In 2009 organiseerde de Britse natuurkundige Stephen Hawking een feest voor de tijdreizigers - de truc was dat hij een jaar later uitnodigingen voor het feest stuurde (er kwamen geen gasten opdagen).
Terugreizen in de tijd is hoogstwaarschijnlijk onmogelijk. Zelfs als deze mogelijkheid bestond, beweren Hawking en anderen dat je nooit een punt in de tijd kunt bereiken tot het moment dat je tijdmachine werd gebouwd.
Maar een reis naar de toekomst? Dit is een ander verhaal.
Natuurlijk racen wij allemaal tijdreizigers in de stroom van tijd van het verleden naar de toekomst met een snelheid van één uur per uur.
Maar als een rivier stroomt de tijdstroom met verschillende snelheden op verschillende plaatsen. De moderne wetenschap biedt verschillende manieren om de toekomst dichterbij te brengen. Hier is een samenvatting van hun essentie.
Bijschrift afbeelding: een reis door een tijd-ruimtetunnel zoals gezien door Bossinas Forest voor NASA
Snelheid
Promotie video:
De gemakkelijkste en meest praktische manier om in de verre toekomst te komen, is door heel snel te gaan.
Volgens de relativiteitstheorie van Einstein, wanneer je reist met een snelheid die dicht bij de snelheid van het licht ligt, vertraagt de tijd voor jou in relatie tot de buitenwereld.
Het is niet alleen een hypothese of gedachte-experiment, het is een meetresultaat. Met behulp van twee identieke atoomklokken (sommige vlogen in een straalvliegtuig, andere bleven stationair op aarde), bewezen natuurkundigen dat vliegende klokken langzamer tikken vanwege de snelheid.
In het geval van een vliegtuig is het effect minimaal. Maar als je aan boord van een ruimtevaartuig zou reizen met 90% van de lichtsnelheid, zou de tijd 2,6 keer langzamer gaan dan op aarde.
En hoe dichter je snelheid de lichtsnelheid nadert, hoe extremer tijdreizen wordt.
De hoogste snelheid die dankzij menselijke technologie wordt bereikt, kan de snelheid worden genoemd waarmee protonen rond de Large Hadron Collider rennen - 99,9999991% van de lichtsnelheid. Met behulp van de relativiteitstheorie kan men berekenen dat één seconde voor een proton gelijk is aan 27.777.778 seconden of, in de praktijk, 11 maanden voor ons.
Verrassend genoeg houden deeltjesfysici rekening met vertraging bij het omgaan met rottende deeltjes. In het laboratorium vervallen muondeeltjes doorgaans in 2,2 microseconden. Maar snel bewegende muonen, die worden geproduceerd wanneer kosmische straling de bovenste atmosfeer bereikt, vervallen 10 keer langer.
Bijschrift afbeelding: Zwaartekracht kan het verstrijken van de tijd vertragen
Zwaartekracht
De volgende methode is ook geïnspireerd door het werk van Einstein. Volgens zijn algemene relativiteitstheorie, hoe meer je de zwaartekracht voelt, hoe langzamer de tijd beweegt.
Als je bijvoorbeeld dichter bij het centrum van de aarde komt, neemt de zwaartekracht toe. De tijd gaat langzamer voor je benen dan voor je hoofd.
Nogmaals, dit effect is gemeten. In 2010 plaatsten natuurkundigen van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) twee atoomklokken op planken, de ene 33 centimeter groter dan de andere, en maten ze het verschil in tikkende snelheid. De klok op de plank eronder tikte langzamer omdat hij iets meer onderhevig was aan de zwaartekracht.
Om in de verre toekomst te zijn, hebben we alleen een plek met een extreem sterke zwaartekracht nodig, zoals een zwart gat. Hoe dichter je bij de grens komt, hoe langzamer de tijd beweegt - maar dit is riskant, want als je de grens overschrijdt, kun je nooit meer terugkeren.
Het effect is in ieder geval niet zo sterk, dus de trip is het waarschijnlijk niet waard.
Stel dat je de technologie hebt om lange afstanden af te leggen om bij een zwart gat te komen (het dichtstbijzijnde is ongeveer 3000 lichtjaar verwijderd). Tijdens de reis zelf zal de tijd veel meer vertragen dan tijdens de reis door het zwarte gat zelf.
(De situatie beschreven in Interstellar, waar een uur op een planeet in de buurt van een zwart gat het equivalent is van zeven jaar op aarde, is te extreem en volkomen onmogelijk voor ons universum, zegt Kip Thorne, de wetenschappelijk adviseur van de film).
Misschien wel het meest verbazingwekkende is dat GPS-systemen bij hun werk rekening moeten houden met de effecten van tijddilatatie (zowel vanwege de snelheid van de satellieten als de zwaartekracht die erop inwerkt). Zonder deze correcties kan de gps op de telefoon uw positie op aarde niet bepalen, zelfs niet binnen een straal van enkele kilometers.
afbeelding bijschrift: hoe de toekomst wordt getoond in de tv-serie "Lost in Space"
Anabiose
Een andere optie om naar de toekomst te reizen, is om uw perceptie van tijd te vertragen door de levensprocessen van uw lichaam te vertragen of te stoppen en ze vervolgens opnieuw te starten.
Bacteriële sporen kunnen miljoenen jaren in onderbroken animatie leven totdat de juiste temperatuur, vochtigheid en voedselomstandigheden hun metabolisme opnieuw beginnen. Sommige zoogdieren, zoals beren en eekhoorns, kunnen hun metabolisme tijdens de winterslaap vertragen, waardoor de behoefte van hun cellen aan zuurstof en voedsel aanzienlijk afneemt.
Zullen mensen ooit hetzelfde kunnen doen?
Hoewel de volledige stopzetting van het metabolisme van het lichaam nog niet onderhevig is aan moderne wetenschap, werken sommige wetenschappers eraan om het effect van een korte "winterslaap" van enkele uren te bereiken. Dit kan voldoende tijd zijn om de persoon te helpen overleven, bijvoorbeeld tijdens een hartstilstand, voordat ze naar het ziekenhuis kunnen worden gebracht.
In 2005 toonden Amerikaanse wetenschappers een manier om het metabolisme van muizen die niet in winterslaap zijn, te vertragen. Tijdens het experiment kregen ze kleine doses waterstofsulfide, die door dezelfde celreceptoren wordt waargenomen als zuurstof. De algehele lichaamstemperatuur van de muizen daalde tot 13 ° C en het metabolisme nam 10 keer af. Na zes uur werden de muizen gereanimeerd zonder bijwerkingen.
Helaas was een dergelijk experiment, uitgevoerd op schapen en varkens, niet succesvol, wat stof tot nadenken geeft: deze methode is misschien niet geschikt voor grotere dieren.
Een andere methode die het lichaam in een onderkoelde ‘winterslaap’ plaatst - het vervangen van bloed door koude zoutoplossing - heeft gewerkt bij varkens en wordt momenteel in Pittsburgh klinisch getest bij mensen.
afbeelding bijschrift: zo belichaamt de kunstenaar Kjordand zijn idee van de ruimte-tijd-tunnel
Ruimte-tijd tunnels
De algemene relativiteitstheorie biedt ook de mogelijkheid om snel door tijd-ruimtetunnels te reizen, waardoor afstanden van miljarden lichtjaren of gewoon verschillende tijden kunnen worden overbrugd.
Veel natuurkundigen, waaronder Stephen Hawking, geloven dat ruimte-tijdtunnels, die constant op verschillende plaatsen in de kwantumschil verschijnen, veel kleiner zijn dan atomen. De truc is om er een te pakken en uit te breiden tot menselijke proporties - een prestatie die een enorme hoeveelheid energie vereist, maar die alleen in theorie mogelijk is.
Pogingen om een dergelijke methode te bewijzen zijn mislukt, uiteindelijk vanwege de onverenigbaarheid tussen de algemene relativiteitstheorie en de kwantummechanica.
Gebruik van licht
Het idee, naar voren gebracht door de Amerikaanse natuurkundige Ron Mallett, is om een roterende cilinder van licht te gebruiken om het ruimte-tijd continuüm voor de gek te houden. Alle voorwerpen die in een ronddraaiende cilinder vastzitten, kunnen theoretisch door ruimte en tijd worden gesleept, als een luchtbel die naar de oppervlakte van koffie is gestegen nadat de drank in een kopje is geroerd.
De juiste configuratie kan helpen om verleden en toekomst te reizen, zei Mallett.
Mallett publiceerde zijn theorie in 2000 en probeert sindsdien geld in te zamelen voor een op bewijzen gebaseerd experiment waarbij neutronen door een cirkel van roterende lasers worden geleid.
Zijn ideeën kregen echter geen steun van de natuurkundige gemeenschap, omdat ze originaliteit ontbraken.
Olga Melnik