Időutazás – a lehetséges lehetetlen

Hírek2018. feb 19.Palugyai István

Ki ne gondolt volna rá, milyen lenne egy kicsit belekóstolni az ókori Róma életébe, vagy megnézni a jövőt mondjuk kétszáz év múlva! A jövőutazás az emberiség egyik nagy vágya, a művészetnek pedig kiemelkedő toposza. De mit szól mindehhez a tudomány? Természetesen az elméleti fizikában kereshetjük a választ, A CERN amerikai kutatója, James Beachem tavaly épp egy budapesti eseményen mondta, a lehetőség nincs kizárva…

Mint ahogy a Világegyetem legtöbb rejtélyénél, ez esetben is Einsteinig kell visszanyúlnunk. Az általános relativitási elmélet egyenleteinek ugyanis van egy olyan megoldása, amely lehetővé teszi az időutazás bizonyos formáit.

Ezt tanulmányozva Kurt Gödel fedezte fel, hogy az idő képes lehet egy zárt kőrvonallá hajlani, amit Einstein azzal vetett el, hogy kollégájának számításai nem felelnek meg a  kísérleti adatoknak. Később, a hatvanas években azonban mások is hasonló megoldásait fedezték fel Einstein egyenleteinek, melyek szintén lehetőségként írták le az időutazást.

A gravitációs hullámok létezésének igazolásáért tavaly megosztott fizikai Nobel-díjat kapott Kip Thorne, a Csillagok között (Interstellar) című nagysikerű mozi egyik producere és tanácsadója 1988-ban egy nagyon mérvadó tudományos lapban társaival nemcsak azt állította, hogy az időutazás bizonyos feltételek mellett lehetséges, hanem azt, hogy egyenesen valószínű is.

Persze az ördög mindig a részletekben bújik meg, ez pedig itt a „bizonyos feltételek” kitétel. Az idő folyásának megváltoztatásához ugyanis olyan féregjáratok, vagy féreglyukak meglétére lenne szükség, melyek a Világegyetem két, különböző időben létező tartományát kötnék össze. Itt megint álljunk meg egy pillanatra, mert a tudományos fantasztikumban népszerű féregjáratok szintén Einstein köpönyegéből bújtak elő. A téridő hídjaiként is nevezhető vékony csőszerű képződmények lehetőségét Albert Einstein Nathan Rosennel 1935-ben bizonyította be.

Ezek az elmélet szerint az Univerzum két távoli, görbületmentes területét kötik össze, hatalmas távolságok megtételét tehetnék sokkal rövidebb úton lehetővé és kialakulásuk a fekete lyukakhoz kötődik. Tavaly Budapesten a Brain Bar nevű „jövőfesztiválon” az e témával régóta foglalkozó James Beachem kijelentette, az idő folyását nem fogjuk tudni befolyásolni, annak sebességét azonban hatalmas gravitációs energiák bevetésével esetleg igen. Szerinte, ahogyan a tér erős gravitációval meghajlítható, úgy a téridő is. Az általános relativitási elméletből következik, hogy a gravitációs erő befolyásolja az idő múlását. Jól érzékeltethető ez, hogy egy kis bungalóban élve lassabban öregszünk, mint egy felhőkarcoló tetején, igaz, ez a különbség elhanyagolható.

Egy óriási gravitációval bíró fekete lyuk közvetlen közelében viszont szinte megáll az idő. Ha két órát indítanánk el egyszerre a Földön és a fekete lyuknál, amikor eljönne mondjuk a hétfő a Földön, a másik helyen mondjuk még csak péntek lenne. Ha képesek lennénk pillanat alatt eljutni a Földről a fekete lyukhoz, hétfőről visszajutnánk péntekre. Így kéne egy időgépet is felépíteni. A kvantumelmélet ezt elvileg lehetővé is tenné, hiszen eszerint a téridő szövedéke téren és időn átívelő szubmikroszkopikus átkötéseket jelentő féreglyukak gubancából áll.

Néhány lépés egy ilyen alagút mentén és máris fényévekre onnét bukkannánk ki, vagy akár ugyanott évekkel korábban, vagy később. Csakhogy egy ilyen utazáshoz a féreglyuk egyik végét egyrészt a mindent beszippantó fekete lyukhoz kéne terelni, másrészt a kvantumméretű féregjáratot fel kéne fújni és el kéne érni, hogy az elvileg instabil és pillanatok alatt bezáródó alagút mindkét vége nyitva maradjon.  

Ehhez egy fordított gravitációval rendelkező anyag kéne, amiről nem tudjuk, hogy létezik-e egyáltalán. Az viszont biztos, hogy egy legalább egyméteres átmérőjű féreglyuk fenntartásához annyi energia kellene, mint amennyit a Tejút egy nagy halom csillaga egy év alatt termelne. Az ember azt gondolná, ezek után a kutatók felteszik a kezüket.

De nem! A remény hal meg utoljára. Három éve barcelonai kutatók a világon elsőként nekiveselkedtek és elkészítettek egy kísérleti féregjárat modellt, mely ugyan nem emberek, de mágneses mezők számára jelentett átjárást a tér két pontja között. Ez egy különféle rétegekből álló, mágnesesen kívülről láthatatlan gömb volt, melyben a mágneses mező a három térbeli kiterjedésen kívül eső dimenzión, vagyis a hagyományos teret elhagyva utazott egyik pontból a másikba.

Ez a laboratóriumban létrehozott féreglyuk videója. https://youtu.be/_kxKTX_GH4k 

Az eredmény persze nagyon messze van attól, hogy valódi részecskék, vagy pláne emberek legyenek teleportálhatók a téridő különféle pontjai között, de az igazi féreglyukak létrehozásának elméleti lehetősége előtt nyitva maradt az ajtó.

Beachem a féregjáratok mellett egy másik lehetőséget is felvetett az időutazók számára, ez pedig az idődilatáció. A szintén elég bonyolult, az általános relativitás elméletből levezethető jelenség legegyszerűbb példája egy gyorsan mozgó űrhajó, melyen az idő lassabban múlik, mint a Földön.

Ha az űreszköz elég nagy sebességet érne el, akkor az egyéves utazás a Földön tíz évvel érne fel, s állítólag egy 1 g-s állandó sebességgel egy emberi élet alatt körbe lehetne utazni az egész Univerzumot, a Földre ugyanakkor több milliárd év múlva térnének vissza.

Több tudományterületen más módszereket is vizsgálnak az időutazás megvalósításához, mint a gamma és mágneses mezők bevetésével létrehozott keringő fénysugarakat, melyektől a tér és az idő elcsavarodását remélik. Itt van aztán a „kozmikus alagút”, vagy az űr egyes régióit összekötő hibás kapcsolatvonal, a teljesen hipotetikus kozmikus húr. Van azután néhány olyan ellentmondás, mely alapjaiban teszi problematikussá az időutazást. Ilyen az úgynevezett „idő”- vagy „nagypapa-paradoxon”, aminek lényege, hogy ha valaki visszamenne a múltba és mondjuk, megölné a saját nagyapját, akkor a saját megszületését is megakadályozná. Ez általánosabban úgy írható le, hogy az időutazó olyan változásokat hozhat létre a múltban, ami miatt a jelen sem jöhetne létre, sőt a ma ismert történelem sem. Ezért sokan úgy tartják, a múltba való utazás eleve nem lehetséges. Ezt egyébként hét éve kvantumfizikusok fotonok teleportálása közben is kimutatták. Ez ugyanaz a helyzet, mint amit Hawking kronológiai védelemnek nevez. Az időgép létrehozásának nehézségei arra mutatnak, hogy a fizika törvényei nagyon erősek és nehéz ezeket áttörni.  

Tavaly az University of British Columbia egyik kutatója, Ben Tippett mégis matematikai modellt dolgozott ki egy időgépre, mely szintén az einsteini görbült téridőt használja alapként. Modellje ellenére Tippett kételkedik benne, hogy képes lesz-e valaki működőképes időgépet konstruálni. Hiszen az, hogy valami elméletileg lehetséges, még nem jelenti azt, hogy gyakorlatban is megvalósítható. Legalábbis egyelőre. S még ha el is kell fogadnunk azt, hogy akár a múltba, akár a jövőbe való utazás ellentétes a fizika törvényeivel, ez nem jelenti, hogy nem is kell megpróbálkozni vele. Ahogy Stephen Hawking írta önéletrajzában: „még ha ki is derül, hogy az időutazás lehetetlen, fontos, hogy megértsük, miért!”