Το ταξίδι στο χρόνο είναι εφικτό;

Όλοι μπορούμε να ταξιδέψουμε στο χρόνο. Το κάνουμε είτε το θέλουμε είτε όχι, με σταθερό ρυθμό ενός δευτερολέπτου ανά δευτερόλεπτο. Μπορεί να νομίζετε ότι δεν είναι το ίδιο με το να ταξιδεύετε σε μια από τις τρεις χωρικές διαστάσεις με ταχύτητα, ας πούμε, ένα μέτρο ανά δευτερόλεπτο. Αλλά σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, ζούμε σε ένα τετραδιάστατο χωροχρονικό συνεχές, στο οποίο ο χώρος και ο χρόνος είναι ανταλλάξιμες οντοτητες.

Ο Αϊνστάιν διαπίστωσε ότι όσο πιο γρήγορα κινείσαι στο χώρο, τόσο πιο αργά κινείσαι στο χρόνο – γερνάς πιο αργά, με άλλα λόγια. Μια από τις βασικές ιδέες της σχετικότητας είναι ότι τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός, με περίπου δηλαδή 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, ή ένα έτος φωτός ανά έτος. Ωστόσο μπορείτε να φτάσετε πολύ κοντά σε αυτήν. Αν ένα διαστημόπλοιο πετούσε με το 99% της ταχύτητας του φωτός, θα το βλέπατε να διανύει απόσταση ενός έτους φωτός σε χρόνο λίγο περισσότερο από ένα έτος.

Αυτό είναι αρκετά προφανές, ωστόσο για τους αστροναύτες που θα επέβαιναν σε αυτό το διαστημόπλοιο, το ταξίδι θα διαρκούσε μόλις επτά εβδομάδες. Πρόκειται για μια συνέπεια της σχετικότητας που ονομάζεται «διαστολή του χρόνου» και στην πραγματικότητα σημαίνει ότι οι αστροναύτες έχουν μεταπηδήσει περίπου 10 μήνες στο μέλλον.

Το ταξίδι με μεγάλη ταχύτητα δεν είναι ο μόνος τρόπος για να προκληθεί διαστολή του χρόνου. Ο Αϊνστάιν έδειξε ότι τα βαρυτικά πεδία παράγουν παρόμοιο αποτέλεσμα – ακόμη και το σχετικά ασθενές πεδίο εδώ στην επιφάνεια της Γης. Για παράδειγμα, σε ύψος 20.000 χιλιομέτρων και πάνω, η βαρύτητα είναι ασθενέστερη και ο χρόνος περνάει πιο γρήγορα, κατά περίπου 45 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα. Αυτό είναι πιο σημαντικό απ’ ό,τι νομίζετε, επειδή είναι το ύψος στο οποίο οι δορυφόροι GPS βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη και τα ρολόγια τους πρέπει να συγχρονίζονται με ακρίβεια με τα επίγεια, για να λειτουργεί σωστά το σύστημα.

Οι δορυφόροι πρέπει να αντισταθμίσουν τα φαινόμενα διαστολής του χρόνου που οφείλονται τόσο στο μεγαλύτερο υψόμετρο όσο και στην ταχύτερη ταχύτητά τους. Έτσι, κάθε φορά που χρησιμοποιείτε τη λειτουργία GPS στο smartphone σας ή στο αυτοκίνητό σας, πραγματοποιείται ένα μικρό ταξίδι στο χρόνο. Εσείς και οι δορυφόροι ταξιδεύετε στο μέλλον με ελάχιστα ελαφρώς διαφορετικούς ρυθμούς.

Αλλά για πιο δραματικά αποτελέσματα, θα πρέπει να εξετάσουμε πολύ ισχυρότερα βαρυτικά πεδία, όπως αυτά γύρω από τις μαύρες τρύπες, τα οποία μπορούν να παραμορφώσουν τον χωρόχρονο τόσο πολύ ώστε να αναδιπλωθεί στον εαυτό του. Το αποτέλεσμα είναι η λεγόμενη σκουληκότρυπα, μια έννοια που είναι γνωστή από ταινίες επιστημονικής φαντασίας, αλλά στην πραγματικότητα προέρχεται από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Στην πραγματικότητα, η σκουληκότρυπα είναι μια συντόμευση από ένα σημείο του χωροχρόνου σε ένα άλλο.

Με άλλα λόγια, μπαίνετε σε μια μαύρη τρύπα και βγαίνετε από μια άλλη, κάπου αλλού. Δυστυχώς, δεν είναι ένα τόσο πρακτικό μέσο μεταφοράς όσο το κάνει να φαίνεται το Χόλιγουντ. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η βαρύτητα της μαύρης τρύπας θα σας έκανε κομμάτια καθώς θα την πλησιάζατε, αλλά θεωρητικά είναι εφικτό. Και επειδή μιλάμε για χωρόχρονο και όχι μόνο για διάστημα, η έξοδος της σκουληκότρυπας θα μπορούσε να γίνει σε προγενέστερο χρόνο από την είσοδο- αυτό σημαίνει ότι θα καταλήγατε στο παρελθόν αντί για το μέλλον.

Οι τροχιές στο χωρόχρονο που γυρίζουν πίσω στο παρελθόν ονομάζονται «κλειστές χρονικές καμπύλες». Αν ψάξετε σε σοβαρά ακαδημαϊκά περιοδικά, θα βρείτε πολλές αναφορές σε αυτές – πολύ περισσότερες από όσες θα βρείτε για το «ταξίδι στο χρόνο». Αλλά στην πραγματικότητα, αυτό ακριβώς είναι το νόημα των κλειστών χρονικά όμοιων καμπυλών: το ταξίδι στο χρόνο.

Υπάρχει και ένας άλλος τρόπος για την παραγωγή μιας κλειστής χρονικής καμπύλης που δεν περιλαμβάνει κάτι τόσο εξωτικό όσο μια μαύρη τρύπα ή μια σκουληκότρυπα, αλλά απαιτείται ένας απλός περιστρεφόμενος κύλινδρος από υπερπυκνό υλικό.

Αυτός ο λεγόμενος κύλινδρος του Τίπλερ είναι ό,τι πιο κοντινό σε μια πραγματική χρονομηχανή. Αλλά πιθανότατα δεν θα κατασκευαστεί ποτέ στον πραγματικό κόσμο, οπότε, όπως και η σκουληκότρυπα, είναι περισσότερο μια ακαδημαϊκή θεωρία παρά ένας βιώσιμος μηχανικός σχεδιασμός.

Ωστόσο, όσο τραβηγμένα κι αν είναι αυτά τα πράγματα από πρακτική άποψη, δεν υπάρχει κανένας θεμελιώδης επιστημονικός λόγος -από όσο γνωρίζουμε σήμερα- που να υποστηρίζει ότι είναι αδύνατα. Αυτή είναι μια κατάσταση που προκαλεί σκέψεις, διότι όπως αρέσκεται να λέει ο φυσικός Michio Kaku, «ό,τι δεν απαγορεύεται είναι υποχρεωτικό» (φράση που δανείστηκε από το μυθιστόρημα του T.H. White, «Ο κάποτε και ο μελλοντικός βασιλιάς»).

Ο φυσικός δεν εννοεί ότι τα ταξίδια στο χρόνο πρέπει να συμβαίνουν παντού και πάντα, αλλά ισχυρίζεται ότι το σύμπαν είναι τόσο τεράστιο που θα πρέπει να συμβαίνει κάπου, τουλάχιστον περιστασιακά. Ίσως κάποιος υπερ-προηγμένος πολιτισμός σε έναν άλλο γαλαξία να ξέρει πώς να κατασκευάσει μια λειτουργική χρονομηχανή, ή ίσως οι κλειστές χρονικές καμπύλες να μπορούν να εμφανιστούν ακόμη και φυσικά, υπό ορισμένες σπάνιες συνθήκες.

Αυτό εγείρει προβλήματα διαφορετικού είδους – όχι στην επιστήμη ή τη μηχανική, αλλά στη βασική λογική. Αν το ταξίδι στο χρόνο επιτρέπεται από τους νόμους της φυσικής, τότε είναι δυνατόν να φανταστούμε μια ολόκληρη σειρά από παράδοξα σενάρια.

Σκέψεις όπως αυτές, ώθησαν τον Στίβεν Χόκινγκ, ο οποίος ήταν πάντα επιφυλακτικός απέναντι στην ιδέα του ταξιδιού στο παρελθόν, να καταλήξει στην «εικασία προστασίας της χρονολογίας», την ιδέα δηλαδή ότι κάποιος άγνωστος ακόμη νόμος της φυσικής, εμποδίζει την πραγματοποίηση κλειστών χρονικών καμπυλών. Αλλά αυτό είναι μια εικασία και μέχρι να υποστηριχθεί από αδιάσειστα στοιχεία, μπορούμε να καταλήξουμε μόνο σε ένα συμπέρασμα: Το ταξίδι στο χρόνο είναι δυνατό.

Ένα πάρτι για ταξιδιώτες του χρόνου

Ο Χόκινγκ ήταν επιφυλακτικός ως προς τη δυνατότητα του ταξιδιού στο παρελθόν, όχι επειδή το είχε διαψεύσει, αλλά επειδή τον ενοχλούσαν τα λογικά παράδοξα που δημιουργούσε αυτή η θεωρία. Υπέθεσε λοιπόν ότι οι φυσικοί θα ανακάλυπταν τελικά ένα ελάττωμα στη θεωρία των κλειστών χρονικών καμπυλών, που θα τις καθιστούσε αδύνατες.

Το 2009, σκέφτηκε έναν διασκεδαστικό τρόπο για να ελέγξει αυτή την θεωρία. Διοργάνωσε ένα πάρτι αλλά το διαφήμισε μόνο αφού είχε συμβεί. Το σκεπτικό του ήταν ότι, αν οι μηχανές του χρόνου τελικά λειτουργήσουν, κάποιος στο μέλλον θα μπορεί να διαβάσει για το πάρτι και να ταξιδέψει πίσω στο παρελθόν για να παρευρεθεί. Ωστόσο κανείς δεν το έκανε και ο Χόκινγκ έμεινε μόνος του όλο το βράδυ. Αυτό δεν αποδεικνύει ότι το ταξίδι στο χρόνο είναι αδύνατο, αλλά υποδηλώνει ότι δεν θα γίνει ποτέ ένα συνηθισμένο φαινόμενο εδώ στη Γη.

Το βέλος του χρόνου

Ένα από τα χαρακτηριστικά πράγματα του χρόνου είναι ότι έχει μια κατεύθυνση – από το παρελθόν στο μέλλον. Ένα φλιτζάνι καυτού καφέ που μένει σε θερμοκρασία δωματίου, θα κρυώσει. Αυτό είναι ένα παράδειγμα εντροπίας, η μέτρηση δηλαδή, της ποσότητας της «άχρηστης» σε αντίθεση με τη «χρήσιμη» ενέργεια. Η εντροπία ενός κλειστού συστήματος αυξάνεται πάντα και είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει το βέλος του χρόνου.

Αποδεικνύεται ότι η εντροπία είναι το μόνο πράγμα που κάνει διάκριση μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος. Σε άλλους κλάδους της φυσικής, όπως η σχετικότητα ή η κβαντική θεωρία, ο χρόνος δεν έχει μια προτιμώμενη κατεύθυνση. Κανείς δεν γνωρίζει από πού προέρχεται το βέλος του χρόνου. Μπορεί να ισχύει μόνο για μεγάλα, πολύπλοκα συστήματα, οπότε τα υποατομικά σωματίδια μπορεί να μην βιώνουν το βέλος του χρόνου.

Το παράδοξο του ταξιδιού στο χρόνο

Το ταξίδι πίσω στο παρελθόν – έστω και θεωρητικά – εγείρει μια σειρά από παράδοξα που ακόμη και οι επιστήμονες και οι φιλόσοφοι βρίσκουν εξαιρετικά αμήχανα.

Ένας ταξιδιώτης του χρόνου θα μπορούσε να αποφασίσει να πάει πίσω στο παρελθόν και να σκοτώσει τον Χίτλερ στη βρεφική του ηλικία. Αν το πετύχαινε, τα μελλοντικά βιβλία ιστορίας δεν θα τον ανέφεραν καν – οπότε τι κίνητρο θα είχε ο χρονοταξιδιώτης για να γυρίσει πίσω στον χρόνο και να τον σκοτώσει;

Σκοτώνοντας τον παππού σας

Αντί να σκοτώσετε έναν νεαρό Χίτλερ, θα μπορούσατε, κατά λάθος, να σκοτώσετε έναν από τους δικούς σας προγόνους. Αλλά τότε δεν θα γεννιόσασταν ποτέ, οπότε δεν θα μπορούσατε να ταξιδέψετε πίσω στο χρόνο για να τον σκοτώσετε, οπότε θα γεννιόσασταν τελικά, και ούτω καθεξής.

Ένας κλειστός βρόχος

Ας υποθέσουμε ότι βρίσκετε ξαφνικά τα σχέδια για μια χρονομηχανή. Ξοδεύετε λίγες μέρες για να την κατασκευάσετε και στη συνέχεια τη χρησιμοποιείτε για να στείλετε τα σχέδια πίσω στον προηγούμενο εαυτό σας. Αλλά από πού προήλθαν αυτά τα σχέδια; Από πουθενά – απλά κάνουν κύκλους γύρω-γύρω στο χρόνο.

ΠΗΓΗ: Live Science