Physiker analysieren Zeitabhängigkeit der Entropie im Kontext der Boltzmann-Gehirn-Hypothese

Führende Physiker aus den USA und Europa haben sich jüngst mit der Hypothese des Boltzmann-Gehirns (BB) befasst, einem Gedankenexperiment, das die Verlässlichkeit unserer Wahrnehmungen und Erinnerungen infrage stellt. Die Hypothese postuliert, dass die beobachtete Realität möglicherweise nicht die tatsächliche Vergangenheit des Universums widerspiegelt, sondern das Ergebnis zufälliger Quantenfluktuationen der Entropie sein könnte. Eine detaillierte Analyse dieser Fragestellung, die fundamentale Spannungen in der statistischen Physik aufzeigt, wurde in der Fachzeitschrift Entropy veröffentlicht und beleuchtet die Struktur des Paradoxons im Lichte des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik und der Natur der Zeit.

Zu den zentralen Akteuren dieser Forschung gehören Professor David Wolpert vom Santa Fe Institute (SFI), der theoretische Physiker Carlo Rovelli und der Student Jordan Scharnhorst. Ihre Untersuchung konzentrierte sich auf den H-Satz, den Ludwig Boltzmann formulierte, um die Richtung der Zeit, den sogenannten „Zeitpfeil“, zu beschreiben. Die Autoren argumentieren, dass Schlussfolgerungen bezüglich der Boltzmann-Gehirne, der Zeitrichtung und der Verlässlichkeit von Gedächtnisinhalten maßgeblich davon abhängen, welchen Zeitpunkt die Forscher als Bezugspunkt für ihre Entropieanalyse wählen, und nicht allein von den physikalischen Gesetzen. Diese Arbeit baut auf früheren Diskussionen auf, in denen Rovelli und Wolpert bereits die Auffassung vertraten, dass BB-Argumente, die sich nicht selbst untergraben, außerhalb des Zuständigkeitsbereichs der Wissenschaft lägen.

Die Studie stellt die konventionelle Methode zur Definition des Anfangszustandes des Universums bei der Betrachtung des Entropiewachstums fundamental in Frage. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der H-Satz, betrachtet als zeit-symmetrischer Markov-Prozess, impliziert, dass gängige Ansätze zur Entropiebetrachtung auf die willkürliche Festlegung eines einzelnen Zeitpunkts konditioniert werden müssen. Diese Erkenntnis entwirrt die Verstrickungen zwischen der BB-Hypothese, dem zweiten Hauptsatz und der sogenannten „Vergangenheits-Hypothese“, indem sie aufzeigt, dass viele Standardargumente auf zirkulärem Denken beruhen. Die Analyse liefert keine endgültige Auflösung des Paradoxons, schafft jedoch Klarheit über dessen inhärente Struktur, indem sie physikalische Gesetze von interpretatorischen Entscheidungen trennt.

Diese Forschung gewinnt an Aktualität, da sie grundlegende Fragen nach der Natur der Realität und des Gedächtnisses berührt, die Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Debatten sind. Die Veröffentlichung erfolgte Ende 2025 oder Anfang 2026. Carlo Rovelli, bekannt durch Werke wie Die Ordnung der Zeit, wird im März 2026 sein neues Werk On the Equality of All Things veröffentlichen. Die Untersuchung verlagert den Fokus des Boltzmann-Gehirn-Problems von der Kosmologie auf die Methodik der physikalischen Modellierung selbst. Durch die Betonung der Abhängigkeit der Ergebnisse vom gewählten Zeitreferenzpunkt führen die Wissenschaftler eine Meta-Ebene-Kritik darüber ein, wie Physiker Fragen nach Anfangsbedingungen formulieren. Die Arbeit unterstreicht die inhärente Ambiguität, wenn zeit-asymmetrische Konzepte wie das Gedächtnis auf fundamental zeit-symmetrische physikalische Rahmenwerke angewendet werden.