Ideja da se možemo vratiti u prošlost da promijenimo prošlost postala je jedna od omiljenih tehnika u filmovima, književnosti i televizijskim serijama. Harry Potter, Povratak u budućnost, Dan Groundhoga i mnogi drugi filmovi obećali su nam mogućnost ponovnog odabira u našoj prošlosti. Za većinu ljudi ova će prilika ostati fantastična jer svi zakoni fizike govore da je napredovanje u vremenu neizbježno i potrebno. Čak je došlo i do paradoksa u filozofiji koji je naglasio apsurdnost ove mogućnosti: ako bi putovanje vremenom bilo moguće, mogao bi se vratiti u vrijeme i ubiti djeda prije nego što su se roditelji uopće upoznali, čime je eliminirana mogućnost vlastitog postojanja. Dugo se vjerovalo da nema povratka. Ali zahvaljujući intrigantnim svojstvima prostora i vremena u Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti putovanje unatrag u vrijeme možda je moguće, kaže fizičar Ethan Siegel.
Ilustracija ranog svemira kvantne pjene u kojoj se kvantne fluktuacije očituju na najmanjim mjerilima. Pozitivne i negativne fluktuacije energije mogu stvoriti sitne kvantne crvotočine.
Započnimo s fizičkom idejom crvotočine. U poznatom svemiru na najmanjim mjerilima, na tkanini prostora-vremena pojavljuju se sitne kvantne fluktuacije. To uključuje fluktuacije energije u pozitivnim i negativnim smjerovima, koje se često događaju vrlo blizu jedna drugoj. Snažna, gusta fluktuacija pozitivne energije može stvoriti zakrivljeni prostor na određeni način, a snažna, gusta fluktuacija negativne energije savijat će prostor na suprotan način. Spojite li ove dvije regije zakrivljenosti, ukratko ćete dobiti kvantnu crvotočinu. Ako crvotočina traje dovoljno dugo, možete pokušati proći kroz nju česticu tako da ona odmah nestane na jednom mjestu u prostornom vremenu i pojavi se na drugom.
Točan matematički graf Lorentzijeve crvotočine. Ako je jedan kraj crvotočne rupe napravljen od pozitivne mase / energije, a drugi iz negativne mase / energije, crvotočna će rupa postati prohodna.
Na primjer, da se sve to poveća, i da se omogući čovjeku da prođe kroz crvotočanu, potrebno je malo rada. Iako sve poznate čestice u našem Svemiru imaju pozitivnu energiju ili bilo pozitivnu ili nulu masu, moguće je da čestice s negativnom masom i energijom postoje u okviru opće relativnosti. Naravno, još ih nismo pronašli, ali ako je vjerovati teorijskim fizičarima, ne postoji ništa što bi isključilo mogućnost njihovog postojanja.
Ako postoji supstanca s negativnom masom i energijom, stvarajući supermasivnu crnu rupu i njezin suparnik s negativnom masom i energijom, a potom ih kombinirajući, stvorit će se kroz nju crvotočina. Bez obzira koliko daleko odvojite ta dva superponirana objekta, ako imaju dovoljno mase i energije - i pozitivne i negativne - trenutna veza će ostati. Sve je to sjajno za trenutno putovanje kroz svemir. Ali što je s timingom? I tu ulaze zakoni posebne relativnosti.
Prema zakonu posebne relativnosti, stacionarni i pokretni dijelovi ostare različitom brzinom.
Ako putujete blizu brzine svjetlosti, osjetite fenomen poznat kao vremensko širenje. Vaše kretanje u prostoru i kretanje u vremenu povezani su brzinom svjetlosti: što se brže krećete kroz prostor, sporije ćete proći kroz vrijeme. Zamislite da imate odredište udaljeno 40 svjetlosnih godina i da možete putovati nevjerojatnom brzinom: preko 99,9% brzine svjetlosti. Ako se ukrcate u brod, putujete do neke zvijezde brzinom svjetlosti, a zatim se zaustavite, okrenite i vratite na Zemlju, pronaći će se nešto neobično.
Promotivni video:
Zbog usporavanja vremena i skraćivanja dužine, do odredišta možete stići za samo godinu dana, a zatim se vratiti u drugoj godini. Ali na Zemlji će proći 82 godine. Svi koje poznajete postat će vrlo stari. Ovako je putovanje vremenom fizički moguće: putujete u budućnost, a putovanje vremenom ovisit će samo o vašem kretanju u prostoru.
Je li moguće putovanje vremenom? S dovoljno crvotočinom, na primjer stvorenom od dvije supermasivne crne rupe (pozitivne i negativne mase i energije), mogli bismo pokušati.
Ako izgradite crvotočinu poput ove koju smo gore opisali, priča će se promijeniti. Zamislite da će jedan kraj crvotočne rupe biti nepomičan, na primjer, negdje u blizini Zemlje, dok će drugi putovati brzinom blizu svjetlosti. Nakon godinu dana brzog kretanja jednog kraja crvotočine, prolazite kroz nju. Što se dalje događa?
Pa, godina će biti različita za sve, pogotovo ako se svi kreću vremenom i prostorom drugačije. Ako govorimo o istim brzinama kao i prije, "pomični" kraj crvotočine starit će 40 godina, ali "miran" kraj - samo 1 godinu. Zakoračite u relativistički kraj crvotočine i stignite na Zemlju samo godinu dana nakon stvaranja crvotočine, a vi ćete sami stariti 40 godina.
Ako je prije 40 godina netko stvorio takav par zapetljanih crvotočina i poslao ih na slično putovanje, mogao bi zakoračiti u jedan od ovih danas, 2017. godine, i otputovati u 1978. godinu. Jedini problem je što sami niste mogli biti na ovom mjestu 1978. godine; morali ste biti na jednom kraju crvotočine ili putovati kroz svemir da biste je uhvatili.
Warp putovanja kako ih vidi NASA. Ako stvorite crvotočinu između dviju točaka u prostoru, tako da se jedna rupa relativizira u odnosu na drugu, promatrači koji prolaze kroz nju ostarili bi drugačije.
I usput, ovaj oblik putovanja u vrijeme zabranjuje i djedovo paradoks! Čak i ako je crvotočina stvorena prije začeća vaših roditelja, ne postoji način da se na drugom kraju crvotočine pojavite dovoljno rano da putujete unatrag u vremenu i pronađete svog djeda prije tog presudnog trenutka. U najboljem slučaju mogli biste svog novorođenog oca i majku odvesti na brod, uhvatiti se za kraj drugog otvora za crvotočine, pustiti ih da sazriju, stariti, začeti vas i onda sami krenuti niz crvotočnu rupu. Tada ćete upoznati svog djeda u njegovom premijeru, ali tehnički će to biti oko vremena kada su se vaši roditelji rodili.
Svemir daje poticaj za najneobičnije stvari. Naročito ako negativna masa i energija zaista postoje u Svemiru i mogu se kontrolirati. Ali putovanje unatrag u vrijeme nešto je sasvim neobično. Zbog neobičnosti i posebne i opće relativnosti putovanje prošlošću možda nije moguće samo u fikciji.