Ooit gedroomd om ergens anders heen te gaan? Nee, niet met de gebruikelijke snelheid waarmee we ons "vervelen", vooruit gaan - seconde na seconde. Of:
- sneller, zodat je ver in de toekomst kunt klimmen en op dezelfde leeftijd blijft;
- langzamer, zodat er in dezelfde tijd veel meer kan worden gedaan dan andere;
- in de tegenovergestelde richting, zodat je kunt terugkeren naar het tijdperk van het verleden en het kunt veranderen, misschien door de toekomst of zelfs het heden te veranderen?
Het klinkt misschien helemaal sci-fi, maar niet alles op deze lijst zal puur "fantastisch" zijn: reizen door de tijd is een wetenschappelijk mogelijk proces dat je altijd bij je hebt. De enige vraag is hoe je het voor je eigen doeleinden kunt manipuleren en de beweging in de tijd kunt beheersen.
Toen Einstein in 1905 de speciale relativiteitstheorie naar voren bracht, was het besef dat elk massief object in het universum in de tijd moet reizen slechts een van de verrassende gevolgen ervan. We hebben ook geleerd dat fotonen - of andere massaloze deeltjes - helemaal geen tijd kunnen ervaren in hun referentiekader: vanaf het moment dat een van hen wordt uitgezonden tot het moment dat het wordt geabsorbeerd, kunnen alleen massieve waarnemers (zoals wij) het verstrijken van de tijd zien. Vanuit het oogpunt van een foton wordt het hele universum samengedrukt tot één punt, en absorptie en emissie vinden gelijktijdig in de tijd plaats, ogenblikkelijk.
Maar we hebben massa. En alles dat massa heeft, is beperkt om altijd minder dan de lichtsnelheid in een vacuüm te reizen. En dat niet alleen, maar hoe snel je ook beweegt ten opzichte van iets - of je nu accelereert of niet, het maakt niet uit - voor jou zal licht altijd met een constante snelheid bewegen: c, de snelheid van het licht in een vacuüm. Deze krachtige observatie en bewustwording heeft een verbazingwekkende consequentie: als je een persoon observeert die ten opzichte van jou beweegt, zal hun klok langzamer gaan.
Promotie video:
Stel je een "lichtklok" of klok voor die werkt door licht heen en weer te reflecteren in een op en neergaande richting tussen twee spiegels. Hoe sneller een persoon ten opzichte van u beweegt, hoe groter de snelheid van de lichtbeweging in de dwarsrichting (langs) en niet in de op- en neerwaartse richting, wat betekent dat hoe langzamer de klok zal gaan.
Evenzo zal uw horloge langzamer ten opzichte daarvan bewegen; ze zullen zien dat de tijd die voor u stroomt langzamer gaat. Als jullie weer bij elkaar komen, zal een van jullie ouder zijn en de ander jonger.
Maar wie?
Dit is de aard van Einsteins "tweelingparadox". Kort antwoord: als we aannemen dat u in hetzelfde referentiekader bent begonnen (bijvoorbeeld in rust op aarde), en later in hetzelfde referentiekader terechtkomt, zal de reiziger minder oud worden, aangezien de tijd 'langzamer' zal gaan voor hem en degene die thuis gebleven, zal het "normale" verstrijken van de tijd onder ogen zien.
Daarom, als u in de tijd wilt accelereren, moet u accelereren tot bijna lichtsnelheid, een tijdje in dit tempo bewegen en dan terugkeren naar de oorspronkelijke positie. We zullen een beetje moeten omdraaien. Als je dit doet, kun je dagen, maanden, decennia, tijdperken of miljarden jaren in de toekomst reizen (natuurlijk afhankelijk van de uitrusting).
Je zou getuige kunnen zijn van de evolutie en vernietiging van de mensheid; het einde van de aarde en de zon; dissociatie van onze melkweg; hitte dood van het universum zelf. Zolang je genoeg energie in het ruimteschip hebt, kun je zo ver in de toekomst kijken als je wilt.
Maar terugkomen is een ander verhaal. De simpele speciale relativiteitstheorie, of de relatie tussen ruimte en tijd op een basisniveau, was voldoende om ons in de toekomst te krijgen. Maar als we terug in de tijd willen gaan, terug in de tijd, hebben we de algemene relativiteitstheorie nodig, of de relatie tussen ruimte-tijd en materie en energie. In dit geval beschouwen we ruimte en tijd als een onafscheidelijke stof, en materie en energie als wat deze stof vervormt, veranderingen in de stof zelf veroorzaakt.
Voor ons universum, zoals we dat kennen, is ruimte-tijd nogal saai: het is bijna volkomen vlak, praktisch niet gebogen en loopt op geen enkele manier in een lus.
Maar in sommige gesimuleerde universums - in sommige van de oplossingen van Einsteins algemene relativiteitstheorie - kan een gesloten lus worden gecreëerd. Als de ruimte op zichzelf lussen, kun je heel lang in één richting bewegen om terug te gaan naar waar je begon.
Welnu, er zijn niet alleen oplossingen met gesloten ruimte-achtige curven, maar ook met gesloten tijdachtige curves. Een gesloten tijdachtige curve houdt in dat je letterlijk in de tijd kunt reizen, in een bepaalde omgeving kunt leven en kunt terugkeren naar hetzelfde punt vanwaar je vertrok.
Maar dit is een wiskundige oplossing. Beschrijft deze wiskunde ons fysieke universum? Het lijkt niet helemaal. De krommingen en / of discontinuïteiten die we nodig hebben voor zo'n universum zijn totaal onverenigbaar met wat we zelfs in de buurt van neutronensterren en zwarte gaten waarnemen: de meest extreme voorbeelden van kromming in ons universum.
Ons universum kan op wereldschaal roteren, maar de waargenomen rotatielimieten zijn 100.000.000 keer stijver dan de gesloten tijdachtige curven die we nodig hebben. Als je vooruit wilt reizen in de tijd, is een relativistische DeLorean vereist.
Maar terug? Het is misschien het beste als je niet terug in de tijd kunt reizen om te voorkomen dat je vader met je moeder trouwt.
Samenvattend kunnen we in het algemeen concluderen dat reizen terug in de tijd mensen altijd zal fascineren op het niveau van ideeën, maar hoogstwaarschijnlijk in een onbereikbare toekomst zal blijven (paradoxaal genoeg). Het is wiskundig niet onmogelijk, maar het universum is gebouwd op natuurkunde, een speciale subset van wiskundige oplossingen. Op basis van wat we hebben waargenomen, zullen onze dromen om onze fouten te corrigeren door terug te gaan in de tijd waarschijnlijk alleen in onze fantasieën blijven.
ILYA KHEL
