Időutazás: a jövő fantazmagórikusan szép zenéje

Jelenet a nagysikerű Vissza a jövőbe című filmből. Az időutazás egyike az emberi fantáziát legjobban megmozgató kérdéseknek

Az időutazás fikciója egyike az emberi fantáziát legjobban megmozgató kérdéseknek. Izgalmas eljátszani azzal a gondolattal, hogy milyen is lenne visszaugrani az ókori Rómába, vagy akár a dinoszauruszok rég elsüllyedt világába. Talán még ennél is érdekesebb azonban a tudomány álláspontja ebben az érdekfeszítő kérdésben.

Mi lett volna, ha a jövő harcosai megakadályozzák Pearl Harbort?

Nem véletlen számos, az időutazással kapcsolatos alkotás töretlen sikere. Az 1980-ban forgatott Végső visszaszámlálás című mozifilmben például a modern, atommeghajtású Nimitz repülőgép-hordozó egy rejtélyes időkapuba kerül, és visszaugrik 1941-be, a Pearl Harbor elleni japán támadás előtti napokba.

Titokzatos időkapuba kerül az USS Nimitz atommeghajtású repülőgéphordozó, amely 1941-be röpíti vissza az ultramodern egységet - az 1980-ban forgatott Végső visszaszámlálás című filmben Forrás:Youtube

Amikor a személyzet rájön erre, nehezen feloldható dilemmával kerül szembe.

A korszerű hordozó fedélzetén állomásozó, csúcstechnikát képviselő harci repülőkkel leradírozhatnák a Pearl Harbor felé ólálkodó japán flottát, és ezzel megváltoztathatnák a világtörténelem menetét.

Jelent a filmből. A parancsnokot megszemélyesítő Kirk Douglas a japán flotta megsemmisítéséről dönt. A film szellemes formában mutatja be az időparadoxon problematikáját Forrás: Youtube

A parancsnokot alakító Kirk Douglas hosszas tanakodás után úgy dönt, hogy kiadja a támadási parancsot. Hogy sikerült volna-e megváltoztatni a múltat, nem derül ki a filmből, mert az újból felbukkanó időkapu visszaszippantja a repülőgép-hordozót a biztos jelenbe.

Jelenet a nagysikerű Vissza a jövőbe című filmből. Az időutazás egyike az emberi fantáziát legjobban megmozgató kérdéseknek Forrás: Youtube

Hasonló okokból töretlen a Vissza a jövőbe című mozifilm nagy sikere is. Az érdekes vagy jópofa sztorik olyan nehezen megválaszolható kérdéseket pedzegetnek, mint például az időparadoxon fogós kérdése.

A mester szkeptikus maradt az egyenletei nyitotta időkapuval szemben

Az időutazás olyan tudományos fikció, amely azon alapul, hogy az Albert Einstein által megalkotott általános relativitás-elmélet szerinti téridő

nem csak térben, hanem időben is teoretikusan lehetővé teszi az utazást.

Az elméleti fizika máig egyik legnagyobb hatású gondolkodója 1915-ben, a Porosz Tudományos Akadémián megtartott előadássorozatában ismertette először az általános relativitás elméletét.

Albert Einstein 1905-ben alkotta meg a speciáli relativitáselméletet, a világegyetem értelmezésben forradalmi újdonságot jelentő általános relativitás, illetve téridő elméletet először 1915-ben ismertette Forrás: Wikimedia Commons

Einstein szerint minden megfigyelő egyenértékű, nem csak azok, akik állandó sebességgel mozognak; a gravitáció pedig nem erő, mint Isaac Newtonnál, hanem a téridő görbület következménye.

Egy kis téridő elmélet

A téridő olyan négydimenziós koordinátarendszer, amelyben három tér és egy idődimenzió van, és amelyben a rendszer pontjai egy-egy eseménynek felelnek meg. A speciális relativitáselmélet szerint a téridőben egymáshoz képest mozgó megfigyelők mást és mást érzékelnek térnek illetve időnek.

Az Einstein által matematikai egyenletekből megjósolt görbült térre, azaz

a határtalan ám véges univerzum jóslatára Arthur Eddington találta meg az első bizonyítékot

az 1919 novemberi teljes napfogyatkozáskor, kimutatva egy csillag görbült fényét.

A híres 1919 novemberi teljes napfogyatkozás Eddington felvételén. Ekkor sikerült először bizonyítékot találni a fény elhajlására Forrás: Wikimedia Commons/Arthur Eddington

Kurt Gödel bécsi matematikus, Albert Einstein közeli munkatársa 1949-ben döbbenetes felfedezésre jutott:

az Einstein-egyenletek egyik megoldásából ugyanis sikerült levezetnie az időutazás bizonyos lehetőségeit.

Gödel Einstein úgynevezett mezőegyenleteiben találta meg azt a megoldást, hogy nem csak a tér, hanem az idő is képes körvonallá, azaz „zárt időszerű görbévé” hajlani, az általános relativitás-elméletnek megfelelően.

Kurt Gödel bécsi matematikus, Einstein közeli munkatársa vezette le először az időutazás elméleti lehetőségét Forrás: Wikimedia Commons

Márpedig ha az idő ugyancsak görbült a térhez hasonlóan, egy elméleti időpontban visszatér önmagába. A hibátlan matematikai logika ellenére, maga a mester élete végéig szkeptikus maradt a valódi időutazás lehetőségét illetően.

Az időutazás tovább dörömböl a matematika ketrecében

1963-ban három kutató, Ezra Newman, Theodore Unti és Louis Tamburino ugyancsak olyan újabb megoldást fedeztek fel az Einstein-egyenletekben, amely megengedte az időutazást. Negyed évszázaddal később, 1988-ban Kip Thorne, a California Institute of Technology fizikusa Göder valamint Newman és társai számításait megerősítve egyenesen arra a következtetésre jutott, hogy az időutazás nem csak elvileg lehetséges, hanem igen valószínű is.

A véges de határtalan Univerzumnak nem csak a tere, hanem Gödel szerint az idővonala is görbült Forrás: NASA

Ezek az elméletek nem a zabolátlan fantáziájukat elengedett megrögzött fantasztáktól, hanem elismert szaktudósoktól származnak.

Thorne következtetéseit a rangos Physical Review Letter szaklapban publikálta.

Az időben történő utazás elméleti lehetőségeiben a modern asztrofizika és kozmológia nyitott új fejezetet.

Mi lenne, ha valakit halálos baleset érne a múltban?

Az idősíkban történő mozgás elmélete érdekes kérdések sorát veti fel, amelyek közül kétség kívül az úgynevezett időparadoxon az egyik legfogósabb.

Kip Thorne szerint az időutazás valószínű lehetőség Forrás: Wikimedia Commons

Az időparadoxon lényege, hogy a hipotetikus időutazás során a múltban olyan változás hozható létre, amely miatt a jelen létre sem jöhetne. Kiváló példa erre a Végső visszaszámlálás már említett alaphelyzete, - ha a Nimitz hordozó visszatér 1941-be, és még a Pearl Harbor-i támadás előtt elpusztítja a japán hadiflottát, akkor nem semmisül meg mondjuk az Arizona csatahajó, amelynek roncsa ma nemzeti emlékműként tekinthető meg Honoluluban.

A tér görbültségét szemléltető infógrafika Forrás: Wikimedia Commons

Ugyancsak az időparadoxon egyik kedvelt hasonlata, hogyha a jelenből valaki visszakerül a több száz évvel ezelőtti múltba, ahol történetesen meggyilkolják vagy halálos baleset éri, akkor meg sem születhetett volna a jelenben. Ebből pedig logikusan következik, hogy a múltba sem térhetne vissza.

Palackposta a jövőből, eltérően öregedő ikrek

Az időparadoxonhoz kapcsolódik az anyagáthelyeződés problémája is. Egy elméletben feltételezett időutazás során, amikor a testünk visszakerül a múltba, ha például haláleset miatt megsemmisülne, úgy már az időutazás kezdetén gyökeresen megváltozik a helyzet, lévén, hogy nyomtalanul eltűnnénk.

A féregjáratok keletkezését összefüggésbe hozzák a fekete lyukakkal Forrás: Wikimedia Commons

Egyes, a sci-fi irodalom világába tartozó elméletek úgy igyekeznek kiküszöbölni ezt a problémát, hogy az időutazó nem a maga fizikai valóságában, hanem csak képként, pontosabban hologramszerűen kerülhet vissza a régmúltba, mivel az időutazás a magába visszatérő fényben rejtett információ csupán.

A kozmoszból érkező fény rengeteg információt hordoz Forrás: Wikimedia Commons

Viszont, ha valamilyen fontos információt képszerűen (írásként) sikerülne visszajuttatni, és az abban foglaltakat megszívlelik a múlt szereplői, úgy a jelenből visszaküldött információ a jövőt megváltoztató tényezővé válhat.

Stephen Hawking, korunk egyik legnevesebb elméleti fizikusa szerint csak egyetlen idővonal létezik,

emiatt a hipotetikus időutazó a múlt megváltoztatására sem képes, azaz létre sem jöhet az időparadoxon.

Stephen Hawking (középen) a zéró G, a "súlytalanság" állapotában. A neves elméleti fizikus szerint nem lehetséges az időutazás Forrás: NASA

Ezzel szemben az úgynevezett ikerparadoxon már korántsem a tudományos-fantasztikum birodalmába tartozó jelenség.

Az ikerparadoxon az általános relativitáselméleten alapul.

Lényege, hogy egy fénysebességgel, vagy ahhoz közeli sebességgel haladó rendszerben az idő lelassul. Ha például egy ikerpár egyik tagja űrutazásra indul, és fénysebesség közeli tartományban repül egy évet, amikor visszatér, a testvére már jóval idősebb lesz nála. Az ikerparadoxont ennek ellenére sem tekinthetjük klasszikus időutazásnak.

Féreglyukak, avagy honnan érkezhetnek a gyíkarcok

Az időutazáshoz hasonló izgalmas probléma a csillagközi, vagy az intergalaktikus utazások kérdésköre. Nem érintve most azt a problémát, hogy jelenlegi ismereteink szerint egy tárgy (űrhajó) fénysebességre gyorsításához akkor energiára lenne szükség, amely pillanatnyilag előállíthatatlan, és azt is megkerülve, hogy a fénysebességet elérő tárgy anyagtermészete is megváltozik (hullámmá válik), a legnagyobb gondot az irdatlan csillagközi távolságok áthidalása jelenti.

A csillagközi űrutazás előtt még számos megoldhatatlannak tűnő tudományos és technikai kérdés áll Forrás: ufstartfeet.org

Ha a Tejútrendszer egyik szélétől a másikig szeretnénk eljutni, az még fénysebességgel haladva is 200 ezer évet venne igénybe,

a hozzánk legközelebbi szomszédos csillagvárosig, az Androméda-ködig pedig két és félmillió évig tartana az út.

Elméletben azonban léteznek olyan kozmikus jelenségek, amelyek lehetővé tennék két ,eltérő időben létező rendszerbe történő átjutást. Ezek egyike az úgynevezett féregjárat, vagy közismertebb nevén a féreglyuk.

A féreglyuk a világegyetem, vagy más univerzumok különböző időben létező területeit köti össze Forrás: Wikimedia Commons

Einstein és Nathan Rosen már 1935-ben bebizonyították az egyirányú féreglyukak, vagy téridő hidak (az Einstein-Rosen hidak) lehetőségét. A féreglyuk olyan vékony, csőszerű képződmény, amely az Univerzum (vagy más univerzumok) két görbületmentes pontját köti össze.

Ahogy a középkorban elképzelték a világegyetemet Forrás: Wikimedia Commons

A féreglyukakról szóló elmélet az Univerzum keletkezését magyarázó ősrobbanás elméletre vezethető vissza; azon a feltételezésen alapul, hogy a világegyetemben a tér különböző pontjai kaotikusan összekötött állapotban voltak, illetve lehetnek.

A hozzánk legközelebb lévő csillagvárosig, az Androméda galaxisig két és félmillió évet kellene utazni fénysebességgel Forrás: NASA

A féreglyuk egyfajta időkapuként képes a múlt és a jelen, két egymástól időben eltérő rendszer összekötésére. A féreglyukak instabil képződmények, John Archibald Wheeler és Robert Fuller számításai szerint

olyan gyorsan omlik össze, hogy még a fény sem képes keresztüljutni rajta.

Az elméleti problémákon kívül azonban egy féreglyukon átjutáshoz akkora energiára lenne szükség, amelynek előállítása jelenlegi ismereteink szerint szinte lehetetlen. Persze mindehhez tegyük hozzá, hogy alig egy évszázaddal ezelőtt, még a holdutazást is lehetetlen vállalkozásnak tartották eleink.