Koncepcja wehikułu czasu przywołuje obrazy niewiarygodnego urządzenia, które jest zbyt często używane w opowiadaniach science fiction. Jednak zgodnie z ogólną teorią względności Alberta Einsteina, która wyjaśnia, jak działa grawitacja we wszechświecie, podróże w czasie nie są tylko wytworem wyobraźni. A jeśli podróże w czasie są zwrotem akcji w filmach, co z rzeczywistością?
Podróże w czasie, zgodnie z teorią Einsteina, są absolutnie możliwe. Zasadniczo fizykom udało się wysłać do przodu w czasie maleńkie cząsteczki zwane mionami, bardzo podobne do elektronów, poprzez manipulowanie grawitacją wokół nich. Nie oznacza to, że technologia wysyłania ludzi w przyszłość będzie możliwa w ciągu najbliższych 100 lat, ale nadal.
1. Tunele czasoprzestrzenne
Astrofizyk Eric Davis z EarthTech International Institute for Advanced Study w Austin uważa, że jest to możliwe. Wszystko, czego potrzebujesz, to tunel czasoprzestrzenny lub tunel czasoprzestrzenny, teoretyczne przejście przez strukturę czasoprzestrzeni, zgodnie z przewidywaniami teorii względności.
Nie udowodniono jeszcze tuneli czasoprzestrzennych, a jeśli kiedykolwiek zostaną znalezione, będą tak małe, że nawet osoba, nie mówiąc już o statku kosmicznym, nie zmieści się w nich. Biorąc to pod uwagę, Davis uważa, że tunele czasoprzestrzenne można wykorzystać do podróży w przeszłość.
Zarówno ogólna teoria względności, jak i teoria kwantowa oferują kilka możliwości podróży - na przykład „zamknięta krzywa podobna do czasu” lub ścieżka skracająca czasoprzestrzeń, czyli wehikuł czasu.
Film promocyjny:
Davis argumentuje, że współczesne naukowe rozumienie praw fizyki „obfituje w maszyny czasu, czyli liczne rozwiązania geometrii czasoprzestrzeni, które pozwalają na podróż w czasie lub posiadają właściwości wehikułu czasu”.
Jak możesz sobie wyobrazić, tunel czasoprzestrzenny pozwoliłby statkowi na przykład podróżować z jednego punktu do drugiego z prędkością większą niż prędkość światła - prawie jak w bańce warp. Dzieje się tak, ponieważ statek dotrze do celu wcześniej niż promień światła, podążając krótką ścieżką w czasoprzestrzeni. Transport nie będzie zatem naruszał uniwersalnej zasady ograniczenia prędkości, którą narzuca światło, ponieważ sam statek nie płynie z tą prędkością.
Taki tunel czasoprzestrzenny może teoretycznie prowadzić nie w przestrzeni, ale w czasie.
„Wehikuły czasu są nieuniknione w naszej fizycznej czasoprzestrzeni” - pisze Davis w artykule. - „Tunele czasoprzestrzenne obejmują maszyny czasu”.
Mimo to, dodaje Davis, przekształcenie tunelu czasoprzestrzennego w maszynę czasu nie będzie łatwe. To zajmie tytaniczny wysiłek. Dzieje się tak, ponieważ po utworzeniu tunelu czasoprzestrzennego jeden lub oba jego końce będą musiały zostać przyspieszone w czasie do celu, co wynika z ogólnej teorii względności.
2. Wehikuł czasu: cylinder Tiplera
Aby użyć wehikułu czasu opartego na cylindrze Tiplera, musisz opuścić Ziemię na statku kosmicznym i udać się w kosmos do obracającego się tam cylindra. Kiedy zbliżysz się dostatecznie do powierzchni cylindra (przestrzeń wokół niego będzie przeważnie „wypaczona”, zdeformowana), będziesz musiał kilkakrotnie obejść go i wrócić na Ziemię. Przyjedziesz w przeszłość.
To, jak daleko w przeszłość, zależy od tego, ile razy okrążasz cylinder. Nawet jeśli wydaje ci się, że twój własny czas płynie do przodu jak zwykle, gdy okrążasz cylinder, poza zniekształconą przestrzenią nieuchronnie przeniesiesz się w przeszłość. To jak wchodzenie po kręconych schodach i znajdowanie się o jeden stopień w dół z każdym pełnym okręgiem.
3. Odkurzacz do pączków
Według Amosa Ori z Israel Institute of Technology w Hajfie przestrzeń kosmiczna może zostać na tyle skręcona, że powstanie lokalne pole grawitacyjne przypominające pączek o określonej wielkości. Pole grawitacyjne tworzy kręgi wokół tego pączka, więc przestrzeń i czas są mocno skręcone.
Należy zauważyć, że taki stan rzeczy neguje potrzebę jakiejkolwiek hipotetycznej materii egzotycznej. Chociaż trudno opisać, jak będzie wyglądać w prawdziwym świecie. Ori mówi, że matematyka pokazała, że w regularnych odstępach czasu w pączku w próżni formuje się wehikuł czasu.
Wszystko, co musisz zrobić, to się tam dostać. Teoretycznie byłoby możliwe podróżowanie w dowolnym momencie od czasu zbudowania wehikułu czasu.
4. Materia egzotyczna
W fizyce materia egzotyczna to materia, która w jakiś sposób różni się od normalnej i ma pewne „egzotyczne” właściwości. Ponieważ podróże w czasie są uważane za niefizyczne, fizycy uważają, że tak zwane tachiony (hipotetyczne cząstki, dla których prędkość światła jest w stanie spoczynku) albo nie istnieją, albo nie są w stanie oddziaływać z normalną materią.
Ale kiedy ujemna energia lub masa - bardzo egzotyczna materia lub materia - skręca czasoprzestrzeń, wszystkie niesamowite zjawiska stają się możliwe: tunele czasoprzestrzenne, które mogą działać jak tunele łączące odległe części wszechświata; napęd warp, który pozwoli podróżować szybciej niż prędkość światła; wehikuły czasu, które cofną się w czasie.
5. Kosmiczne struny
Struny kosmiczne to hipotetyczne jednowymiarowe (przestrzennie) topologiczne defekty w strukturze czasoprzestrzeni, które pozostały od czasu powstania wszechświata. Z ich pomocą teoretycznie można formować pola zamkniętych krzywych czasowych, pozwalających na podróż w przeszłość. Niektórzy naukowcy sugerują użycie „kosmicznych strun” do zbudowania wehikułu czasu.
Jeśli zbliżysz dwie kosmiczne struny wystarczająco blisko siebie lub jedną strunę do czarnej dziury, w teorii może to stworzyć cały szereg „zamkniętych, podobnych do czasu krzywych”. Jeśli zrobisz dokładnie obliczoną ósemkę na statku kosmicznym wokół dwóch nieskończenie długich kosmicznych strun, w teorii możesz być wszędzie i kiedykolwiek.
6. Przez czarną dziurę
Czarna dziura ma niesamowity wpływ na czas, spowalniając go jak nic innego w galaktyce. W rzeczywistości jest to naturalny wehikuł czasu. Gdyby misja latania wokół czarnej dziury była obsługiwana przez agencję naziemną, przelot wokół czarnej dziury zająłby im 16 minut. Ale dla odważnych ludzi na pokładzie statku, który jest blisko masywnego obiektu, czas płynąłby bardzo wolno. Dużo wolniej niż na Ziemi. Czas dla zespołu zwolniłby o połowę. Na każde 16 minut doświadczaliby tylko 8.