jene, erfordert einen Vergleichsstandard,

12:01 der nicht selbst eine Veränderung ist. Sie brauchen so etwas wie eine Hintergrundrate, gegen die Veränderungen gemessen werden. Das ist der intuitive Zug zur entgegengesetzten Sichtweise. Wenn Sie sagen, die Zeit läuft weiter, auch wenn sich nichts verändert, legen Sie nahe, dass Zeit etwas Unabhängiges ist. Ein Behälter, der existiert, ob etwas ihn füllt oder nicht, das ist näher am Substantialismus, der Ansicht, dass Zeit unabhängig von Veränderung existiert. Aber dann stehen Sie vor einer ebenso seltsamen Frage. Was könnte es bedeuten, dass Zeit vergeht, wenn nichts in ihr vergeht? Was würde einen leeren Moment vom Nächsten unterscheiden? Die bloße Idee des Nächsten scheint eine Veränderung zu erfordern, einen

12:53 Unterschied, um ihr Bedeutung zu geben. Wenn jeder Moment identisch mit dem vorherigen ist, in welchem Sinn gibt es dann mehr als einen Moment? Dieses Gedankenexperiment löst die Frage nicht. Es schärft sie. Es zwingt sie zu bemerken, dass ihre alltägliche Sicherheit über Zeit auf Annahmen beruht, die sie nie untersucht haben. Sie nehmen an, dass Zeit vergeht, weil sich Dinge verändern.

13:20 Sie nehmen an, dass sich Dinge innerhalb der Zeit verändern. Diese beiden Annahmen sind möglicherweise nicht vereinbar. Oder sie sind zwei Arten, dasselbe zu sagen. Oder sie sind beide unvollständig. Sowohl Relationismus als auch Substantialismus fühlen sich plausibel an, wenn man ihnen zum ersten Mal begegnet. Beide fühlen sich unvollständig an, wenn man auf sie drückt. Diese gegenseitige Schwierigkeit ist der Punkt. Weiten wir nun das Experiment aus. Nicht ein stiller Raum, sondern ein leeres Universum. Keine Materie, kein Licht, keine Bewegung, keine Beobachter. Nichts, das sich verändern könnte und niemand, der es bemerken könnte. Existiert Zeit dort? Einige Physiker werden ja sagen, weil die Gleichungen der allgemeinen

14:19 Relativitätstheorie Lösungen zulassen, die leere Raumzeit beschreiben. Die mathematische Struktur existiert ohne Inhalt. Andere werden Nein sagen, weil Zeit ohne Ereignisse eine Struktur ohne Funktion ist. Eine Karte ohne Territorium. Ein Konzept, das über seinen sinnvollen Gebrauch hinaus gedehnt wird. Wieder andere werden sagen, die Frage sei falsch gestellt, weil Existieren im Kontext der Zeit nicht wie Existieren im Kontext von Stühlen oder Elektronen ist. Die Frage des leeren Universums ist kein Experiment, das irgendjemand durchführen kann. Sie ist eine Art, ihre Intuitionen zu testen. Wenn sie geneigt sind zu sagen, dass Zeit unabhängig von Veränderung existiert, sollte sich das leere Universum plausibel anfühlen.

15:13 Wenn sie geneigt sind zu sagen, dass Zeit Veränderung ist, sollte sich das leere Universum wie ein Kategorienfehler anfühlen. Keine der beiden Neigungen ist beweisbar richtig. Beide wurden von ernsthaften Denkern verteidigt. Der Punkt ist nicht zu wählen, sondern zu bemerken, dass die Wahl schwierig ist und dass ihre alltägliche Sicherheit sie nicht darauf vorbereitet. Hier wird die Geschichte der Ideen wesentlich. Nicht, weil die Vergangenheit die Antwort enthält, sondern weil die Vergangenheit die systematischsten Versuche enthält, zu antworten und ihre Fehlschläge lehrreich sind. Isaac Newton gab im Scholium zu seinen Principia Mathematica von 1678 die kanonische Formulierung dessen, was wir heute absolute Zeit nennen. Er unterschied

16:03 absolute, wahre und mathematische Zeit Von relativer, scheinbarer und gewöhnlicher Zeit. Absolute Zeit, schrieb er, fließt von sich aus und aus ihrer eigenen Natur gleichmäßig ohne Beziehung zu irgendetwas Äußerem. Relative Zeit ist das, was wir mit Uhren messen, die unvollkommen sind. Absolute Zeit ist die wahre Dauer, die die Uhren annähern.

16:32 Das war keine empirische Entdeckung. Newton beobachtete die absolute Zeit nicht. Er setzte sie als einen metaphysischen Rahmen, der seine Bewegungsgesetze kohärent machte. Stellen Sie sich vor, Sie sitzen in einem Zug, der sanft beschleunigt. Sie fühlen sich in den Sitz gedrückt. Dieses Gefühl ist Beschleunigung. Aber Beschleunigung relativ zu was? Newtons Antwort. Relativ zum absoluten Raum und zur absoluten Zeit. Ohne einen festen Hintergrund wird das Konzept der Beschleunigung mehrdeutig.

17:09 Seine Gleichungen erfordern, dass Beschleunigung gegen etwas definiert wird, das selbst nicht beschleunigt, und die absolute Zeit lieferte diesen Hintergrund. Es war eine Festlegung, keine Messung. Newton wusste sehr wohl, dass alle tatsächlichen Uhren relativ und unvollkommen waren. Er glaubte dennoch, dass etwas Absolutes hinter ihnen stand.

17:36 Mehr als zwei Jahrhunderte lang funktionierte dieser Rahmen außerordentlich gut. Er sagte die Bewegungen von Planeten und Projektilen voraus. Er baute Brücken und navigierte Schiffe. Er organisierte die industrielle Welt. Die Tatsache, dass die absolute Zeit eine metaphysische Setzung war und kein empirischer Befund, spielte für die meisten praktischen Zwecke keine Rolle. Der Rahmen war kohärent. Vorhersagend und ausreichend. Ingenieure und Astronomen konnten Zeit als universell behandeln, für alle überall gleich und keinen messbaren Fehler erleiden. Aber es war nicht der einzige mögliche, kohärente Rahmen. Und im frühen 20.

18:22 Jahrhundert fand Albert Einstein, dass ein anderer Rahmen erforderlich war, um bestimmten Phänomenen Rechnung zu tragen, die Newtons Bild nicht aufnehmen konnte. Einsteins spezielle Relativitätstheorie veröffentlicht 1905, begann mit einem einfachen Postulat. Die Gesetze der Physik sind für alle Beobachter in gleichförmiger Bewegung. Gleich und die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist für alle solche Beobachter konstant. Aus diesen beiden Annahmen folgen außerordentliche Konsequenzen.

18:58 Ereignisse, die für einen Beobachter gleichzeitig sind, sind für einen anderen nicht gleichzeitig. Längen ziehen sich zusammen, Masse nimmt mit Geschwindigkeit zu und Zeit dehnt sich. Eine Uhr, die sich relativ zu einem Beobachter bewegt, tickt langsamer als eine ruhende Uhr aus der Perspektive dieses Beobachters. Das ist keine optische Täuschung und keine mechanische Fehlfunktion.

19:28 Es ist ein Merkmal der Geometrie der Raumzeit selbst. 1916 erweiterte Einstein dies zur allgemeinen Relativitätstheorie, die die Gravitation einbezog. Masse und Energie krümmen die Raumzeit und diese Krümmung beeinflusst den Gang der Zeit. Eine Uhr in einem stärkeren Gravitationsfeld tickt langsamer als eine in einem schwächeren Feld.

19:53 Der Übergang von Newton zu Einstein ist nicht, dass Newton einfach falsch und Einstein einfach richtig war. Newtons Rahmen bleibt für die meisten Zwecke eine ausgezeichnete Näherung. Die Geschwindigkeiten und Gravitationsfelder des Alltags sind so beschaffen, dass relativistische Effekte winzig sind und Newtons Vorhersagen für die Technik genau genug sind. Der Übergang ist subtiler. Newton nahm an, dass Zeit universell sei, für alle überall gleich. Einstein zeigte, dass die gemessene Dauer von dem Weg abhängt, den man durch die Raumzeit nimmt, und von der Gravitationsumgebung, der man auf diesem Weg begegnet. Hier wird die Unterscheidung zwischen Koordinatenzeit und Eigenzeit wesentlich.

20:45 Koordinatenzeit ist das Etikett, das Ereignissen in einem bestimmten Bezugssystem zugewiesen wird, wie die Zeit, die von einem Netzwerk synchronisierter Uhren auf der Erde gehalten wird. Eigenzeit ist die Zeit, die eine bestimmte Uhr entlang ihres bestimmten Weges durch die Raumzeit ansammelt. Diese beiden müssen nicht übereinstimmen. Stellen Sie sich zwei Zwillinge vor. Einer bleibt auf der Erde. Der andere reist zu einem fernen Stern und kehrt mit hoher Geschwindigkeit zurück. Wenn Sie sich wiedersehen, ist der reisende Zwilling weniger gealtert. Das Alter des Ehezwillings ist Koordinatenzeit. Die Zeit, die vom Bezugssystem der Erde gehalten wird. Das Alter des reisenden Zwillings ist Eigenzeit, die Zeit, die entlang

21:36 seines bestimmten Weges angesammelt wurde. Die beiden müssen nicht übereinstimmen. Das ist kein Paradox, das aufgelöst werden muss. Es ist ein Merkmal der Geometrie der Raumzeit. Der reisende Zwilling ist nicht richtig und der Erdzwilling falsch. Jeder hat die Dauer entlang seines eigenen Weges gemessen und diese Dauern sind wirklich verschieden. Das ist keine Frage der Perspektive oder Interpretation. Es ist ein messbar, getesteter, bestätigter physikalischer Effekt. 1971 führten Josef Hafele und Richard Keating ein Experiment durch, das dies auf die alltäglichste vorstellbare Weise konkret machte. Sie flogen Casium -Atomuhren in Verkehrsflugzeugen um die Welt, ostwärts und westwärts, und verglichen sie mit stationären

22:30 Uhren am United States Naval Observatory. Die ostwärts fliegenden Uhren, die sich mit der Erdrotation bewegten, verloren ungefähr 59 Nanosekunden gegenüber den Bodenuhren. Die westwärts fliegenden Uhren, die sich gegen die Erdrotation bewegten, gewannen ungefähr 273 Nanosekunden. Die Effekte waren klein, aber sie stimmten mit Einsteins Vorhersagen präzise überein innerhalb der experimentellen Unsicherheit. Die Asymmetrie ist wichtig. Die ostwärts und westwärts fliegenden Uhren erfuhren unterschiedliche Kombinationen von Gravitations und Geschwindigkeitseffekten, weil ihre Bewegung relativ zum Erdmittelpunkt unterschiedlich war.

23:18 Die ostwärts fliegenden Uhren, die der Erdrotation nachjagten, bewegten sich schneller durch den Raum relativ zum Mittelpunkt und erfuhren eine größere Zeitdilatation durch Geschwindigkeit. Zugleich erfuhren sie etwas weniger gravitative Zeitdilatation, weil sie in Reiseflughöhe etwas weiter vom Erdmittelpunkt entfernt waren. Die westwärts fliegenden Uhren, die sich gegen die Erdrotation bewegten, bewegten sich langsamer relativ zum Mittelpunkt und erfuhren weniger Geschwindigkeitsdilatation, während der Gravitationseffekt dominierte. Die Kombination erzeugte entgegengesetzte Vorzeichen. Dieses Experiment ist nicht deshalb wichtig, weil es exotisch war, sondern weil es gewöhnlich war. Verkehrsflugzeuge, Standard -Atomuhren.

24:12 Keine besonderen Bedingungen. Die Tatsache? Dass verschiedene Wege verschiedene Dauern ansammeln, ist keine Eigenheit extremer Physik. Sie ist ein Merkmal der Welt, in der sie leben, nachweisbar mit der Technologie der frühen 1970er Jahre. Seither wiederholt bestätigt mit immer größerer Präzision. GPS -Satelliten, die sowohl gravitative als auch geschwindigkeitsbedingte Zeitdilatation berücksichtigen müssen, um korrekt zu funktionieren.

24:44 sind eine tägliche Bestätigung, die Sie in der Tasche tragen. Aber beachten Sie, was das Experiment bestätigt und was nicht. Es bestätigt, dass gemessene Dauer wegabhängig ist. Es erklärt nicht, was Zeit ist. Es sagt Ihnen nicht, warum Zeit eine Richtung hat, warum die Vergangenheit anders ist als die Zukunft, ob Zeit fließt oder nur zufließen scheint oder was in einem leeren Universum existiert. Die Präzision der Vorhersage ist außerordentlich.

25:17 Die Tiefe der Erklärung ist es nicht. Dies ist die zentrale Disziplin dieser Folge und sie wird alles bestimmen, was in dieser Spur folgt. Die Trennung von dem, was gemessen wird, dem, was gefühlt wird, dem, was getestet wird und dem, was interpretiert wird. Gemessene Dauer ist das, was Uhren aufzeichnen. Sie ist wegabhängig. Bezugssystem abhängig, mit außerordentlicher Genauigkeit vorhersagbar.

25:49 Sie ist nicht die ganze Geschichte. Gefühltes Vergehen ist das, was das Bewusstsein berichtet. Die Langsamkeit des Wartens, die Geschwindigkeit der Freude, die Textur von Erinnerung und Erwartung, die schreckliche Klarheit eines fallenden Moments. Das ist real als Erfahrung. Es ist kein Beleg über die fundamentale Struktur der Zeit. Ein beobachteter Topf kocht, auf keiner Uranzeige langsamer. Das Gefühl der Langsamkeit gehört zur Psychologie, nicht zur Physik. Getestete Effekte sind die Vorhersagen, die Experimente bestätigen. Zeitdilatation, kravitative Rotverschiebung, das Verhalten von Atomuhren in Bewegung, die Korrekturen, die GPS -Satelliten benötigen, diese sind jenseits vernünftigen Zweifels etabliert.

26:42 Sie sind keine Interpretationen. Sie sind Beobachtungen. Interpretationen sind die Versuche zu sagen, was die getesteten Effekte bedeuten. Impliziert wegabhängige Dauer, dass Zeit eine Dimension wie der Raum ist? Impliziert sie, dass der Fluss der Zeit eine Illusion des Bewusstseins ist? Impliziert sie, dass nur die Gegenwart existiert oder dass alle Momente gleichermaßen existieren?

27:13 Das sind lebendige Debatten. Die Physik schränkt sie ein, aber sie entscheidet sie nicht. Die Versuchung angesichts dieser Komplexität besteht darin, nach einer einzigen eleganten Metapher zu greifen, die die Schwierigkeit aufzulösen scheint. Zeit ist ein Fluss. Zeit ist eine Dimension. Zeit ist, was Uhren messen. Zeit ist eine Illusion.

27:40 Jede davon erfasst etwas. Jede scheitert als vollständige Darstellung. Die Flussmetapher erfasst das Gefühl des Vergehens, das Gefühl, dass wir mitgetragen werden. Aber ein Fluss fließt durch eine Landschaft und es gibt keinen Beleg für eine Landschaft, durch die die Zeit fließt. Die Metapher schmuggelt einen räumlichen Behälter ein, der keine physische Entsprechung hat. Die Dimensionsmetapher erfasst das Raumzeitbild.

28:11 Die mathematische Einheit von Raum und Zeit in der Relativitätstheorie. Aber Zeit ist nicht wie Raum. Sie können sich frei im Raum bewegen. Sie können sich nicht frei in der Zeit bewegen. Die Vergangenheit ist auf eine Weise festgelegt, wie die Zukunft es nicht ist. Ursachen gehen Wirkungen voraus. Diese gerichtete Asymmetrie, der Pfeil der Zeit, hat kein räumliches Äquivalent.

28:38 Die Antwort des Uhrmachers erfasst operative Klarheit. Wenn Sie wissen wollen, wie viel Zeit vergangen ist, schauen Sie auf eine Uhr. Aber das ist zirkulär. Die Uhr misst etwas. Zu bestimmen, was sie misst, erfordert einen vorherigen Begriff von Zeit. Die Antwort sagt Ihnen, wie Sie vorgehen sollen, nicht womit Sie vorgehen. Die Illusionsbehauptung erfasst, Eine echte Interpretationsmöglichkeit.

29:10 Wenn alle Momente gleichermaßen in einem vierdimensionalen Block existieren, dann könnte das Gefühl einer sich bewegenden Gegenwart ein Merkmal des Bewusstseins sein und nicht ein Merkmal der Wirklichkeit. Aber das ist eine Interpretation unter mehreren, keine etablierte Tatsache. Und sie wirft ebenso viele Fragen auf, wie sie beantwortet. Was ist Bewusstsein, dass es diese bestimmte Illusion erzeugen sollte? Warum diese Illusion und keine andere? Die Disziplin besteht darin, diese Teilwahrheiten in Spannung zu halten, ohne sie zu einer einzigen zusammenzufalten. Zeit ist sowohl der Rahmen, in dem Veränderung beschrieben wird, als auch eines der tiefsten Dinge, die die Physik nicht vollständig erklärt hat. Sie ist sowohl das,

30:01 was Uhren messen, als auch etwas, das sich dieser Messung widersetzt. Sie ist sowohl eine Koordinate in erfolgreichen Gleichungen als auch ein Konzept, das diese Gleichungen nicht definieren. Das ist kein Versagen der Physik. Die Physik war brillant erfolgreich in der Vorhersage. Sie hat die zeitlichen Beziehungen zwischen Ereignissen mit einer Präzision kartiert, die frühere Generationen in Erstaunen versetzen würde. Sie ist nicht. Und kann möglicherweise nicht aus diesen Beziehungen heraustreten, um zu sagen, wovon die Beziehungen Beziehungen sind.

30:37 Die Frage, was Zeit ist, könnte tiefer sein als die Physik. Oder sie könnte anders strukturiert sein als die Fragen, die die Physik zu beantworten ausgerüstet ist. Bedenken Sie, was offen bleibt. Der Pfeil der Zeit, warum die Vergangenheit anders ist als die Zukunft. ist mit der Entropie verbunden, der Tendenz isolierter Systeme zur Unordnung.

31:02 Ein fallengelassenes Glas zerbricht. Die Teile setzen sich nicht spontan wieder zusammen. Diese Asymmetrie wird vom zweiten Hauptsatz der Thermodynamik erfasst. Entropie neigt dazu, zuzunehmen. Aber die fundamentalen Gesetze der Physik sind zeitsymmetrisch, so umkehrbar wie der aufprallende Ball. Woher kommt also der Pfeil? Eine Antwort? Er kommt von den Anfangsbedingungen des Universums. Das frühe Universum war in einem Zustand niedriger Entropie und der Pfeil der Zeit ist das Universum, das sich zu höherer Entropie bewegt. Aber das wirft die Frage auf, warum das frühe Universum niedrige Entropie hatte. Ob Entropie den Pfeil erklärt oder der Pfeil fundamental ist und Entropie nur eine Erscheinungsform, ist ungeklärt. Das

31:57 Problem der Zeit in der Quantengravitation, wie man die Behandlung der Zeit in der allgemeinen Relativitätstheorie mit ihrer Behandlung in der Quantenmechanik vereinbart, wird aktiv debattiert ohne Konsens. In der allgemeinen Relativitätstheorie ist Zeit ein dynamischer Teil der Raumzeitgeometrie. In der Quantenmechanik ist Zeit ein externer Parameter, gegen den das System sich entwickelt.

32:24 Diese beiden Behandlungen sind unvereinbar und es besteht kein Konsens darüber, wie man sie vereinheitlicht. Das ist ein technisches Problem, aber es veranschaulicht den zentralen Punkt dieser Folge. Die Physik verwendet Zeit erfolgreich, ohne vollständig zu verstehen, was Zeit ist, selbst auf technischer Ebene. Die Natur der bewussten Erfahrung von Dauer, wie das Gehirn das gefühlte Vergehen erzeugt, ist eine Grenze der Neurowissenschaft mit mehr Fragen als Antworten. Dieselben Mechanismen, die Dauer im gewöhnlichen Leben konstruieren, können durch Krankheit, Drogen oder Schäden gestört werden. Diese Störungen sagen uns etwas über die Konstruktion, ohne uns zu sagen, ob diese Konstruktion irgendetwas jenseits ihrer selbst

33:13 entspricht. Und unter all dem die Frage, mit der wir begannen, was ist Zeit? Immer noch da. Immer noch unbeantwortet. Immer noch in gewissem Sinn unbeantwortbar in der Form, in der wir sie typischerweise stellen, weil jede Antwort vorauszusetzen scheint, was sie zu erklären versucht. Hier enden wir. Nicht mit einer Lösung, sondern mit einem geklärten Rätsel. Sie begannen mit der vertrauten Erfahrung des Wartens, des Alterns, des Rhythmus, der Veränderung. Sie haben gesehen, dass diese Erfahrung, obwohl echt, nicht durchsichtig für das Verständnis ist. Sie haben gesehen, dass verschiedene Disziplinen verschiedene Fragen beantworten und dass keine Disziplin die vollständige Antwort hat. Sie haben im stillen Raum gesessen

34:09 und sich dem leeren Universum gestellt und die Schwierigkeit der Fragen gespürt, die sie aufwerfen. Sie haben den historischen Übergang von Newtons universeller Zeit zu Einsteins wegabhängiger Dauer nachgezeichnet und sie haben verstanden, dass dieser Übergang Präzision ohne fundamentale Erklärung bringt. Sie haben gesehen, dass verschiedene Wege verschiedene Dauern ansammeln, bestätigt durch Uhren in gewöhnlichen Flugzeugen. Und sie haben den Unterschied verstanden zwischen der Zeit, die von einem Bezugssystem gehalten wird, Und der Zeit, die entlang eines Weges angesammelt wird. Sie sind der Disziplin begegnet, die diese Spur bestimmen wird. Trennen sie gemessene Dauer von gefühltem Vergehen, getestete Effekte von

34:55 Interpretationen und widerstehen sie dem Trost jeder einzelnen eleganten Metapher. Zeit ist sowohl der Rahmen, in dem Veränderung beschrieben wird, als auch eines der tiefsten Dinge, die die Physik nicht vollständig erklärt hat. Sie ist das vertrauteste Rätsel der Existenz. Sie bleibt, nach all unseren Instrumenten und Gleichungen und Gedankenexperimenten, immer noch ein Rätsel.