Egyre valószínûbb, hogy mégsem kizárt az idõutazás
Fizikusok egy kvantummodellel feloldották azt a paradoxont, ami kizárja az idõutazás lehetõségét. Egy amerikai és osztrák fizikusokból álló kutatócsoport módot talált az idõutazásra, legalábbis elméletileg. Az idõutazás 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 idõt

Bár a legtöbb ember állandónak és visszafordíthatatlannak gondolja az idõt, Albert Einstein azonban megmutatta, hogy az idõ illúzió, és relatív: folyamatosan változik a különbözõ megfigyelõk számára, a sebességüktõl függõen.

Einstein elméletében az idõ lett a negyedik dimenzió.

 

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

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

Az általános relativitáselmélet értelmében a gravitáció meggörbíti az idõt.

A speciális relativitáselmélet szerint viszont az idõ 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 ûrhajóban, mint a földön maradt ikertestvére.

Néhány mikromásodpercet fiatalodnak az asztronauták

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

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

hogy a korrigálatlan órák napi 38 mikromásodpercet nyertek.

 

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

Az idõutazást kizáró híres paradoxon, hogy ha valaki visszamegy az idõben, és megakadályozza, hogy a szülei találkozzanak,

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

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

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

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

Még az idõutazók sem tudnák megváltoztatni a jelent

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

de az elv mégis tele van ellentmondásokkal.

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

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

A létezõ emberek nem tûnhetnek el egyszerûen az éterben, hogy a múltbeli események befolyásolása esetleg megakadályozza megszületésüket.

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

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

 

Az einsteini elmélet szerint a téridõ visszagörbülhet saját magába, elvileg megengedve az idõutazóknak, 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 idõben való visszafelé mozgást.

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

Mielõtt valamit megvizsgálunk, számos valószínûség létezik a dolog aktuális állapotát illetõen, de amint megmérjük az állapotát, a bizonytalanság eltûnik, és a megfigyelõ számára csak egyetlen állapota lesz.

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 dõl el, hol találjuk, mert a mérés mintegy arra „kényszeríti” az elektront, hogy kiválassza azt a helyet, ahol megtaláljuk.

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 lehetõség arra, hogy a múltban megöljék.

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

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

Hiába menne vissza valaki rossz szándékkal az idõben, 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.

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

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

mert az a szilárd tény, hogy õ 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 Einsteintõl megtanultuk, hogy a tér három dimenziójához az idõ negyedik dimenzióként kapcsolódik,

ezt a rendszert hívta õ téridõnek, ami ma az univerzum általános modellje.

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

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

amelynek mindkét nyílása a téridõ különbözõ pontjain bukkan fel.

Az asztrofizikusok szerint féreglyukak természetes módon is létezhetnek a kozmoszban.

Oroszországban folyik is egy kutatási program,

amelyben a csillagászok rádióteleszkópok segítségével próbálnak rábukkanni a féregjáratok nyomára.

 

Az amerikai ûrkutatási hivatal, a NASA asztrofizikusai szerint

az általános relativitáselmélet ad ugyan egy olyan forgatókönyvet, ami lehetõvé tenné az utazónak, hogy visszamenjen az idõben,

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

Sötét anyag, mint a féreglyukak tartóoszlopa

Az idõutazásra az lehetne az egyik teoretikus lehetõség, hogy gyorsabban utazzunk a fénysebességnél, ám Einstein egyenletei egyértelmûen azt mutatják, hogy ha egy tárgy fénysebességgel mozog,

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

 

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

A NASA kutatói szerint elvben lehetséges lenne féregjáratokat létrehozni,

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

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

Ha egy idõgép valaha mégis kiaknázná a téridõ áthidalásának ezt a páratlan lehetõségét, módot kellene találni a féreglyuk gyors összeomlásának megakadályozására,

mert ezt csak akkor lehetne felhasználni az idõutazásra, ha elég ideig nyitva maradna ahhoz, hogy lehetõvé tegye az ûrkapszula keresztüljutását, ami megkívánná a – mindennapi életben nem igazán létezõ – negatív energiát is.

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

Ha rájövünk mi is ez a negatív energia, lehet, hogy képesek leszünk „kitámasztani” a fekete lyuk bejáratát, elegendõen 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 elõ.

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

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

Leegyszerûsítve olyan, mintha megkevernénk a kávét. Mivel a tér és az idõ szoros kapcsolatban áll egymással, a gyûrõdõ tér gyûrni fogja az idõt is. Ha elég nagy intenzitású lézersugárzást generálnak egy elég kis térben, akkor a számítások szerint lehetséges volna megváltoztatni azt a normál, lineáris idõvonalat, amelyben létezünk.

Ha a tér elég erõsen meggörbül, ez a lineáris idõvonal is hurokba fog hajlani, és ha az idõ hirtelen hurokba görbül, az lehetõvé tenné számunkra a múltba való utazást, legalább is így véli Ron Mallett.

A tetszetõs teóriának azonban van még két, egyelõre megoldhatatlan problematikus pontja:

egyrészt a mûködéshez szüksége hatalmas mennyiségû energia elõállítása, másrészt pedig az a módszer, hogy az idõutazás minden kellékét mikroszkopikus méretûre zsugorítsák.

Van, aki szerint az idõutazás csak halálos kimenetelû lehetne 

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

és az elõrejelzések alapján olyan nagy mennyiségû tömeget tartalmaznak, hogy képesek meggyûrni maguk körül a téridõt.

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

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

ami elvileg lehetõvé teszi az idõutazást.

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

Charls Lu, az American Museum of Natural History fizikusa szerint matematikailag ez egyszerûen nem mûködik.

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

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

Az idõutazáshoz természetesen idõgépre is szükség van.

Az idõgépnek kellene úgy meghajlítania a téridõt, hogy az idõvonalak magukon visszafordulva egy hurkot formáljanak, azaz „zárt idõszerû görbét” hozzanak létre. Hogy ezt megvalósítsuk, ahhoz az úgynevezett egzotikus anyagra, negatív energiasûrûségre lenne szükség.

Ennek az anyagnak merõben mások a tulajdonságai, mint a megszokottnak. Noha az egzotikus anyag elviekben létezhet, ám csak olyan kis mennyiségben, ami a számítások szerint nem lenne elegendõ egy idõgép mûködtetéséhez.

Az idõgép használatához azonban elsõsorban magát az idõt kellene részleteiben is megérteni.

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

A múlt, a jelen és a jövõ is már meg van írva elõre

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 jövõ is mind egyenlõen valós legyen.

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

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

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 idõre.

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

Az egységmodell úgy kezeli az idõ 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. Õ úgy hiszi, hogy az idõ múlása valós és alapvetõ jelenség.

Szerinte az idõ 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 jövõ 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 mûködnek.

 

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 valószínûsége, hogy visszamenjünk az idõben. A kvantumfizikában semmi sem lehetetlen, „a részecskék keresztülutaznak a falakon”.

Szerinte az idõutazás távoli remény marad, mert most még senkinek sincs igazán elfogadható ötlete, hogyan menjünk vissza az idõben, de jöhet néhány okos tudós, akik majd megválaszolják, hogyan törjük át a kérlelhetetlennek látszó szabályok falát.
idõdilatáció idõutazás általános relativitáselmélet idõgép egyidejûség ikerparadoxon féreglyuk téridõ kvantummodell fénysebesség Albert Einstein sötét energia elméleti fizika speciális relativitáselmélet téridõ görbület elemi részecske energia húrelmélet kvantumfizika Univerzum Heisenberg-féle határozatlansági reláció