Wien. Der Allgemeinen Relativitätstheorie zufolge vergeht die Zeit nicht überall gleich schnell. Die Tatsache verknüpften Physiker mit Effekten aus der Quantentheorie und deckten eine grundlegende Einschränkung für die Genauigkeit von Zeitmessungen auf, berichten sie im Fachblatt "Pnas". Demnach können benachbarte Uhren nicht alle exakt Zeit messen.

Wer ganz oben im Wolkenkratzer lebt, altert schneller als jemand, der unten wohnt. Dieser als gravitative Zeitdilatation bekannte Zusammenhang ist eine Konsequenz der Relativitätstheorie. Je näher man einer Masse, etwa der Erde, ist, desto langsamer vergeht die Zeit. Der Effekt spielt im Alltag keine Rolle, ist aber bestätigt und akzeptiert. Jedoch ging Einstein davon aus, dass die Zeit, egal wie schnell sie vergeht, überall genau definiert sein müsste. Hier haken die Physiker vom Vienna Center for Quantum Science and Technology an der Universität Wien und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation um Caslav Brukner ein und bringen die Quantenmechanik ins Spiel.

Durch Masse beeinflusst

Ein Bestandteil, die Heisenberg- sche Unschärferelation, sagt, dass Zeit und Energie eines Systems nie gleichzeitig exakt bestimmt werden können. Bei einer Uhr hieße das: Je genauer die Messung, desto unbestimmter ihre Energie. Nach Einstein bedeutet eine unbestimmte Energie aber nichts anderes als eine unbestimmte Masse. Befände sich eine zweite Uhr in der Nähe, würde sie über die Zeitdilatation, verursacht durch die Masse der ersten Uhr, beeinflusst. "Da diese Masse aber unscharf ist, ist auch ihr Effekt auf die zweite Uhr nicht genau definiert. Somit ist eine exakte Zeitmessung an beiden Orten unmöglich", so Brukner.

Dabei handle es sich um eine fundamentale Einschränkung in der Genauigkeit solcher Messungen - unabhängig vom Aufbau einer Uhr. Obwohl die Forscher die Relativitätstheorie mit der Quantenwelt verknüpft haben, betonen sie, dass sie keinen neuen Ansatz zur ersehnten Theorie der Quantengravitation darstellt, die die beiden Bereiche vereinen würde. Es sei aber gelungen, einzelne Standardformulierungen aus der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie so zu kombinieren, dass keine Widersprüche auftreten.