Potovanje s časom je eden najzanimivejših domišljijskih konceptov. Toda sproža veliko vprašanj - tako za fizike kot filozofe - in lahko vodi tudi do različnih paradoksov. Eden od njih je "umorjeni dedek paradoks".
Koncept potovanja s časom se v literaturi in kinematografiji polno uporablja, ne glede na žanr. Pogosto so v središču vseh takšnih zgodb spremembe, ki jih popotnik vnese v pretekle dogodke, ki vodijo v resnične katastrofe v prihodnosti. Vredno si je zapomniti vsaj zgodbo Raya Bradburyja "In Thunder Rocked".
Ta dilema, znana tudi kot paradoks umorjenega dedka, predstavlja glavni ugovor fizikov in filozofov glede potovanja v času: možna kršitev vzročnosti. Medtem ko potovanje po času še vedno ugiba, se med znanstveniki, kot sta Stephen Hawking in Kip Thorne, vroče razpravljajo o verjetnih rezultatih kršitve vzročnosti in o tem, kako jih lahko narava prepreči.
Kaj je "paradoks umorjenega dedka"
Paradoks umorjenega dedka predstavlja hipotetično situacijo, v kateri časovni popotnik potuje nazaj v čas in stori nekaj, zaradi česar nikoli ne obstaja (običajno velja za naključno smrt popotnikovega dedka) ali dogodek, ki njegovo potovanje onemogoči … Paradoks je posledica dejstva, da se ta oseba ni nikoli rodila. In ker nikoli ni obstajal, kako bi se lahko vrnil v čas in ubil dedka? Tako že sama zamisel o potovanju po času privede do možne kršitve vzročnosti - pravila, da vzrok vedno pred učinkom.
Po posebni relativnosti je preteklost (vzrok) vedno pred prihodnostjo (učinek) / Helen Klus.
Predstavljajmo si scenarij, v katerem nadarjeni mladi izumitelj - recimo ga Eugene - v letu 2018 ustvari časovni stroj. Ker Eugene svojega dedka ni nikoli poznal, se odloči, da bo potoval nazaj v čas, da bi ga spoznal. Po natančnih raziskavah 22. novembra 1960 ob 15:43 ugotovi, kje natančno je bil njegov dedek - še vedno mlad in samski. Stopi v časovni stroj in začne svojo pot.
Promocijski video:
Ženska na žalost vse jemlje dobesedno, in ko je ugotovil, kje bo njegov dedek, je odšel tja. "Pristane" točno tam, kjer bi moral biti v tistem trenutku njegov dedek … z zelo predvidljivim rezultatom. Po hitrem DNK preizkusu ugotovi, da je to res bil oče njegovega očeta, se vrne v avto in čaka na njegovo izginotje.
Kaj narediti naprej
Fiziki in filozofi so predlagali več rešitev paradoksa. Novikov princip samoskladja, ki ga je v 70. letih prejšnjega stoletja razvil ruski fizik Igor Dmitrievič Novikov (Evolucija vesolja, 1979), predlaga uporabo geodezijskih črt za opis ukrivljenosti časa (približno tako, kako je ukrivljenost prostora opisana v Einsteinovi splošni teoriji relativnosti). Te zaprte, časovno podobne krivulje ne bodo prekinile nobenih vzročnih razmerij, ki so na isti krivulji. Načelo predvideva tudi, da bo potovanje s časom možno le na območjih, kjer so prisotne te zaprte krivulje - na primer ob črnih luknjah, kot sta opisala Kip Thorne s sodelavci v svojem delu iz leta 1988 Wormholes, Time Machines in the Slaba energijska pogoj (Wormholes, Časovni stroji in stanje šibke energije). V tem primeru bi bili dogodki ciklični in samo-dosledni. To pa pomeni, da popotniki s časom ne bi mogli spremeniti preteklosti - bodisi skozi neke fizične ovire ali pomanjkanje sposobnosti za tako izbiro. Torej, ne glede na to, kako močno se je trudil Eugene, v tistem trenutku ne bi mogel pristati svojega avtomobila, četudi bi bil nenadoma odločen, da bo ubil svojega dedka.
Igor Dmitrievich Novikov / Foto arhiv GAISh MSU.
To idejo sta pozneje razširila študenta Caltech Fernando Esheverria in Gunnar Klinghammer v sodelovanju s Kip Thorn. V svojem članku so predstavili bilijardno žogo, vrženo v preteklost skozi črvičnico po poti, ki bi mu na koncu preprečila vstop. Trdili so, da bi fizikalne lastnosti črvičke spremenile pot krogle tako, da ne bi mogla posegati vase ali da žoga zaradi dejanskih motenj od zunaj ne bi mogla vstopiti v črvičico.
Če torej sledite Novikovi teoriji, vsa dejanja časovnega popotnika postanejo dejansko primerna zgodovina in opazovalci teh dogodkov ne morejo videti obzorja Cauchy.
Po vrnitvi v leto 2018 naš Evgenij odkrije, da je hiša njegove družine izginila, pa tudi druge sledi njenega obstoja. Potem ko je prebral o Novikovi teoriji in biljardnih žogah znanstvenikov Caltech, preklinja Vesolje zaradi neaktivnosti. In v tem trenutku spozna, da morda Vesolje ni posredovalo, saj je to zahtevalo nekaj popravljalnih ukrepov. Poteka nazaj v časovni stroj, da spremeni svoja dejanja in si prihrani prihodnost.
Rešitev Esheverria in Klinkhammer / Wikipedia.
Novakova rešitev je morda videti nekoliko navidezno, saj zagotovo zahteva veliko mehanizmov, ki fiziki še niso znani. Zaradi tega znanstvena skupnost zavrača to rešitev paradoksa "umorjenega dedka".
Ali bi lahko prišlo do bolj ekonomične rešitve paradoksa, ki bi temeljila na že obstoječih vidikih fizike, ki so jih uvedle druge teorije? Izkazalo se je, da hipotezo, kot je razlaga razlage kvantne mehanike v mnogih svetovih, to lahko zagotavlja.
Razlago kvantne mehanike s številnimi sveti hiti na pomoč
Razlago kvantne mehanike z več svetov je v petdesetih letih prejšnjega stoletja predlagal Hugh Everett III kot rešitev problema zrušenja valovnih funkcij, opaženega v Youngovem znamenitem poskusu z dvojnimi režami.
Ko potuje skozi režo, lahko elektron opišemo z valovno funkcijo s končno verjetnostjo, da bo prešel bodisi z režo 1 bodisi z režo 2. Ko se na zaslonu pojavi elektron, je videti kot zamazan val. In v drugih primerih se manifestira kot delček. Temu pravimo kolaps valovne funkcije. Z drugimi besedami, zdi se, da val izgine, in na njem ostane delček. To je ključni dejavnik kopenhagenske interpretacije kvantne mehanike. Toda znanstveniki niso razumeli, zakaj se je valovita funkcija porušila.
Everett je postavil še eno vprašanje: ali se valovna funkcija sploh sesede?
Predstavil je situacijo, v kateri valovna funkcija še naprej eksponentno raste, ne da bi se porušila. Posledično celotno Vesolje pridobi eno od dveh možnih stanj: "svet", v katerem je delček prešel skozi režo št. 1, in "svet", v katerem je delček prešel skozi režo št. 2. Everett je trdil, da se isto "delitev" stanj zgodi v vsi kvantni dogodki, katerih številni izidi obstajajo v različnih svetovih v stanju superpozicije. Funkcija valovanja se nam zdi, kot da se ruši, saj živimo v enem od teh svetov, ki se ne morejo medsebojno sporazumevati.
Diagram delitve svetov glede na večsvetno razlago kvantne mehanike / Wikipedia.
Ko se Eugene pojavi leta 1960, je vesolje razdeljeno. Ni ga več na svetu, iz katerega je prišel (naj bo to svet št. 1). Namesto tega je ustvaril in zasedel nov svet. Ko potuje v prihodnost, se premika skupaj s kronologijo tega sveta. Nikoli v njem ni obstajal in pravzaprav ni nikoli ubil svojega dedka. Njegov dedek je še vedno v dobrem zdravju v 1. številki.
Povzemite
Seveda nobena od predlaganih rešitev in hipotez potovanja po času ne postane realnost. Einsteinova posebna teorija relativnosti in omejitve hitrosti množičnega predmeta predstavljajo resne ovire za to. Vendar pa sestavljanki ponujajo zanimive rešitve. Ironično je, da najbolj verjetna rešitev paradoksa "umorjenega dedka" izhaja iz ene same fizikalne hipoteze, ki je sprožila celo bolj fantastične zgodbe kot številne druge ideje in hipoteze, ki so jih v preteklem stoletju izpostavili znanstveniki.
Zanimivo je, da lahko interpretacija v več svetovih odgovori tudi na eno težavo, povezano s potovanjem v času. Če bo ta tehnologija kdaj koli več kot fantazija, kje so ves čas popotniki? Zakaj niso prišli k nam, da bi nam povedali o svojem odkritju?
Verjeten odgovor je, da živimo v prvotnem svetu, v katerem so usojeni časovni stroji. In izumitelji in njihovi sopotniki preprosto končajo v drugih svetovih, ki jih sami ustvarijo. Če je to res, potem bo izum časovnega stroja naš svet pripeljal do dejstva, da bo iz njega izginilo veliko fizikov in izumiteljev.
Vladimir Guillen
