SG.hu·
Hogyan építsünk időgépet?
Az időutazás H. G. Wells 1895-ben írt Az időgép című regénye óta közkedvelt témája a sci-fi irodalomnak. De vajon tényleg megalkotható-e? Évtizedeken át az időutazás az elfogadható tudomány határain túl húzódott, az utóbbi években a téma azonban egyre inkább előtérbe került az elméleti fizikusok körében. Megérteni az ok és okozat közötti összefüggést kulcs eleme egy egységes fizikai elmélet elkészítésének.
Legjobban Einstein relativitáselméletéből érthetjük meg az időt, amit előtte abszolútnak és egyetemesnek tekintették, minden számára azonosnak, függetlenül fizikai körülményeitől. Einstein szerint két esemény közötti intervallum függ a megfigyelő mozgásától. Tegyük fel, hogy egy ikerpár egyik tagja űrhajóval, nagy sebességgel elindul egy közeli csillag felé, majd onnan visszatér a Földre, míg testvére bolygónkon marad. Az űrutazás tegyük fel egy év volt, ám amikor az utazó kilép a hajóból, rádöbben, hogy a Földön ezalatt 10 év telt el és testvére 9 évvel idősebb nála. Ez is egy módja az időutazásnak, valójában emberünk 9 évet haladt előre a jövőbe. Az időnyújtásként ismert hatás a napi életben nem észlelhető, mivel a mozgásnak fénysebességhez közeli tempóval kellene végbe mennie. Még a repülőgépek sebességénél is csak néhány nanoszekundum az időnyújtás. A valódi időtorzításokhoz általános tapasztalataink világán túl kell keresgélni. A félatomi részecskéket hatalmas gyorsító gépezetekben meg lehet hajtani közel fénysebességgel. Egyes kozmikus sugarak esetében szintén tapasztalhatóak látványos időtorzítások. Ezek a részecskék olyan közel járnak a fénysebességhez, hogy az ő nézőpontjukból percek alatt szelik át a galaxist még akkor is, ha a Földről nézve több tízezer éven át utaznak. Ha az időnyújtás nem alakulna ki, akkor ezek a részecskék soha nem érnének ide.
A sebesség egy mód hogy előreugorjunk az időben. A másik a gravitáció. Az óra egy hangyányival gyorsabban jár a padláson, mint a pincében, ugyanez igaz az űr és a Föld felszín viszonylatában, bár a hatás parányi, pontos órákkal közvetlenül mérhető. Egy neutroncsillag felszínén a gravitáció olyan erős, hogy az időt 30%-kal lassítja a földi időhöz viszonyítva. Egy ilyen csillagról figyelve az események egy felgyorsított filmre hasonlítanak. A fekete lyukak jelentik a végső időtorzítást. Felszínükön az idő mozdulatlan a Földhöz képest. Ha egy űrhajós nagyon közel tud kerülni egy fekete lyukhoz, majd sértetlenül visszatér, akkor hatalmas lépést tehet a jövőbe. Az előre jutás, ha elméletben is de megoldható, visszafelé haladni az időben azonban még ennél is nehezebb.
1948-ban Kurt Gödel Einstein gravitációs mező egyenlete alapján egy forgó univerzumot vázolt fel. Ebben az univerzumban az űrhajós úgy utazhat át az űrön, hogy saját múltjába jut vissza, mivel a gravitáció hatással van a fényre, azonban a megfigyelések semmi jelét nem mutatták az univerzum forgásának, arra azonban jó volt, hogy bizonyítsa, a relativitás elmélete nem tiltja meg az visszafelé haladást az időben. Frank J. Tipler 1974-es számításai szerint egy, a tengelye körül közel fénysebességgel forgatott végtelenül hosszú henger azáltal teszi lehetővé a visszajutást, hogy a fényt hurokként a hengerpalást köré húzza. J. Richard Gott szerint az ősrobbanáskor keletkezett kozmikus szálak idézhetnek elő hasonló eredményt.
A legértelmesebb azonban a nyolcvanas évek féreglyuk koncepcióján alapuló időgép elmélet, melyet 1985-ös Kapcsolat című regényében Paul Sagan is alkalmazott. A féreglyukak beleillenek a relativitás elméletébe. Kip S. Thorne és kollégái megvizsgálták összeegyeztethetőségét az ismert fizikával. A kiinduló pont, hogy a féreglyuk a fekete lyukhoz hasonlóan félelmetes gravitációval bír. Amiben eltér, az a be- és kijárat, valamint tartalmaznia kell az antigravitációt negatív energiával vagy nyomással létrehozó úgynevezett egzotikus anyagot. A negatív energiaállapotok ismertek bizonyos kvantumrendszerekben, így az egzotikus anyagot nem zárják ki a fizika törvényei, az azonban nem tisztázott, hogy elegendő antigravitáció jöhet-e létre a féreglyuk stabilizálásához. Ha igen, akkor időgépként is használható, ha az egyik végét neutroncsillag közelébe tudják vontatni, ahol a csillag gravitációja lelassítja az időt.
Ha létre is hoznak egy időgépet, az a paradoxonok egész tárházát nyithatja meg előttünk, hiszen mi történik, ha egy időutazó beleavatkozik a dolgok folyásába, vagy egyszerűen a részévé válik a múltnak.
Legjobban Einstein relativitáselméletéből érthetjük meg az időt, amit előtte abszolútnak és egyetemesnek tekintették, minden számára azonosnak, függetlenül fizikai körülményeitől. Einstein szerint két esemény közötti intervallum függ a megfigyelő mozgásától. Tegyük fel, hogy egy ikerpár egyik tagja űrhajóval, nagy sebességgel elindul egy közeli csillag felé, majd onnan visszatér a Földre, míg testvére bolygónkon marad. Az űrutazás tegyük fel egy év volt, ám amikor az utazó kilép a hajóból, rádöbben, hogy a Földön ezalatt 10 év telt el és testvére 9 évvel idősebb nála. Ez is egy módja az időutazásnak, valójában emberünk 9 évet haladt előre a jövőbe. Az időnyújtásként ismert hatás a napi életben nem észlelhető, mivel a mozgásnak fénysebességhez közeli tempóval kellene végbe mennie. Még a repülőgépek sebességénél is csak néhány nanoszekundum az időnyújtás. A valódi időtorzításokhoz általános tapasztalataink világán túl kell keresgélni. A félatomi részecskéket hatalmas gyorsító gépezetekben meg lehet hajtani közel fénysebességgel. Egyes kozmikus sugarak esetében szintén tapasztalhatóak látványos időtorzítások. Ezek a részecskék olyan közel járnak a fénysebességhez, hogy az ő nézőpontjukból percek alatt szelik át a galaxist még akkor is, ha a Földről nézve több tízezer éven át utaznak. Ha az időnyújtás nem alakulna ki, akkor ezek a részecskék soha nem érnének ide.
A sebesség egy mód hogy előreugorjunk az időben. A másik a gravitáció. Az óra egy hangyányival gyorsabban jár a padláson, mint a pincében, ugyanez igaz az űr és a Föld felszín viszonylatában, bár a hatás parányi, pontos órákkal közvetlenül mérhető. Egy neutroncsillag felszínén a gravitáció olyan erős, hogy az időt 30%-kal lassítja a földi időhöz viszonyítva. Egy ilyen csillagról figyelve az események egy felgyorsított filmre hasonlítanak. A fekete lyukak jelentik a végső időtorzítást. Felszínükön az idő mozdulatlan a Földhöz képest. Ha egy űrhajós nagyon közel tud kerülni egy fekete lyukhoz, majd sértetlenül visszatér, akkor hatalmas lépést tehet a jövőbe. Az előre jutás, ha elméletben is de megoldható, visszafelé haladni az időben azonban még ennél is nehezebb.1948-ban Kurt Gödel Einstein gravitációs mező egyenlete alapján egy forgó univerzumot vázolt fel. Ebben az univerzumban az űrhajós úgy utazhat át az űrön, hogy saját múltjába jut vissza, mivel a gravitáció hatással van a fényre, azonban a megfigyelések semmi jelét nem mutatták az univerzum forgásának, arra azonban jó volt, hogy bizonyítsa, a relativitás elmélete nem tiltja meg az visszafelé haladást az időben. Frank J. Tipler 1974-es számításai szerint egy, a tengelye körül közel fénysebességgel forgatott végtelenül hosszú henger azáltal teszi lehetővé a visszajutást, hogy a fényt hurokként a hengerpalást köré húzza. J. Richard Gott szerint az ősrobbanáskor keletkezett kozmikus szálak idézhetnek elő hasonló eredményt.
A legértelmesebb azonban a nyolcvanas évek féreglyuk koncepcióján alapuló időgép elmélet, melyet 1985-ös Kapcsolat című regényében Paul Sagan is alkalmazott. A féreglyukak beleillenek a relativitás elméletébe. Kip S. Thorne és kollégái megvizsgálták összeegyeztethetőségét az ismert fizikával. A kiinduló pont, hogy a féreglyuk a fekete lyukhoz hasonlóan félelmetes gravitációval bír. Amiben eltér, az a be- és kijárat, valamint tartalmaznia kell az antigravitációt negatív energiával vagy nyomással létrehozó úgynevezett egzotikus anyagot. A negatív energiaállapotok ismertek bizonyos kvantumrendszerekben, így az egzotikus anyagot nem zárják ki a fizika törvényei, az azonban nem tisztázott, hogy elegendő antigravitáció jöhet-e létre a féreglyuk stabilizálásához. Ha igen, akkor időgépként is használható, ha az egyik végét neutroncsillag közelébe tudják vontatni, ahol a csillag gravitációja lelassítja az időt.
Ha létre is hoznak egy időgépet, az a paradoxonok egész tárházát nyithatja meg előttünk, hiszen mi történik, ha egy időutazó beleavatkozik a dolgok folyásába, vagy egyszerűen a részévé válik a múltnak.