Potovanje v času že od vekomaj buri človeško domišljijo. Če bi le lahko odpotovali v preteklost in popravili svoje napake ali pa skočili v prihodnost in si zapisali dobitno številko loterijskega žreba – kako navidezno sanjsko bi lahko bilo življenje časovnega popotnika.
A zdi se, da so to samo pobožne želje, ki jih zakoni časa in prostora v tem vesolju ne dopuščajo. Kolikor vemo, še nikomur ni uspelo zavrteti časa nazaj ali naprej.
Po mnenju slavnega britanskega fizika Stephena Hawkinga je najboljši dokaz za to, da je potovanje v času nemogoče, to, da med nami ni turistov iz prihodnosti. Če bi namreč bilo potovanje v času izvedljivo in bi ga ljudje v prihodnosti odkrili, potem bi morali biti med nami danes popotniki, ki so šli na izlet v preteklost.
A najsi bo ideja o časovnih skokih še tako nemogoča, si fiziki vseeno ne morejo pomagati, da ne bi o njej resno razmišljali in v svojih enačbah iskali skrite predore v preteklost in prihodnost. In tako se v njihovih glavah vsake toliko časa pojavi kakšna ideja o tem, kako bi lahko prelisičili navidezno trdno zacementirane zakone časa in odprli prepovedana vrata v preteklost ali prihodnost.
Prvi, ki je v fizikalnih zakonih našel časovno luknjo, je bil genialni avstrijski matematik Kurt Gödel. Ta je leta 1949 v Einsteinovih enačbah teorije relativnosti odkril, da bi bilo časovno potovanje mogoče, če bi se naše vesolje vrtelo.
Vrtenje vesolja bi namreč ustvarjalo časovne zanke, ki bi odpirale pot v preteklost ali prihodnost. V tem primeru bi bilo celotno vesolje nekakšen časovni stroj. A žal vse dosedanje meritve in raziskave kažejo, da se naše vesolje ne vrti, ampak lepo ždi pri miru, torej Gödelove časovne zanke v tem vesolju najbrž ne obstajajo.
Še bolj zanimiv pa je predlog, ki ga je leta 1988 predstavil ameriški teoretični fizik Kip Thorne. Thorne je predpostavil obstoj t.i. črvin v prostor-času, ki so nekakšen portal v preteklost ali prihodnost. Po mnenju nekaterih znanstvenikov, kot je Stephen Hawking, tovrstne črvine niso samo zanimiva teoretična iznajdba, ampak tudi dejansko obstajajo.
Obstajale naj bi vsepovsod okrog nas, vendar so žal premajhne, da bi jih lahko videli ali zaznali. V podmikroskopskim svetu, še dosti manjšem kot sami atomi, naj bi se črvine nenehno spontano pojavljale in izginjale in za kratke trenutke odpirale vrata v času.
Žal so te črvine velike samo miljardinko-triljoninko triljoninko centimetra, daleč premajhne, da bi lahko skoznje potoval kakšen atom, kaj šele človek. A nekateri znanstveniki verjamejo, da bi nekoč lahko ujeli takšno črvino, jo povečali ter s tem ustvarili pravcati časovni stroj.
Edina težava pri tem je, da bi pri tem potrebovali eksotično materijo z negativno energijo. Do danes še nihče ni videl ali dokazal, da bi takšna nenavadna materija res obstajala, zato časovni stroj iz črvine za zdaj še ostaja v sferi znanstvene-fantastike.
Rotirajoče vesolje in črvine pa niso edina teoretična pot do časovnih skokov. V zadnjih desetletjih so fiziki predlagali še precej drugih scenarijev, ki odpirajo portale v času od t.i. golih črnih lukenj, do asimetrično zvitih membran, ki jih predvideva teorija strun.
Če je namreč verjeti priznanemu nemškemu fiziku Heinrich Päsu, je v primeru, da ima naše vesolje več dimenzij, kot samo običajne štiri, kot napoveduje špekulativna teorija strun, potem je mogoče pod določenimi pogoji preko dodatnih dimenzij tudi potovati v času.
Spet drugi, kot je ruski matematik Igor Volovich, pa pravijo, da smo ljudje mogoče že izdelali prvi časovni stroj. Imenoval naj bi se veliki hadronski trkalnik, ki stoji v švicarskem raziskovalnem središču CERN.
Po Volovichovem mnenju ta največji pospeševalnik delcev na svetu pri silovitem zaletavanju delcev ustvarja tudi časovne luknje, ki osnovne delce pošilja na potovanje v času. Volovich zato verjame, da bi lahko dokaz, da je časovno potovanje mogoče, našli v prihodnjih letih v podzemnih predorih CERN-a.
A kljub vsem obetajočim teoretičnim možnostim časovnega popotovanja, pa še vedno obstaja nekaj velikih fizikalno-filozofskih ovir. Ena od najbolj očitnih je t.i. »paradoks dedka«, ki pravi, da bi lahko časovni popotnik skočil v preteklost in ubil svojega dedka, s čimer bi preprečil svoje rojstvo.
To bi povzročilo paradoks, ki bi ga bilo težko razrešiti, razen če v tej realnosti ne obstajajo vzporedna vesolja ali kaj podobnega. Ta in drugi paradoksi, ki jih povzroča časovno popotovanje, so navedli Stephena Hawkinga v to, da je razglasil t.i. domnevo kronološke zaščite, ki predpostavlja, da je naše vesolje narejeno tako, da potovanje v času v njem ni mogoče.
Odgovor na vprašanje, ali je mogoče potovati v času torej še ni dokončen, zato je zaželeno, da če kdaj srečate kakšnega turista iz prihodnosti, da ga napotite tudi do najbližjega fizika.
———
INTERVJU
Prof. Heinrich Päs s Tehniške univerze v Dortmundu je že bil naš gost v oddaji o tahionih. Je avtor knjige Die perfekte Welle(Popolni val) o nevrtinih, dodatnih dimenzijah in potovanju skozi čas. Prihodnje leto bo v založbi Harvard University Press izšel tudi angleški prevod.
Nazadnje ko sva govorila o eksperimentu OPERA in novici, da tahioni morda potujejo hitreje kot svetloba, ste rekli, da ste vznemirjeni in hkrati skepitični. Podobno jaz razmišljam o potovanju skozi čas. Je to resna znanstvena tema ali bolj domena teoretičnih špekulacij in znanstvene fantastike?
Da, to je res nekoliko eksotična tema, vendar pa se številni znanstveniki z njo vseeno ukvarjajo. To je sicer teoretična špekulacija, ampak je na drugi strani resna. Obstajajo resni znanstveniki, ki svoj čas posvečajo vprašanju, ali je potovanje skozi čas mogoče ali ne. Torej so to resne raziskave, a špekulativne v tem smislu, da rezultatov teh teorij ta trenutek še ni mogoče eksperimentalno preveriti. Kljub temu pa lahko iz teh raziskav že danes poglabljamo svoje razumevanje o samem konceptu časa, Einsteinovi teoriji relativnosti in kvantni gravitaciji.
Katera od teoretičnih idej za potovanje v času je po vašem najbolj obetajoča? So mogoče to t.i. črvine ali pa dodatne dimenzije v teoriji strun?
To je težko presoditi. Dodatne dimenzije niso tako zelo različne od črvin, saj imajo določene lastnosti. Dodatne dimenzije se lahko obnašajo popolnoma krotko in ne dovoljujejo potovanja v času, če pa so zvite na določen način, potem so podobne črvinam in imajo podobne lastnosti. Imajo tudi nekaj prednosti pred črvinami v tem smislu, da za zdaj še nihče ni videl črvine, torej so, če obstajajo, najbrž daleč proč, medtem ko se dodatne dimenzije mogoče skrivajo že za naslednjim vogalom. Prav tako nekateri problemi, ki so povezani s prostorom in časom pri črvinah, kot je potreba po eksotični materiji in energiji, v primeru dodatnih dimenzij niso tako žgoči.
Nam lahko na razumljiv način pojasnite, kako bi bilo mogoče skozi črvine potovati v času?
Torej, v osnovi črvina predstavlja povezavo oziroma bližnjico med dvema točkama v prostoru, ki sta ločeni z veliko razdaljo. Ker v Einsteinovi teoriji posebne relativnosti koncept sočasnosti ni jasno opredeljen, lahko v primeru dveh dogodkov, ki sta ločena z veliko razdaljo v prostoru, obrnemo časovni vrstni red teh dveh dogodkov. Se pravi, če bi skočili v črvino, bi vas oseba, ki bi vas opazovala, videla, da ste iz črvine na drugem koncu iztopili še preden ste skočili notri. Torej bi bilo to resnično potovanje v času, naredili bi krog v prostoru, v času pa bi prispeli, preden ste štartali.
Bi lahko v bližnji prihodnosti tudi dokazali, da je mogoče potovati v času? Nekateri verjamejo, da bi takšne eksperimente naredili v švicarskem CERN-u?
Odvisno je od tega, kako bi lahko ustvarili to zanko v prostoru in času. Če bi bilo to prek dodatne dimenzije, potem bi bilo v pomoč, če bi lahko pripravili delce, ki lahko potujejo v to dodatno dimenzijo. Osebno sem pred časom skupaj s Tomom Weilerjem iz univerze Vanderbilt predlagal, da bi lahko za to uporabili nevtrine, ki bi lahko ubrali bližnjico čez prostor in čas in tako na cilj prispeli, preden so začeli potovanje. Podobno je Tom Weiler predlagal, da bi v Cernu lahko nekako našli način, da bi ustvarili eksotične gostote energije, s katerimi bi upognili prostor inčas in s tem ustvarili časovni stroj. Same črvine bi lahko iskali tudi v vesolju. Torej, odvisno od tega, kakšen časovni stroj iščete, so potem načini, kako jih eksperimentalno testirati. Vsi ti testi so zahtevni in bodo izvedljivi mogoče nekoč v prihodnosti.
Ali verjamete, da bomo ljudje kdaj v prihodnosti lahko končno zgradili časovni stroj? Med drugim bi kaj takšnega vodilo do resnih zapletov, kot je na primer »paradoks dedka«.
V kvantni fiziki obstajajo ideje, da bi lahko realnost zapolnjevali vzporedni svetovi. Pri tem se ob vsakem dogodku zgodijo vse potencialne možnosti, ki se odvijejo sočasno v paralelnih vesoljih. To se sicer sliši zelo eksotično, če pa na to pogledate bolj resno, potem je to najmanj kontradiktorna interpretacija kvantne fizike. Če torej to vzamete resno, potem bi časovni potnik pri skoku v preteklost dejansko pristal v vzporednem vesolju, kjer bi lahko ubil svojega dedka, vendar to nanj ne bi imelo vpliva, saj bi dedek, ki živi v njegovem vesolju, ostal živ. S tem se torej izognemo temu paradoksu. Na drugi strani pa na primer pristopi h kvantni gravitaciji favorizirajo pogled, da sta čas in svobodna volja iluzija in da je vse, kar se zgodi, že določeno, torej se že po definiciji ne more zgoditi nič protislovnega.
