PITANJE KOJE MUČI MNOGE
FOTO Što kaže znanost? Hoće li putovanje kroz vrijeme ikad biti moguće? Hawking imao ideju...
Putovanje kroz vrijeme jedna je od onih tema koja ne prestaje fascinirati čovječanstvo. Od H.G. Wellsa do kultnog filma "Povratak u budućnost", ideja da možemo uskočiti u stroj i ispraviti pogreške iz prošlosti ili vidjeti što nam donosi sutrašnjica, duboko je ukorijenjena u našoj kulturi. No, kada se maknemo od Hollywooda i znanstvene fantastike, što o tome zapravo kažu fizičari? Je li to samo san ili realna mogućnost koju dopuštaju prirodni zakoni?
Putovanje kroz vrijeme jedna je od onih tema koja ne prestaje fascinirati čovječanstvo. Od H.G. Wellsa do kultnog filma "Povratak u budućnost", ideja da možemo uskočiti u stroj i ispraviti pogreške iz prošlosti ili vidjeti što nam donosi sutrašnjica, duboko je ukorijenjena u našoj kulturi. No, kada se maknemo od Hollywooda i znanstvene fantastike, što o tome zapravo kažu fizičari? Je li to samo san ili realna mogućnost koju dopuštaju prirodni zakoni? Odgovor je složeniji nego što se čini na prvi pogled. Stručnjaci se slažu u jednoj stvari: putovanje kroz vrijeme nije samo moguće, ono se već događa. Međutim, smjer tog putovanja i način na koji ga doživljavamo ključni su za razumijevanje ove problematike.
Putovanje kroz vrijeme jedna je od onih tema koja ne prestaje fascinirati čovječanstvo. Od H.G. Wellsa do kultnog filma "Povratak u budućnost", ideja da možemo uskočiti u stroj i ispraviti pogreške iz prošlosti ili vidjeti što nam donosi sutrašnjica, duboko je ukorijenjena u našoj kulturi. No, kada se maknemo od Hollywooda i znanstvene fantastike, što o tome zapravo kažu fizičari? Je li to samo san ili realna mogućnost koju dopuštaju prirodni zakoni? Odgovor je složeniji nego što se čini na prvi pogled. Stručnjaci se slažu u jednoj stvari: putovanje kroz vrijeme nije samo moguće, ono se već događa. Međutim, smjer tog putovanja i način na koji ga doživljavamo ključni su za razumijevanje ove problematike.
Putovanje u budućnost je znanstvena činjenica - Ako pitate fizičara je li moguće putovati u budućnost, odgovor će biti nedvosmisleno "da". Zapravo, vi to radite upravo sada, brzinom od jedne sekunde po sekundi. No, Albert Einstein i njegova teorija relativnosti pokazali su nam da taj tempo nije fiksiran. Vrijeme je relativno i ovisi o brzini kojom se krećete te o gravitaciji u vašoj blizini. Fenomen poznat kao dilatacija vremena dokazuje da što se brže krećete kroz prostor, to se sporije krećete kroz vrijeme u odnosu na promatrača koji miruje. To nije samo teorija; to je efekt koji je eksperimentalno potvrđen nebrojeno puta.
Najpoznatiji primjer iz stvarnog života su astronauti. Braća blizanci Scott i Mark Kelly poslužili su kao savršen eksperiment za NASA-u. Scott je proveo 520 dana na Međunarodnoj svemirskoj postaji, orbitirajući brzinom od oko 28.000 km/h. Zbog te brzine, njegovo vrijeme teklo je mrvicu sporije nego Markovu na Zemlji. Kada se vratio, Scott je bio tehnički mlađi od svog brata blizanca za nekoliko milisekundi više nego što je bio prije puta. Da je mogao putovati brzinom bliskom brzini svjetlosti, taj bi se efekt drastično povećao – mogao bi se vratiti na Zemlju nakon onoga što bi njemu izgledalo kao nekoliko godina, dok bi na Zemlji prošla stoljeća.
Osim brzine, i gravitacija igra ulogu. Prema općoj teoriji relativnosti, vrijeme teče sporije u blizini masivnih objekata. Satovi na GPS satelitima, koji su dalje od Zemljine mase (i gravitacije) nego mi na površini, kucaju brže. Da inženjeri ne korigiraju tu razliku svakodnevno, vaš bi Google Maps promašio lokaciju za kilometre. Dakle, putovanje u budućnost je stvar tehnologije i energije, a ne fizikalne nemogućnosti.
Problem s povratkom u prošlost - Dok je put prema naprijed "asfaltiran" zakonima fizike, putovanje u prošlost je minsko polje paradoksa i teorijskih prepreka. Ipak, Einsteinove jednadžbe ne zabranjuju striktno povratak unatrag. One dopuštaju postojanje nečega što se naziva "zatvorene vremenske krivulje" (CTCs). To su petlje u prostor-vremenu koje bi teoretski omogućile putniku da se vrati u točku u vremenu iz koje je krenuo. Međutim, tu dolazimo do glavnog problema: termodinamike. Drugi zakon termodinamike kaže da entropija (mjera nereda) u zatvorenom sustavu uvijek raste. To stvara "strijelu vremena" koja pokazuje samo u jednom smjeru – od prošlosti prema budućnosti. Razbijeno jaje ne može se samo od sebe sastaviti. Putovanje u prošlost bi, prema mnogim tumačenjima, kršilo ovaj temeljni zakon.
Paradoks djeda i slobodna volja - Najveći argument protiv putovanja u prošlost su logički paradoksi, od kojih je najpoznatiji "paradoks djeda". Što ako otputujete u prošlost i spriječite svoje djedove i bake da se upoznaju? Tada se vi ne biste rodili, pa ne biste mogli otputovati u prošlost da spriječite taj susret. Znanstvenici poput Germaina Tobara i Fabija Coste sa Sveučilišta Queensland nedavno su ponudili matematička rješenja koja sugeriraju da bi svemir mogao biti "otporan" na paradokse. Njihovi izračuni pokazuju da bi se događaji sami "recalibrirali" oko putnika.
Uzmimo za primjer pokušaj zaustavljanja pandemije povratkom u prošlost kako bi se izolirao "nulti pacijent". Prema njihovom modelu, ako biste to i učinili, vi biste sami mogli postati prijenosnik ili bi se virus proširio drugim putem. Događaj bi se svejedno dogodio, samo na drugačiji način, čime bi se očuvala uzročno-posljedična veza. To sugerira da je putovanje moguće, ali da prošlost ne možemo mijenjati onako kako želimo – povijest bi se sama ispravila.
Crvotočine i laseri: Kako bi stroj izgledao? - Ako bi putovanje u prošlost bilo moguće, kako bismo ga izveli? Jedna od popularnih teorija uključuje crvotočine – hipotetske tunele koji povezuju dvije udaljene točke u prostor-vremenu. Scientific American navodi da bi za održavanje takvog tunela stabilnim i prohodnim bila potrebna "egzotična materija" s negativnom energijom, nešto što još nismo pronašli u prirodi, a kamoli uspjeli proizvesti. Drugačiji, vrlo osoban pristup ima astrofizičar Ronald L. Mallett sa Sveučilišta Connecticut. Nakon što mu je otac iznenada preminuo kad je Ron imao samo 10 godina, Mallett je cijeli život pokreće želja da pronađe način kako bi ga ponovno vidio. Inspiriran romanom H. G. Wellsa "Vremenski stroj, posvetio je karijeru traženju zatvorenih vremenskih krivulja koristeći svjetlost. Njegova ideja temelji se na Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti: ako se dovoljno intenzivan prstenasti snop svjetlosti (laser) zakrene u petlju, on bi teoretski mogao stvoriti vrlo malo zakrivljenje prostor-vremena unutar tog prstena i potencijalno otvoriti mikroskopske vremenske petlje. Međutim, treba biti jasan: Mallettov model trenutno je čista teorija i daleko je od praktične primjene. Čak i da načelno funkcionira, potrebna energija za stvaranje makroskopske petlje (dovoljne za čovjeka ili barem poruku) bila bi enormna – reda veličine energije cijelih zvijezda ili crnih rupa. Osim toga, većina fizičara smatra da slaba gravitacijska polja koja stvara svjetlost ne mogu dovoljno jako zakriviti prostor-vrijeme da bi se stvorile prave zatvorene vremenske krivulje na ljudskoj skali. Unatoč tome, Mallettov rad ostaje dirljiva i hrabra potraga jednog znanstvenika koji je znanost pretvorio u osobnu misiju.
Gdje su turisti iz budućnosti? - Unatoč optimizmu nekih teoretičara, postoji jedan vrlo jednostavan, ali snažan argument protiv mogućnosti povratka u prošlost, kojeg je često isticao pokojni Stephen Hawking. On je 2009. godine organizirao zabavu za putnike kroz vrijeme, ali je pozivnice poslao tek nakon što je zabava završila. Nitko se nije pojavio. Hawking je predložio "hipotezu o zaštiti kronologije", ideju da zakoni fizike u konačnici sprječavaju stvaranje vremenskih strojeva kako bi "svemir bio siguran za povjesničare". Prema tom viđenju, svaki pokušaj stvaranja vremenske petlje izazvao bi kvantne efekte koji bi uništili stroj prije nego što bi on proradio.
Dakle, je li putovanje kroz vrijeme moguće? Ako želite vidjeti budućnost, odgovor je da – samo trebate vrlo brzu raketu ili boravak blizu crne rupe. Što se tiče prošlosti, vrata su, barem za sada, čvrsto zatvorena. Iako matematika opće relativnosti ostavlja tu mogućnost odškrinutom, termodinamika i paradoksi stoje kao moćni čuvari na ulazu.
Možda ćemo jednog dana otkriti novu fiziku koja ujedinjuje kvantnu mehaniku i gravitaciju te nam omogućuje da zaobiđemo ova pravila. Do tada, teleskopi poput onih koje koristi NASA ostaju naši jedini pravi vremenski strojevi – jer gledajući u dubinu svemira, mi zapravo gledamo u njegovu daleku prošlost.
