Θα ταξιδέψουμε στο χρόνο;

Εύκολα μπορεί να πει κανείς ότι το ταξίδι στον χρόνο ανήκει μόνο στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας. Στο κάτω κάτω ο Χ. Τζ. Γουέλς έγραψε τη «Μηχανή του χρόνου» στα τέλη του 19ου αιώνα και ακόμη κανένας δεν έχει φτιάξει μια τέτοια μηχανή που να λειτουργεί. Μην απογοητεύεστε ωστόσο: εξακολουθούμε να κάνουμε ανακαλύψεις που ίσως μας δείξουν τον δρόμο προς τα εμπρός – ή προς τα πίσω.

Το ταξίδι στον χρόνο είναι εγγενές στις βασικές αρχές της Γενικής Σχετικότητας. Η θεωρία του Αϊνστάιν προβλέπει ότι ο χρόνος κυλάει πιο αργά σε ισχυρή βαρύτητα, επομένως γερνάτε πιο αργά αν ζείτε σε μια μονοκατοικία από ό,τι σε έναν ουρανοξύστη: όταν βρίσκεστε πιο κοντά στο έδαφος, βρίσκεστε σε οριακά ισχυρότερη βαρύτητα. Για να φτιάξετε λοιπόν μια μηχανή του χρόνου, πρέπει απλώς να συνδέσετε δύο περιοχές στις οποίες ο χρόνος κυλάει με διαφορετική ταχύτητα.

Ας πάρουμε ως παράδειγμα τη Γη και την άμεση εγγύτητα μιας μαύρης τρύπας, όπου η ισχυρή βαρύτητα κάνει τον χρόνο να κυλά υπερβολικά αργά. Ας πούμε ότι θέτετε σε λειτουργία δύο ρολόγια στα δύο αυτά σημεία τη Δευτέρα. Οταν φθάσει η Παρασκευή στη Γη, στη μαύρη τρύπα θα είναι ακόμη Τετάρτη. Αν λοιπόν μπορούσατε να ταξιδέψετε στιγμιαία από τη Γη κοντά στη μαύρη τρύπα, θα ταξιδεύατε από την Παρασκευή πίσω στη Δευτέρα. Και να το – ταξίδι στον χρόνο!

Σκουληκότρυπες: κάτι σαν το μετρό;

Το ερώτημα είναι: Μπορείτε; Ναι – κατ’ αρχήν. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία η δομή του χωροχρόνου αποτελείται από ένα κουβάρι από υπο-μικροσκοπικές συντομεύσεις που ενώνουν τον χώρο και τον χρόνο και είναι γνωστές ως σκουληκότρυπες. Αν κάνατε λίγα βήματα μέσα σε ένα τέτοιο τούνελ, μπορεί να βγαίνατε έτη φωτός μακριά, στην άλλη πλευρά του Γαλαξία, ή μερικά χρόνια πίσω στο παρελθόν ή μπροστά στο μέλλον. Είναι πιθανό τα σωματίδια-φαντάσματα που ονομάζονται νετρίνα να επιτελούν ήδη ένα τέτοιο κατόρθωμα.

Για εμάς τους υπόλοιπους ωστόσο θα πρέπει προηγουμένως να λυθούν μερικά πρακτικά προβλήματα. Για να χρησιμοποιήσετε μια σκουληκότρυπα για ένα ταξίδι στον χρόνο, αυτή θα πρέπει να ενώνει τους χρόνους και τα μέρη ανάμεσα στα οποία θέλετε να ταξιδέψετε: αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει με κάποιον τρόπο να συνδέσετε τη μία άκρη της στην κοντινότερη μαύρη τρύπα.

Ακόμη και αν το καταφέρετε, θα εξακολουθήσετε να έχετε κάποια θέματα: θα πρέπει να μεγεθύνετε την κβαντικής κλίμακας σκουληκότρυπα σε μικροσκοπικό μέγεθος και να βρείτε έναν τρόπο να διατηρήσετε την είσοδο και την έξοδό της ανοιχτές. Πράγμα δύσκολο, αφού οι σκουληκότρυπες είναι καταληκτικά ασταθείς και κλείνουν μέσα σε κλάσματα δευτερολέπτου. Για να τις κρατήσετε ανοιχτές, θα χρειαστείτε ένα υποθετικό είδος ύλης με απωθητική βαρύτητα. Δεν γνωρίζουμε αν υπάρχει τέτοια εξωτική ύλη με αρκετή ισχύ. Αυτό όμως το οποίο γνωρίζουμε είναι ότι για να δημιουργηθεί μια σήραγγα με στόμιο διαμέτρου περίπου ενός μέτρου – αρκετά πλατύ δηλαδή ώστε να μπορεί να ταξιδέψει κάποιος μέσα από αυτό – θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη συνολική ενέργεια που παράγει ένα μεγάλο ποσοστό των άστρων στον γαλαξία μας σε έναν χρόνο.

Παρά την τόση προσπάθεια ωστόσο μια τέτοια μηχανή δεν θα μας πήγαινε ποτέ πίσω στις μεγάλες στιγμές της Ιστορίας. Αν βρούμε μια σκουληκότρυπα, αυτή θα είναι εξ ορισμού η πρώτη στιγμή του παρελθόντος στην οποία θα μπορούν να φθάσουν οι ταξιδιώτες του χρόνου. Αν λοιπόν ονειρεύεστε να πάτε για σαφάρι δεινοσαύρων, έχετε μόνο μία επιλογή: βρείτε μια μηχανή του χρόνου που άφησαν κάποιοι εξωγήινοι στη Γη πριν από τουλάχιστον 65 εκατομμύρια χρόνια.

Το «παράδοξο του παππού»

Παρ’ όλα αυτά μπορούμε να κάνουμε μερικά ενδιαφέροντα πράγματα με τη δική μας μηχανή του χρόνου. Από τη στιγμή που θα τη φτιάξουμε, για παράδειγμα, οι μελλοντικοί πολιτισμοί θα μπορούν να έρχονται πίσω και να μας επισκέπτονται. Αυτό ανοίγει μια ενδιαφέρουσα προοπτική: μπορεί κάποιος να έρθει πίσω και να σκοτώσει έναν πρόγονό του, κάνοντας αδύνατη τη δική του ύπαρξη; Αυτή είναι μια από τις διασημότερες σπαζοκεφαλιές του ταξιδιού στον χρόνο, το λεγόμενο «παράδοξο του παππού». Και φαίνεται ότι η κβαντική φυσική μπορεί να έχει μιαν απάντηση.

Χρόνια τώρα οι κβαντικοί φυσικοί «τηλεμεταφέρουν» σωματίδια αντιγράφοντας τις πληροφορίες που περιγράφουν ένα σωματίδιο και επικολλώντας τες σε ένα άλλο, πιο μακρινό. Τον περασμένο Ιανουάριο ο Σεθ Λόιντ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και ο Εφραίμ Στάινμπεργκ του Πανεπιστημίου του Τορόντο έδειξαν ότι οι κανόνες της κβαντομηχανικής επιτρέπουν αυτό το είδος της τηλεμεταφοράς όχι μόνο στον χώρο αλλά και στον χρόνο. Επειδή οι κβαντικές καταστάσεις σωματιδίων όπως τα φωτόνια και τα ηλεκτρόνια επηρεάζονται από τις μετρήσεις που θα γίνουν στο μέλλον τους, το ταξίδι στον χρόνο είναι φυσιολογικό στον κβαντικό κόσμο.

Τα πειράματα του Λόιντ και του Στάινμπεργκ έδειξαν ότι, τουλάχιστον με τα φωτόνια, η μηχανική του ταξιδιού στον χρόνο συνωμοτεί ώστε να διατηρήσει τις οικείες έννοιες του αιτίου και του αιτιατού. Στέλνουν τα φωτόνια να ταξιδέψουν πίσω στον χρόνο και στη συνέχεια αντιστρέφουν την πολικότητά τους. Αυτή η αντιστροφή αντιστοιχεί με την είσοδο του φωτονίου σε μια κατάσταση η οποία σημαίνει ότι αρχικά δεν θα μπορούσε να είχε ταξιδέψει πίσω στον χρόνο: η νέα κατάσταση «σκοτώνει» την προηγούμενη. Εξαιτίας των πιθανοτήτων που εμπλέκονται στις κβαντικές μετρήσεις, υπήρχε πάντα μια περίπτωση κάποια από τις δύο διαδικασίες να μη συνέβαινε. Ο Λόιντ και ο Στάινμπεργκ διαπίστωσαν πως όταν στέλνουν το φωτόνιο να σκοτώσει τον «παππού» του είτε το ταξίδι στον χρόνο είτε η αντιστροφή της πολικότητας πάντοτε αποτύγχαναν.

Αυτό είναι ένα παράδειγμα αυτού που ο Στίβεν Χόκινγκ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ αποκαλεί χρονολογική προστασία. Οπως δείχνει επίσης η δυσκολία της κατασκευής μιας μηχανής του χρόνου μέσω σκουληκότρυπας, οι νόμοι της Φυσικής φαίνονται αποφασισμένοι να διατηρήσουν τους κανόνες του αιτίου και του αιτιατού της κοινής λογικής. Παρ’ όλα αυτά η πόρτα για το ταξίδι στον χρόνο εξακολουθεί να παραμένει ερμητικά... ανοιχτή.

του Μarcus Chown, ΒΗΜΑ, 31/12/2011

ΠΗΓΗ
ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟ ΕΝΑΤΟ ΚΥΜΑ