Potovanje skozi čas je del znanstvene fantastike in ne brez razloga. Kdo se ne bi želel vrniti v preteklost, da bi raziskal zgodovino ali rešil svet pred katastrofo. Potovanje v času je bilo tudi poglobljeno preučeno v kontekstu teoretične fizike, ker preizkuša meje naših znanstvenih teorij. Če je potovanje v času možno, ima posledice za vse, od nastanka vesolja do obstoja svobodne volje. Eden od osrednjih problemov teorije potovanja skozi čas je, da povzroča logične paradokse. Toda nekaj raziskovalcev meni, da so rešili nadležen problem paradoksa.
Preden se poglobimo v podrobnosti njihovega dela, se pogovorimo o tem, kaj pomeni potovanje skozi čas v kontekstu teoretične fizike. V splošni teoriji relativnosti ni velike kozmične ure predstavlja čas ali starost kozmosa. Čas ni absoluten, ampak relativno. Hitrost, s katero teče čas za predmet, je odvisna od tega, kako se premika glede na drug predmet. Vsak od nas doživlja čas na edinstven način. To pomeni, da je položaj predmeta opredeljen z njegovo lego v prostoru in času. Zato se čas včasih imenuje četrta dimenzija, in čeprav ideje ne morete jemati preveč dobesedno, je štiridimenzionalni prostor dostojen način za vizualizacijo prostora-časa.
Pot CTC v primerjavi z normalno časovno podobno krivuljo. Zasluge: Ben Tippett in David Tsang
Ko se premikate skozi prostor, se premikate tudi skozi čas. V fiziki to pomeni, da lahko potegnemo črto skozi prostor-čas, ki predstavlja vašo pot ali gibanje skozi prostor in čas. To je znano kot vaša časovna krivulja. Vaše celotno življenje je mogoče zaslediti kot eno samo črto od vašega veličastnega rojstva do neizogibne smrti. To je v posebni teoriji relativnosti precej preprosto, v splošni relativnosti pa se stvari zapletejo. V relativnosti je gravitacija posledica upogibanja prostora in časa. Kot je nekoč rekel John Wheeler:Materija pove prostoru-času, kako naj se ukrivi, prostor-čas pa pove materiji, kako naj se premika.Zaradi gravitacije se lahko vaša časovna krivulja upogne in zasuka.
Kaj pa, če bi lahko svojo časovno podobno krivuljo upognili tako, da bi se zavila nazaj sama. To bi bila zaprta časovno podobna krivulja (CTC). To bi pomenilo, da bi vas ne glede na vse vaša pot in vaše življenjske odločitve neizogibno vrnile na kraj inčastvojega rojstva. Čestitam, nekako ste odpotovali v preteklost. V teoretični fiziki, če je potovanje v času možno, mora biti mogoče ustvariti CTC.
Izkazalo se je, da splošna teorija relativnosti omogoča obstoj zaprtih časovno podobnih krivulj. Leta 1949 je Kurt Gödel zasnoval vrteče se vesolje, ki ima CTC in ga relativnost popolnoma dovoljuje. Čeprav ne živimo v Gödelovem vesolju, je kasnejše delo pokazalo, kako bi lahko CTC ustvarili v našem vesolju. Obstajajo vidiki fizike delcev in kvantne teorije, ki verjetno onemogočajo potovanje skozi čas. Kljub temu so časovni stroji možni, kar zadeva splošno relativnost.
Če se odpravljate na potovanje skozi čas, zakaj tega ne bi storili v stilu? Zasluge: Oto Godfrey in Justin Morton
Predpostavimo torej za trenutek, da lahko naredimo časovni stroj. Zdaj imamo paradoksni problem. Recimo, da potujem nazaj v leto 1955 in preprečim očetu, da bi mamo prosil, naj gre na ples Čarolija pod morjem. Nimajo prvega poljuba, se zaljubijo ali poročijo, kar pomeni, da se nikoli ne rodim. Ampak če se nikoli ne rodim, potem ne bi mogel razbiti svojih staršev. Ali to pomeni, da sem se rodil? Ampak potem ... o dragi.Nazaj v prihodnostije le en primer dedkov paradoks. Ker vam potovanje skozi čas omogoča motenje vzroka svojega potovanja, ni dosledne časovnice, ki bi ji lahko sledili.
Ena od rešitev tega paradoksa je domneva, da bo veriga dogodkov vedno preprečila paradoks. Avtor znanstvene fantastike Larry Niven je to imenoval zakon ohranjanja zgodovine, v fiziki pa je znan kot Novikov princip samoskladnosti, po ruskem fiziku Igorju Dmitrijeviču Novikovu. Pokazal je, da lahko vedno določite rešitev brez paradoksa za vsako situacijo. Nenavaden rezultat tega načela je, da lahko na nek način povzročite učinek sam. Lahko se na primer vrnete v preteklost in predstavite svoje starše drug drugemu. Če ne bi odpotovali v preteklost, se ne bi nikoli rodili, a ste se, tako da ste tukaj.
Če bi vedeli, kaj prinaša prihodnost, bi to spremenili? Zasluge: Marvel Studios
Čeprav načelo samodoslednosti rešuje paradoks, ga mnogi ljudje ne marajo, ker pomeni, da si ne morete premisliti, potem ko je preteklost zapisana v kamen. Rodili ste se, zato morate nujno potovati v preteklost, da predstavite svoje starše. Ne morete si premisliti in se odločiti, da se ne boste vrnili. Vaša prihodnost je tako zapisana v kamnu kot preteklost. Toliko o svobodni volji.
Toda svobodna volja je iluzija, kajne? Navsezadnje so naši možgani in telesa sestavljeni iz istih snovi kot planeti in zvezde in sledijo istim fizikalnim zakonom. Nimamo več svobodne volje kot vržena žoga. Zgodba našega življenja ni dnevnik, ki ga pišemo vsak dan. To je knjiga, natisnjena in vezana s fizičnimi zakoni kozmosa že dolgo pred vašim rojstvom. Čeprav je to morda res, se zdi čudno, da bi potovanje skozi čas preprečilo celo iluzijo izbire. Glede na človeško naravo bi zagotovo kakšen popotnik v času poskušal ustvariti paradoks, da bi videl, kaj se zgodi.
Tukaj vstopi ta novi papir. Namesto gledanja na fiziko potovanja skozi čas, raziskuje njegovo matematično doslednost. Avtorji preučujejo, ali lahko imate zaprto časovno podobno krivuljo in še vedno kompleksno dinamiko. Povedano drugače, ali lahko potujete v preteklost in kljub temu imate vsaj iluzijo svobodne volje. Avtorji so ugotovili, da lahko, vendar na presenetljiv način.
Obstaja več rešitev za CTC. Zasluge: Germain Tobar in Fabio Costa
Ugotovili so, da CTC omogočajo kompleksne sisteme, ker omejitev časovne zanke ne opredeljuje enolično ene poti. Namesto tega obstaja več načinov za oblikovanje CTC. Tako bi popotnik v času vedno imel možnost izbire. Če ste se rodili zato, ker ste 'prihodnost vi' svojim staršem določili zmenek, se bo to zgodilo, vendar lahko izbirate druge stvari v svojem življenju. Morda potujete v preteklost v svojih 50-ih in ne v 20-ih. Morda jih poskušate razbiti in vam ne uspe. Vse se lahko zgodi. Bistvo je, da morata oba zapreti zanko in svobodno sprejemati druge odločitve. Če potovanje v času obstaja, ne ubija svobodne volje.
Seveda nič v tem delu ne dokazuje, da je potovanje skozi čas možno, le da je lahko dinamično dosledno. Če se vam kdaj zgodi, da potujete v preteklost, ste lahko prepričani, da zgodba vašega življenja še ni končana.
Referenca:Germain Tobar in Fabio Costa. ' Reverzibilna dinamika z zaprtimi časovno podobnimi krivuljami in svobodo izbire .'Klasična in kvantna gravitacija37.20 (2020): 205011