Egyre valószínűbb, hogy mégsem kizárt az időutazás

2018.08.28. 19:35

Fizikusok egy kvantummodellel feloldották azt a paradoxont, ami kizárja az időutazás lehetőségét. Egy amerikai és osztrák fizikusokból álló kutatócsoport módot talált az időutazásra, legalábbis elméletileg. Az időutazás szerintük elvileg lehetséges, de jelenleg még túllép a technikai képességeinken. Ennek ellenére sem minden tudós hisz abban, hogy ez megvalósítható lenne, néhányuk szerint egy ilyen kísérlet egyenesen végzetes lenne annak, aki keresztülmenne ezen.

Einstein negyedik dimenziója meggörbíti az időt

Bár a legtöbb ember állandónak és visszafordíthatatlannak gondolja az időt, Albert Einstein azonban megmutatta, hogy az idő illúzió, és relatív: folyamatosan változik a különböző megfigyelők számára, a sebességüktől függően.

Einstein elméletében az idő lett a negyedik dimenzió.

 

Albert Einstein alkotta meg a téridő fogalmátForrás: Popperfoto/Getty Images/2011 Popperfoto/Popperfoto/Getty Images

A tér háromdimenziós, és az utazónak három koordinátája van: a hosszúság, a szélesség és a magasság. Hagyományosan és szokásszerűen előre mozog csak. A téridő ezzel szemben egy négydimenziós „szövet”.

A téridő következménye, hogy az égitestek görbült pályán mozognak, és ez a térgörbület a gravitáció.

Az általános relativitáselmélet értelmében a gravitáció meggörbíti az időt.

A gravitáció nemcsak a teret, hanem az időt is meggörbítiForrás: ESO/M. Kornmesser

A speciális relativitáselmélet szerint viszont az idő lassulása vagy a sebesség gyorsulása attól függ, hogy milyen gyorsan mozog valami máshoz viszonyítva. A híres ikerparadoxon szerint a fénysebességet megközelítve az ember lassabban öregszik az űrhajóban, mint a földön maradt ikertestvére.

Néhány mikromásodpercet fiatalodnak az asztronauták

Mind az általános, mind pedig a speciális relativitáselméletek GPS-műholdas technológiával – amelyek nagyon pontos időmérőkkel rendelkeznek a fedélzetükön –, már bizonyítást nyertek.

A Nemzetközi Űrállomás az ISS-hez csatlakozott Endaveour űrsiklóvalForrás: NASA

A gravitáció hatásai, valamint a földi megfigyelőkhöz képest a Föld feletti megnövekedett sebesség a földön tartózkodó megfigyelőkkel szemben azt eredményezte,

hogy a korrigálatlan órák napi 38 mikromásodpercet nyertek.

 

Az asztronauták egy hosszabb misszió során néhány mikromásodpercnyit fiatalodnakForrás: MTI/EPA/NASA/CSA/Chris Hadfield

Bizonyos értelemben ez a hatás az úgynevezett idődilatáció, ami másképp azt jelenti, hogy az asztronauták időutazók, mivel – ugyan nagyon picikével, de – fiatalabban térnek vissza a Földre, mint az ikertestvéreik, akik a Földön maradtak.

Az iker- vagy óraparadoxon ma már tudományosan bizonyított ténynek számítForrás: TrendinTech

Az időutazást kizáró híres paradoxon, hogy ha valaki visszamegy az időben, és megakadályozza, hogy a szülei találkozzanak,

vagy például megöli az apját, akkor ő meg sem születhetne, ergo vissza se tud menni az időben, hogy megakadályozza saját megszületését.

Az időutazás paradoxonját igen nehéz áttörniForrás: Time Travel

Az új kvantummodell szerint viszont, ha valaki visszamegy az időben, és találkozik tinédzserkorú szüleivel, nem tudja szétválasztani őket.

A kutatók úgy vélik, az időutazás megtörténhet egyfajta visszacsatolási hurkon belül, ahol lehetséges a visszafelé mozgás,

de csak oly módon, ami komplementáris a jelennel. Tehát elméletileg bárki „visszapattanhat” az időben és körbenézhet, de nem tud semmi olyat tenni, ami megváltoztatja azt a jelent, amit hátrahagyott.

Még az időutazók sem tudnák megváltoztatni a jelent

Ez az új modell a kvantummechanika törvényeit használja, amivel megszabadul a híres paradoxontól. Bár a fizika törvényei úgy tűnik, megengedik az időutazást,

de az elv mégis tele van ellentmondásokkal.

A legfőbb probléma, hogy ha valaki visszamegy az időben, elméletben mégis tud csinálni valamit, ami megváltoztatja a jelent.

Ha valaki azzal a szándékkal térne vissza a múltba, hogy megölje a saját apját, sikeres időutazás esetén sem tudná gyilkos tervét megvalósítaniForrás: Barnes & Noble

Nyilvánvaló, hogy a jelent nem lehet megváltoztatni, és nem lehetséges, hogy az időutazók bármilyen szándékkal is, de megváltoztassák a jelent.

A létező emberek nem tűnhetnek el egyszerűen az éterben, hogy a múltbeli események befolyásolása esetleg megakadályozza megszületésüket.

Forrás: Medium

Tehát két alternatíva adott: az időutazás vagy nem lehetséges, vagy pedig valami megakadályozza, hogy bármilyen visszafelé irányuló mozgás megváltoztassa a jelent. Legtöbben az első opciót tartják valószínűbbnek,

de Einstein általános relativitáselmélete néhány fizikust arra a következtetésre vezetett, hogy mégis az utóbbi valószínűbb.

 

Albert Einstein egyenletei nem zárják ki az időutazás lehetőségétForrás: Origo

Az einsteini elmélet szerint a téridő visszagörbülhet saját magába, elvileg megengedve az időutazóknak, hogy visszakanyarodjanak a múltba, és találkozzanak saját fiatalkori önmagukkal.

Korlátok, amelyek megvédik a jelent a múltbeli változásoktól

Az amerikai és osztrák fizikusokból álló csoport azt állítja, hogy ez a szituáció csak akkor valósulhat meg,

ha léteznek olyan fizikai korlátok, amelyek megvédik a jelent a múltbeli változásoktól.

A kutatók azt állítják, hogy ezek a korlátok márpedig léteznek a kvantumfizika furcsa törvényei miatt, még ha hagyományosan nem is magyarázzák meg az időben való visszafelé mozgást.

A Végső visszaszámlálás c. amerikai filmben a rendkívül korszerű USS Nimitz atommeghajtású repülőgép-hordozó belekerül egy furcsa időalagútba, és a jelenből hirtelen visszarepül 1941 decemberébe, közvetlenül a Pearl Harbor elleni japán támadás előtti napokba. A hadihajó tisztikarának nagy dilemmája, hogy a fedélzetükön lévő csúcstechnikával a titokban Hawaii felé nyomuló japán flottát megsemmisítve, vajon meg tudják-e változtatni a történelem menetét. Az időutazással kapcsolatos legújabb teória szerint erre egyértelműen nem a válaszForrás: Pinterest

A kvantumviselkedést ugyanis nem az okság (determinizmus), hanem a valószínűség irányítja.

Mielőtt valamit megvizsgálunk, számos valószínűség létezik a dolog aktuális állapotát illetően, de amint megmérjük az állapotát, a bizonytalanság eltűnik, és a megfigyelő számára csak egyetlen állapota lesz.

A Nobel-díjas Niels Bohr és Werner Heisenberg (a kép bal szélén), a 20. századi elméleti fizika két nagy alakja. Heisenberg ismerte fel, hogy a részecskék világában nem érvényesül a determinizmusForrás: Wikimedia Commons

Ezt mondja ki Werner Heisenberg határozatlansági relációja is, amelynek értelmében a mérés, a megfigyelés mindent megváltoztat.

Amíg nem végzünk mérést, a részecske tulajdonságai meghatározhatatlanok.

Erre példa a híres kétrés-kísérlet: mindaddig, amíg a hátsó detektor meg nem mutatja helyzetét, az elektron bárhol lehet, és csak a megfigyelés pillanatában dől el, hol találjuk, mert a mérés mintegy arra „kényszeríti” az elektront, hogy kiválassza azt a helyet, ahol megtaláljuk.

Az atommag körül az elektronok felhőt alkotnak. Mindaddig, amíg meg nem mérjük egy elektron helyzetét, a részecske bárhol lehetForrás: Wikimedia Commons

Tehát, ha ismerjük is a jelent, nem tudjuk megváltoztatni azt. Például, ha valaki tudja, hogy az apja él a jelenben, a kvantumuniverzum törvényei szerint nincs lehetőség arra, hogy a múltban megöljék.

Egy időutazó még ha vissza is térne a második világháború időszakába, akkor sem tudna például merényletet elkövetni Hitler ellen, és ezzel megváltoztatni a történelem menetétForrás: Bundesarchiv

Ez olyan, mintha a jelen valamiféle furcsa módon számításba venne minden, a múltba visszavezető lehetséges utat,

mert a példánál maradva, ha az apa most biztosan él, a múltba visszafele vezető egyik út sem vezethet a halálához.

Hiába menne vissza valaki rossz szándékkal az időben, nem tudná megölni az apját

Ezzel kapcsolatosan Dan Greenberger, az amerikai University of New York professzora elmondta, hogy a kvantummechanika különbséget tesz aközött, ami lehet, hogy csak megtörténik, és ami már megtörtént.

Elemi részecskék a kvantummechanikai atommodellben (számítógépes illusztráció). A kvantumfizikában teljesen más törvényszerűségek érvényesülnek, mint a makrovilágbanForrás: Science Photo Library/PASIEKA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Pasieka

A fentebbi példánál maradva, ha valaki vissza is megy az időben azzal a szándékkal, hogy megölje az apját, ám tudja, hogy az időutazás megkezdésekor az apja békésen üldögél a székében, amikor itthagyja őt a jelenben, biztos lehet benne, hogy valami meg fogja akadályozni, hogy megölje őt a múltban.

A múlt eseményeit az időutazó sem tudná megváltoztatniForrás: Astronomy Trek

Például, az illető visszamegy a múltba ezzel a szándékkal, de akkor érkezik meg, amikor az apja már elhagyta a szobát, és nem fogja őt megtalálni. Vagy a múltba visszaérkezett időutazó egyszerűen meggondolja magát; nem lesz képes arra, hogy kioltsa apja életét,

mert az a szilárd tény, hogy ő a jelenben él, összeesküszik ellene,

úgyhogy soha sem léphet arra az ösvényre, ami ahhoz vezetne, hogy megölje saját magát is a múltban.

Einstein megjósolja a féreglyukak létezését

Albert Einsteintől megtanultuk, hogy a tér három dimenziójához az idő negyedik dimenzióként kapcsolódik,

ezt a rendszert hívta ő téridőnek, ami ma az univerzum általános modellje.

De Einstein úgy gondolta, hogy a téridőt össze lehet hajtani, létrehozva így egy sajátos átvágást a tér két egymástól távol lévő pontja közt.

Albert Einstein, a világhírű Nobel-díjas elméleti fizikus megjósolja a féreglyukak létezését isForrás: Wikimedia Commons

Ez az egyelőre még hipotetikus jelenség a féreglyuk vagy féregjárat, lényegében egy olyan csatorna két nyílással,

amelynek mindkét nyílása a téridő különböző pontjain bukkan fel.

Az asztrofizikusok szerint féreglyukak természetes módon is létezhetnek a kozmoszban.

Szimuláció egy féregjáratrólForrás: Davide and Paolo Salucci

Oroszországban folyik is egy kutatási program,

amelyben a csillagászok rádióteleszkópok segítségével próbálnak rábukkanni a féregjáratok nyomára.

 

Rádióteleszkópok segítségével keresik a féregjáratok nyomátForrás: Wikimedia Commons

Az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA asztrofizikusai szerint

az általános relativitáselmélet ad ugyan egy olyan forgatókönyvet, ami lehetővé tenné az utazónak, hogy visszamenjen az időben,

ám az ehhez kapcsolódó egyenletek azonban annyira bonyolultak, hogy egyelőre lehetetlen fizikális megvalósításuk.

Sötét anyag, mint a féreglyukak tartóoszlopa

Az időutazásra az lehetne az egyik teoretikus lehetőség, hogy gyorsabban utazzunk a fénysebességnél, ám Einstein egyenletei egyértelműen azt mutatják, hogy ha egy tárgy fénysebességgel mozog,

a tömege végtelenné válik, a hosszúsága pedig zéró lesz, ami fizikailag lehetetlen.

 

Fantáziagrafika a féreglyukon áthaladó űrjárműrőlForrás: wikimedia.org

(Néhány tudós kiterjesztette az egyenletet, és ők azt állítják, hogy ez elméletileg mégis lehetséges lenne.)

A NASA kutatói szerint elvben lehetséges lenne féregjáratokat létrehozni,

és azokon átlépni a téridő egy nagyon távoli másik pontjára, ám a számítások szerint a féreglyukak rendkívül instabil képződmények, és olyan gyorsan összeomlanának, hogy csak néhány elemi részecske tudna átjutni rajtuk.

Jelenet a nagy sikerű Vissza a jövőbe című filmből. Az időutazás egyike az emberi fantáziát legjobban megmozgató kérdéseknekForrás: Youtube

(Más kérdés, hogy a féreglyukak létrehozásához szükséges technológiától még nagyon távol áll az emberiség.)

A kvantummechanika nagy kérdése, a sötét anyag problematikája is még megoldásra várForrás: CERN

Ha egy időgép valaha mégis kiaknázná a téridő áthidalásának ezt a páratlan lehetőségét, módot kellene találni a féreglyuk gyors összeomlásának megakadályozására,

mert ezt csak akkor lehetne felhasználni az időutazásra, ha elég ideig nyitva maradna ahhoz, hogy lehetővé tegye az űrkapszula keresztüljutását, ami megkívánná a – mindennapi életben nem igazán létező – negatív energiát is.

Az időgép megalkotásának problematikája jelenleg még megoldhatatlan kérdések egész sorát veti felForrás: Wikimedia Commons

Az antigravitációs hatású sötét anyag elméletben megoldást nyújthat erre a problémára, és az imént említett kozmoszt átható negatív energia is.

Forrás: NASA/JPL

Ha rájövünk mi is ez a negatív energia, lehet, hogy képesek leszünk „kitámasztani” a fekete lyuk bejáratát, elegendően hosszú ideig ahhoz, hogy az egyik végén bemenjünk, és a másikon kijöjjünk.

Vissza a múltba, a lézersugár segítségével

Ron Mallett, az University of Connecticut amerikai egyetem fizikusa egy igen érdekes ötlettel állt elő.

Épített egy kis eszközt, ami az időgép építéséhez általa használhatónak vélt elveket szemlélteti.

A módszer lényege, hogy lézerrel cirkuláló fénysugarakat generálnak, a lézergyűrűn belül pedig a tér is görbültté válna.

A számítások szerint nagy intenzitású lézersugárzással kis térben megváltoztatható a lineáris idővonal, és hurokba fordítható az időForrás: dpa Picture-Alliance/AFP/Markus Scholz

Leegyszerűsítve olyan, mintha megkevernénk a kávét. Mivel a tér és az idő szoros kapcsolatban áll egymással, a gyűrődő tér gyűrni fogja az időt is. Ha elég nagy intenzitású lézersugárzást generálnak egy elég kis térben, akkor a számítások szerint lehetséges volna megváltoztatni azt a normál, lineáris idővonalat, amelyben létezünk.

Az általános relativitáselmélet értelmében a fekete lyukak környezetében is drasztikusan torzul a téridő szerkezeteForrás: Zamanda Yolculuk

Ha a tér elég erősen meggörbül, ez a lineáris idővonal is hurokba fog hajlani, és ha az idő hirtelen hurokba görbül, az lehetővé tenné számunkra a múltba való utazást, legalább is így véli Ron Mallett.

Forrás: Space Wallpapers

A tetszetős teóriának azonban van még két, egyelőre megoldhatatlan problematikus pontja:

egyrészt a működéshez szüksége hatalmas mennyiségű energia előállítása, másrészt pedig az a módszer, hogy az időutazás minden kellékét mikroszkopikus méretűre zsugorítsák.

Van, aki szerint az időutazás csak halálos kimenetelű lehetne 

A kozmikus húrok elmélete szerint ezek a különleges, keskeny energiacsövek az egész univerzum hosszán átnyúlnak,

és az előrejelzések alapján olyan nagy mennyiségű tömeget tartalmaznak, hogy képesek meggyűrni maguk körül a téridőt.

(Az asztrofizikusok a kozmikus húrokat a korai univerzum maradékainak tekintik.)

A húrelmélet szerint ezek a különleges, keskeny energiacsövek az egész univerzum hosszán átnyúlnakForrás: logg.reblog.hu

Ha két kozmikus húr párhuzamosan közelít egymáshoz, energikusan és olyan sajátos alakban meggörbítik a téridőt,

ami elvileg lehetővé teszi az időutazást.

Néhányan viszont nem értenek egyet a fenti opciókkal, és úgy vélik, hogy az időutazás nem lehetséges.

A húrelmélet olyan izgalmas kérdéseket vet fel, amelyek szorosan kapcsolódnak az időutazás problematikájához isForrás: TED

Charls Lu, az American Museum of Natural History fizikusa szerint matematikailag ez egyszerűen nem működik.

Jeff Tollaksen, a Chapman University fizikusának határozott véleménye szerint az emberek képtelenek lennének kiállni egy időutazást,

mivel a fénysebesség körüli tartományban utazni ugyanúgy halálos lenne, mint a gravitációs görbület alkalmazása.

Vajon hová vezethetne az időutazás? Ez a bonyolult kérdés Stephen Hawkingot is erősen foglalkoztattaForrás: Heavy.com

Az időutazáshoz természetesen időgépre is szükség van.

Az időgépnek kellene úgy meghajlítania a téridőt, hogy az idővonalak magukon visszafordulva egy hurkot formáljanak, azaz „zárt időszerű görbét” hozzanak létre. Hogy ezt megvalósítsuk, ahhoz az úgynevezett egzotikus anyagra, negatív energiasűrűségre lenne szükség.

Az időutazás nem csupán a kvantumfizika, hanem az ismeretelmélet és a filozófia nagy kérdése isForrás: Outer Places

Ennek az anyagnak merőben mások a tulajdonságai, mint a megszokottnak. Noha az egzotikus anyag elviekben létezhet, ám csak olyan kis mennyiségben, ami a számítások szerint nem lenne elegendő egy időgép működtetéséhez.

Az időgép esetleges megalkotásához mindenekelőtt magát az időt kellene sokkal alaposabban megismerniForrás: Science Vibe

Az időgép használatához azonban elsősorban magát az időt kellene részleteiben is megérteni.

A jelenleg általánosan elfogadott nézet, amely közvetlenül Einstein egyenleteiből származik, az, hogy az univerzum a téridő állandó egysége.

A múlt, a jelen és a jövő is már meg van írva előre

Dr. Kirstie Miller, a Centre for Time at the University of Sydney ausztrál egyetem kutatási igazgatója elmondta, hogy

ami a modellben fontos, az az, hogy a múlt, a jelen és a jövő is mind egyenlően valós legyen.

Tehát bármire is gondolunk, ami valaha létezett, létezik vagy létezni fog, minden valahogy kint van a téridőben.

A múlt, a jelen és a jövő is már meg van írva a teória szerintForrás: VideoBlocks

Miller mutat egy módot, hogyan vizualizáljuk Einstein egységmodelljét. Gondoljunk más helyekre az időben úgy, mint más helyekre a térben. A kutató hasonlata szerint itt vagyunk például Sydney-ben, de vannak emberek, akik ezzel egyidejűleg éppen Szingapúrban vagy Londonban vannak .

Einstein egységelméletének lényege egyszerűen szemléltethetőForrás: Wikimedia Commons

Azok a helyek teljesen valósak, csak arról van szó, hogy mi nem vagyunk ott. Ez azt sugallja,

hogy nincsen, ami megakadályoz bennünket abban, hogy felcseréljük azt, hogy hol vagyunk most, valami más helyre és időre.

De ebből arra is következtethetünk, hogy a múlt, a jelen és jövő már meg van írva, úgyhogy ha visszautazhatnánk a múltba, sem lennénk képesek változtatni rajta.

Forrás: Astronomy Trek

Az egységmodell úgy kezeli az idő mindennapi fogalmát, mint egy illúziót,

egy módját annak, hogy az emberek racionalizálják a valóságot. Lee Smolin, a kanadai Waterloo városbeli Perimeter Institute fizikai kutatóintézet professzora nem ért egyet ezzel a nézettel. Ő úgy hiszi, hogy az idő múlása valós és alapvető jelenség.

Az idő múlása valós és alapvető jelenségForrás: Resonance Science Foundation

Szerinte az idő múlása lehetetlen, mivel ami valós, az a jelen pillanat,

a múlt csak abban az értelemben realitás, hogy megmaradnak az emlékek és a múltbéli felvételek a jelenben, a jövő pedig még csak létezni fog, tehát nincs hová menni.

A kvantumfizikában semmi sem lehetetlen

Smolin kollégája, a Perimeter Institute igazgatója, Neil Turok professzor úgy gondolja, hogy a kvantumfizika furcsa világa nagyon fontos lehet, hogy megválaszolja ezt az összetett kérdést. A fizikának ez a területe csak nagyon kis skálán érvényesül,

ott, ahol a klasszikus fizika szabályai nem működnek.

 

A kvantumfizika világában semmi sem lehetetlenForrás: Origo

Így például a kvantumfizika világában lehetséges, hogy egy részecske egyszerre több helyen is jelen legyen,

ez pedig a makrovilágban elképzelhetetlen. Turok úgy gondolja, van annak valószínűsége, hogy visszamenjünk az időben. A kvantumfizikában semmi sem lehetetlen, „a részecskék keresztülutaznak a falakon”.

Minél távolabbi objektumot pillantunk meg az univerzumban, időben is egyre távolabb jutunk a múltbanForrás: NASA

Szerinte az időutazás távoli remény marad, mert most még senkinek sincs igazán elfogadható ötlete, hogyan menjünk vissza az időben, de jöhet néhány okos tudós, akik majd megválaszolják, hogyan törjük át a kérlelhetetlennek látszó szabályok falát.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK