Het idee dat we terug kunnen gaan in de tijd om het verleden te veranderen, is een van de favoriete technieken geworden in films, literatuur en televisieseries. Harry Potter, Back to the Future, Groundhog Day en vele andere films beloofden ons de mogelijkheid om opnieuw te selecteren in ons verleden. Voor de meeste mensen zal deze kans fantastisch blijven, omdat alle natuurkundige wetten aangeven dat vooruitgaan in de tijd onvermijdelijk en noodzakelijk is. Er is zelfs een paradox in de filosofie die de absurditeit van deze mogelijkheid benadrukt: als tijdreizen mogelijk was, zou je terug in de tijd kunnen gaan en je grootvader kunnen vermoorden voordat je ouders elkaar ontmoetten, waardoor de mogelijkheid van je eigen bestaan werd geëlimineerd. Lange tijd werd aangenomen dat er geen weg terug was. Maar dankzij de intrigerende eigenschappen van ruimte en tijd in Einsteins algemene relativiteitstheorie, is een reis terug in de tijd wellicht mogelijk, zegt natuurkundige Ethan Siegel.
Een illustratie van het vroege universum van kwantumschuim, waarin kwantumfluctuaties zich manifesteren op de kleinste schaal. Positieve en negatieve energieschommelingen kunnen kleine kwantumwormgaatjes creëren.
Laten we beginnen met het fysieke idee van een wormgat. In het bekende universum verschijnen op de kleinste schaal kleine kwantumfluctuaties op het weefsel van ruimte-tijd. Dit omvat energieschommelingen in positieve en negatieve richtingen, die vaak zeer dicht bij elkaar optreden. Een sterke, dichte, positieve energiefluctuatie kan op een bepaalde manier een gekromde ruimte creëren, en een sterke, dichte, negatieve energiefluctuatie zal de ruimte in de tegenovergestelde richting buigen. Als je deze twee krommingsgebieden met elkaar verbindt, krijg je - kort gezegd - een kwantumwormgat. Als het wormgat lang genoeg meegaat, kun je proberen er een deeltje doorheen te halen, zodat het onmiddellijk in de ruimtetijd op de ene plaats verdwijnt en op een andere verschijnt.
Nauwkeurige wiskundige grafiek van het Lorentz-wormgat. Als het ene uiteinde van een wormgat is opgebouwd uit positieve massa / energie en het andere uit negatieve massa / energie, wordt het wormgat doorkruist.
Om dit alles bijvoorbeeld op te schalen en een mens door een wormgat te laten lopen, is wat werk nodig. Hoewel alle bekende deeltjes in ons universum positieve energie hebben en ofwel positieve ofwel nul massa, is het mogelijk dat deeltjes met een negatieve massa en energie bestaan binnen het raamwerk van de algemene relativiteitstheorie. Natuurlijk hebben we ze nog niet gevonden, maar als je de theoretisch fysici gelooft, is er niets dat de mogelijkheid van hun bestaan zou uitsluiten.
Als er een substantie met negatieve massa en energie bestaat, zal het creëren van een superzwaar zwart gat en zijn tegenhanger met negatieve massa en energie, en deze vervolgens combineren, een doorkruisbaar wormgat creëren. Het maakt niet uit hoe ver je de twee van deze boven elkaar geplaatste objecten van elkaar scheidt, als ze genoeg massa en energie hebben - zowel positief als negatief - blijft de directe verbinding bestaan. Dit alles is geweldig om direct door de ruimte te reizen. Maar hoe zit het met de timing? En dit is waar de wetten van de speciale relativiteitstheorie in het spel komen.
Volgens de wet van de speciale relativiteitstheorie verouderen stationaire en bewegende delen met verschillende snelheden.
Als je dichtbij de lichtsnelheid reist, ervaar je een fenomeen dat bekend staat als tijddilatatie. Jouw beweging in de ruimte en beweging in de tijd zijn verbonden door de snelheid van het licht: hoe sneller je door de ruimte beweegt, hoe langzamer door de tijd. Stel je voor dat je een bestemming hebt op 40 lichtjaar afstand, en je kunt met een ongelooflijke snelheid reizen: meer dan 99,9% van de lichtsnelheid. Als je aan boord van een schip gaat, met bijna de lichtsnelheid naar een ster reist, dan stopt, je omdraait en terugkeert naar de aarde, zal er iets vreemds worden gevonden.
Promotie video:
Vanwege de vertraging van de tijd en de verkorting van de lengte, kunt u uw bestemming in slechts een jaar bereiken en vervolgens in een ander jaar terugkeren. Maar 82 jaar zullen voorbijgaan op aarde. Iedereen die je kent, wordt heel oud. Dit is hoe tijdreizen fysiek mogelijk is: je reist naar de toekomst, en tijdreizen hangt alleen af van je beweging in de ruimte.
Is tijdreizen mogelijk? Met een wormgat dat groot genoeg is, bijvoorbeeld gecreëerd door twee superzware zwarte gaten (positieve en negatieve massa's en energieën), zouden we het kunnen proberen.
Als je een wormgat bouwt zoals hierboven beschreven, zal het verhaal veranderen. Stel je voor dat het ene uiteinde van een wormgat bewegingsloos zal zijn, bijvoorbeeld ergens in de buurt van de aarde, terwijl het andere met een snelheid dichtbij het licht zal reizen. Na een jaar van snelle beweging van een van de uiteinden van het wormgat, ga je er doorheen. Wat gebeurt er nu?
Welnu, het jaar zal voor iedereen anders zijn, vooral als iedereen zich anders in tijd en ruimte beweegt. Als we het hebben over dezelfde snelheden als voorheen, dan zal het "bewegende" uiteinde van het wormgat 40 jaar oud worden, maar het "rustige" einde - slechts 1 jaar. Stap het relativistische uiteinde van het wormgat binnen en bereik de aarde slechts een jaar na het ontstaan van het wormgat, en je zult zelf 40 jaar oud worden.
Als iemand 40 jaar geleden zo'n paar verwarde wormgaten heeft gemaakt en ze op een soortgelijke reis heeft gestuurd, zouden ze vandaag, in 2017, in een van hen kunnen stappen en naar 1978 kunnen reizen. Het enige probleem is dat u zelf in 1978 niet op deze plek had kunnen zijn; je moest aan het ene uiteinde van het wormgat zijn of door de ruimte reizen om het in te halen.
Warp-reizen zoals gezien door NASA. Als je een wormgat creëert tussen twee punten in de ruimte, zodat het ene gat relativistisch beweegt ten opzichte van het andere, zouden waarnemers die er doorheen gaan anders verouderen.
En trouwens, deze vorm van tijdreizen verbiedt ook de grootvaderparadox! Zelfs als het wormgat was gemaakt voordat je ouders werden verwekt, was het onmogelijk dat je vroeg genoeg aan de andere kant van het wormgat kon verschijnen om terug in de tijd te reizen en je grootvader te vinden vóór dat cruciale moment. In het beste geval zou je je pasgeboren vader en moeder aan boord van een schip kunnen nemen, het andere uiteinde van het wormgat kunnen inhalen, ze kunnen laten rijpen, ouder worden, je zwanger kunnen maken en dan zelf weer door het wormgat kunnen reizen. Dan ontmoet je je grootvader in zijn beste jaren, maar technisch gezien is het rond de tijd dat je ouders werden geboren.
Het universum laat de meest ongewone dingen de vrije loop. Vooral als negatieve massa en energie echt in het heelal bestaat en onder controle kan worden gehouden. Maar terugreizen in de tijd is iets heel bijzonders. Vanwege de eigenaardigheden van zowel de speciale als de algemene relativiteitstheorie, is tijdreizen naar het verleden misschien niet alleen mogelijk in fictie.
