(НЕ)МОГУЋЕ КРОЗ ВРЕМЕ

Путовање кроз време могло би се збивати без проблематичних логичких парадокса, показало је недавно објављено истраживање двојице физичара Џермејна Тобара и Фабија Косте. Но, према ономе што данас знамо, за стварање затворених временских петљи (CTC) потребна је толико велика енергија да би довела до гравитационог колапса свемира

Временске машине су једна од средишњих тема научне фантастике. Најчешћи заплет у том смислу јесте, углавном, одлазак јунака у прошлост да би променио будућност и спасио свет од рата или неке природне катастрофе као што је пандемија смртоносне болести.

Но, путовање кроз време има и своје консеквенце. Kада би оно било могуће, посљедице би утицале на све – од настанка свемира до постојања слободне воље. Један од средишњих проблема у претпоставци путовања кроз време јесте тај што она ствара парадоксе у којима би се последица могла појавити пре узрока. Да би било јасније на који начин је физичарски двојац решио један од најпознатијих парадокса, тзв. парадокс деде, потребно је прво подсетити шта уопште значи путовање кроз време у контексту физике.

Утичу и кретање и гравитација

У Опшој релативности, не постоји неки велики космички сат који представља униформно време или старост свемира. Време није апсолутно већ је релативно. Брзина којом време протјече за неки објекат зависи од тога како се он креће у односу на неки други објекат и где се он у простору налази. Свако од нас време доживљава на јединствен начин.

У том контексту познат је пример тзв. парадокса близанаца у којем један остаје на Земљи, док други путује ракетом. Kада се близанац астронаут врати с путовања, биће млађи од брата на Земљи. Парадокс је у томе да ниједан близанац не би требало брже да стари од другог. Наиме, док близанац који је остао на Земљи види да време спорије тече његовом брату који је у ракети, јер он лети великом брзином у односу на њега, брат у ракети може рећи: „Гле, ја мирујем али Земља се удаљава од мене и видим да мом брату време протиче спорије”. Дакле, чини се да не постоји неки разлог због којег би један или други брат старио спорије или брже. Разрешење овог парадокса јесте у томе да се математички може показати да постоји разлог зашто позиције двојице браће нису симетричне. Наиме, онај брат који остаје на Земљи не напушта свој систем, док га други, који полеће и слеће, напушта и прелази у други инерциони систем.

На проток времена, такође, утиче гравитација јер маса и енергија искривљују простор-време. Оно спорије тече за особу у јачем гравитационом пољу у односу на неког ко се налази у слабијем. То значи да човек на највишем спрату небодера брже стари од онога у приземљу. Наравно, ти ефекти су занемарљиво малени у уобичајеним околностима у случајевима као што су небодер и Међународна свемирска станица (ISS), но мерни уређаји ипак лако мере чак и такве мале промене. Примерице, сателитски системи GPS-а морају узимати у обзир разлике у протоку времена у њима у односу на Земљу и калкулисати с њима.

Затворене криве времена

Будући да се положај предмета не дефинише само његовим положајем у простору, већ и положајем у времену, време се понекад назива четвртом димензијом. Kада се објекат креће кроз простор, он се истовремено креће и кроз време. У физици то значи да кроз простор-време можемо повући црту која представља наш пут или кретање кроз простор и време, што се обично назива нашом временском цртом; наш цео живот може се представити као једна црта од рођења до смрти.

Ово је прилично једноставно у Ајнштајновој Специјалној теорији релативности, но у Општој теорији релативности ствари се мало компликују. У Општој релативности, гравитација је резултат чињенице да материја искривљује простор-време. Могли бисмо рећи да материја утиче на искривљење простор-времена, а простор-време одређује како ће се материја у њему кретати. Ако је простор-време закривљен, објекат који се налази у слободном кретању кроз њега се неће кретати по равном правцу, као што бисмо очекивали, већ по кривуљи, као да на њега делује нека сила.

Управо та чињеница оставља могућност за путовање кроз време. Наиме, када бисмо своју временску црту могли савити у неку затворену криву или петљу (closed timelike curve-CTC), могли бисмо се вратити назад у времену, примерице у тренутак властитог рођења. Ту сад долазимо до парадокса деде. Он се представља мисаоним експериментом у којем човек отпутује у прошлост и убије властитог деду још у његовом детињству. То би за последицу имало да за путника кроз време властито рођење постане немогуће. Ако је његово рођење немогуће, онда је немогуће и његово постојање и путовање у прошлост.

Принцип самоконзистентности

Једно могуће решење овог парадокса представио је руски физичар Игор Дмитријевич Новиков, зачетник идеје о тзв. белим рупама. Он је 1980-их формулисао принцип самоконзистентности према којем је вероватноћа путовања кроз време које би могло имати утицаја на будућност нула. Другим речима, путовање назад у прошлост могуће је само онда ако ће његове последице бити такве да неће узроковати никакав парадокс. Поједностављено говорећи, можете отпутовати у прошлост и помоћи својим родитељима да се упознају што ће резултирати вашим рођењем јер је ваше рођење конзистентно с вашим путовањем у прошлост. Но, не можете отпутовати у прошлост и онде учинити нешто што ће онемогућити ваше рођење.

Непостојање слободне воље

Међутим, ово решење парадокса, будући да значи да особа не може учинити ништа да промени повест, подразумева други проблем који се многима не свиђа, а то је непостојање слободне воље. Сам Новиков и његови сарадници у својем су раду о решењу парадокса деде написали следеће: „Ако су CTC-и допуштени и ако се наведено виђење прилагођавања теоријске физике с њима покаже више или мање исправним, шта ће то значити за филозофско поимање слободне воље за људе и друга интелигентна бића? То ће сигурно значити да интелигентна бића не могу мењати прошлост. Таква промена неспојива је с начелом самоконзистентности. Следом тога, свако биће које је прошло кроз црвоточину и покушало променити прошлост, физички закони спречиће да изврши промену; другим речима, ,слободна воља’ бића била би ограничена.”

Наравно, то ће вам бити само ако имате проблема с непостојањем слободне воље. Наиме, ако прихватимо да је све, укључујући наш мозак, а тиме и ум, део материјалне природе, онда логично следи да се све понаша према законима физике, што пак подразумева да не постоји никакав нематеријални, односно натприродни агент који би био независан од закона физике и имао функцију слободне воље. За сваку последицу, укључујући и жељу и одлуку, постоји физички узрок и обратно.

Чак и ако прихватимо да слободна воља не постоји у равни закона физике, требало би бити могућа барем илузија да у свакодневном животу увек имамо могућност одабрати шта желимо учинити. Новиково решење за парадокс деде не оставља могућност ни за такву илузију слободне воље.

Решење уз слободну вољу

Управо у том контексту занимљив је нови рад двојице физичара. Он, уместо да разматра физику путовања кроз време, истражује његову математичку доследност. Аутори у испитују можемо ли имати затворену временску кривуљу и још увек имати сложену динамику. Другим речима, можемо ли путовати у прошлост, а опет имати барем илузију слободне воље. Аутори су показали да можемо.

Открили су да CTC-и допуштају постојање сложених система јер ограничење временске петље не дефинише искључиво један одређени пут. Уместо тога, постоји више начина за формирање CTC-а, што значи да би путник кроз време увек имао разне могућности избора. Примерице, ако сте се родили зато што је ваше ја из будућности навело родитеље да се сретну, онда ће се то догодити, но ви ћете још увек моћи одабрати бројне друге ствари које ће одлучивати о вашем животу. Ви ћете чак моћи отпутовати у прошлост и покушати да их раздвојите, но то вам из неког разлога неће успети. Kључна поента јесте да ћете моћи затворити петљу, а да ћете истовремено имати много различитих других избора.

Дакле, аутори су показали да је путовање кроз време могуће, а да не подразумиева ни дедин парадокс, нити нарушава слободну вољу.

„Покушајте свим силама створити парадокс, догађаји ће се увек прилагодити како би се избегла било каква недоследност”, рекао је Коста, коаутор новог рада објављеног у IOP Science. „Низ математичких процеса које смо представили показују да је путовање кроз време уз слободну вољу у нашем свемиру могуће без икаквог парадокса”, додао је.

Није доказ „временске машине”

Важно је нагласити да нова студија није доказ да је путовање кроз време могуће, већ само да оно може бити динамички доследно. Путовање до произвољне тачке у простор-времену има врло ограничено упориште у теоријској физици и обично је повезано само с квантном механиком или црвоточинама. CTC-ови се јављају у ,просторно-временској пени’ на субмикроскопској скали од око 10^-35 метара и сежу око 10^-42 секунде у прошлост. За сада нико не зна како би се овај простор могао проширити или како би се могло продужити раздобље у које сежу.

У великим размерама, CTC-и се обично јављају у близини масивних ротирајућих предмета, попут ротирајућих црних рупа. Но постоје недоумице јесу ли ти CTC-и стабилни или би нестали у присуству маленог поремећаја. Решења Ајнштајнових једначина описују црвоточине у простор-времену – односно кратке повезнице између иначе удаљених подручја. Теоријски физичар Kип Торн и његове колеге из Kалифорнијског технолошког института у Пасадени открили су недавно да би црвоточина, ако би се помакла на одређени начин, узроковала појаву CTC-а. Тако бисмо, барем у начелу, могли направити временску машину ако икад пронађемо довољно велику црвоточину или научимо како да је направимо.

Тренутно расположивом технологијом није могуће натерати неко тело да напредује или да заостаје у времену у поређењу с неким другим телом за више од неколико милисекунди. Чак ни сателити, који круже великим брзинама око Земље, не заостају у времену више од делића секунде. За сада је још увек неизвесно хоће ли временско путовање људи у прошлост икада бити могуће. Но, према ономе што данас знамо, за стварање затворених временских петљи (CTC) потребна је толико велика енергија да би довела до гравитационог колапса свемира. Mожда ће вас утешити чињеница да је славни физичар Стивен Хокинг, упркос свему, временску машину сматрао могућом.

(Извор Индекс)