Το ταξίδι στο χρόνο έχει από καιρό απορριφθεί ως αδύνατο, εν μέρει λόγω του διαβόητου «παράδοξου του παππού». Αυτό το αίνιγμα αναρωτιέται τι θα συνέβαινε αν κάποιος ταξίδευε πίσω στο χρόνο και εμπόδιζε τον παππού του να κάνει παιδιά, διαγράφοντας έτσι την ύπαρξη του ταξιδιώτη. Ωστόσο, μια νέα μελέτη μπορεί να έχει επιλύσει αυτό το ζήτημα. Συνδυάζοντας τη Γενική Σχετικότητα, την Κβαντομηχανική και τη Θερμοδυναμική, η μελέτη καταδεικνύει ότι το ταξίδι στο χρόνο μπορεί να είναι εφικτό χωρίς να οδηγεί σε αυτές τις λογικές αντιφάσεις.
Η καθημερινή μας κατανόηση του χρόνου έχει τις ρίζες της στη Νευτώνεια Φυσική, όπου τα γεγονότα εξελίσσονται γραμμικά από το παρελθόν στο μέλλον. Ωστόσο, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, που διατυπώθηκε το 1915, αμφισβητεί αυτή τη διαισθητική υπόθεση. Αποκαλύπτει ότι η δομή του χωροχρόνου μπορεί να συμπεριφέρεται με τρόπους που αψηφούν την κοινή λογική, όπως αποδεικνύεται από φαινόμενα όπως οι μαύρες τρύπες. Μια από τις πιο συναρπαστικές προβλέψεις της είναι η πιθανή ύπαρξη κλειστών χρονικών καμπυλών – διαδρομών μέσα στο χωροχρόνο που γυρίζουν πίσω στον εαυτό τους, επιτρέποντας θεωρητικά σε έναν ταξιδιώτη να επισκεφθεί ξανά το παρελθόν.
Διαβάστε επίσης
«Στη Γενική Σχετικότητα, όλες οι μορφές ενέργειας και ορμής λειτουργούν ως πηγές βαρύτητας – όχι μόνο η μάζα», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Lorenzo Gavassino, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt. «Αυτό σημαίνει ότι αν η ύλη περιστρέφεται, μπορεί να «τραβήξει» μαζί της και τον χωροχρόνο. Ενώ αυτό το φαινόμενο είναι αμελητέο στους πλανήτες και τα αστέρια, τι θα γινόταν αν ολόκληρο το Σύμπαν περιστρεφόταν;»
Σε ένα Σύμπαν όπου όλη η ύλη περιστρέφεται, ο χωροχρόνος θα μπορούσε να παραμορφωθεί τόσο πολύ ώστε ο χρόνος να καμπυλώνεται πίσω στον εαυτό του, σχηματίζοντας έναν βρόχο. Ένα διαστημικό σκάφος που ταξιδεύει κατά μήκος ενός τέτοιου βρόχου θα μπορούσε θεωρητικά να επιστρέψει στο σημείο εκκίνησής του, όχι μόνο στο χώρο αλλά και στο χρόνο. Αν και το Σύμπαν μας στο σύνολό του δεν φαίνεται να περιστρέφεται με αυτόν τον τρόπο, οι περιστρεφόμενες μάζες – όπως οι μαύρες τρύπες – μπορούν να παράγουν παρόμοια αποτελέσματα, δημιουργώντας πιθανά περιβάλλοντα για κλειστές καμπύλες του χρόνου.
Διαβάστε επίσης
Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για το ταξίδι στο χρόνο έγκειται στα παράδοξα που δημιουργεί. Το παράδοξο του παππού είναι ένα μόνο παράδειγμα. Αυτά τα ζητήματα προκύπτουν επειδή υποθέτουμε ότι οι νόμοι της Θερμοδυναμικής, οι νόμοι που διέπουν τη θερμότητα και την ενέργεια, θα λειτουργούσαν κανονικά σε έναν βρόχο χρόνου.
«Στην πραγματικότητα, ο νόμος της αυξανόμενης εντροπίας – ένα θερμοδυναμικό μέγεθος που μετρά τον βαθμό αταξίας σε ένα σύστημα – είναι ο μόνος νόμος της Φυσικής που κάνει διάκριση μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος», δήλωσε ο Gavassino. «Απ’ όσο γνωρίζουμε, η εντροπία είναι ο μοναδικός λόγος που θυμόμαστε γεγονότα του παρελθόντος και δεν μπορούμε να προβλέψουμε τα μελλοντικά».
Η εντροπία διέπει πολλές από τις καθημερινές μας εμπειρίες, από τον τρόπο με τον οποίο γερνάει το σώμα μας μέχρι τον τρόπο με τον οποίο επεξεργαζόμαστε τις αναμνήσεις. Ακόμη και απλές ενέργειες, όπως το περπάτημα, βασίζονται στην τριβή, η οποία από μόνη της αυξάνει την εντροπία. Πώς θα συμπεριφέρονταν λοιπόν αυτές οι διαδικασίες σε ένα χρονικό βρόχο;
Διαβάστε επίσης
Η έρευνα του Gavassino, που δημοσιεύτηκε στις 12 Δεκεμβρίου 2024 στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity, παρέχει μια ενδιαφέρουσα λύση. Αντλώντας έμπνευση από το έργο του φυσικού Carlo Rovelli, απέδειξε ότι η συμπεριφορά της Θερμοδυναμικής αλλάζει θεμελιωδώς σε μια κλειστή χρονική καμπύλη. Σε έναν τέτοιο βρόχο, προκύπτουν κβαντικές διακυμάνσεις που μπορούν να διαγράψουν την εντροπία – μια διαδικασία θεμελιωδώς διαφορετική από αυτή που βιώνουμε στην καθημερινή ζωή.
Αυτές οι διακυμάνσεις θα μπορούσαν να έχουν δραματικές επιπτώσεις σε έναν χρονοταξιδιώτη. Για παράδειγμα, καθώς η εντροπία μειώνεται, οι αναμνήσεις ενός ατόμου μπορεί να εξαφανιστούν και η γήρανση να αντιστραφεί. «Η αύξηση της εντροπίας είναι ο λόγος για τον οποίο πεθαίνουμε. Τι συμβαίνει όταν αντιστρέφεις το θάνατο;» αναρωτήθηκε ο Gavassino. Το φαινόμενο αυτό θα μπορούσε ακόμη και να καταστήσει μη αναστρέψιμα γεγονότα, όπως το να σκοτώσει κανείς τον παππού του, προσωρινά σε έναν βρόγχο χρόνου, ακυρώνοντας συνολικά το παράδοξο.
«Οι περισσότεροι Φυσικοί και Φιλόσοφοι στο παρελθόν έχουν υποστηρίξει ότι αν υπάρχει ταξίδι στο χρόνο, η Φύση θα βρίσκει πάντα έναν τρόπο να αποτρέπει αντιφατικές καταστάσεις», δήλωσε ο Gavassino. «Εισήχθη η “αρχή της αυτοσυνέπειας”, η οποία υποδηλώνει ότι τα πάντα θα πρέπει να ευθυγραμμίζονται για να δημιουργήσουν μια λογικά συνεκτική ιστορία. Η εργασία μου παρέχει την πρώτη αυστηρή εξαγωγή αυτής της αρχής της αυτοσυνέπειας απευθείας από την καθιερωμένη Φυσική. Συγκεκριμένα, εφάρμοσα το τυπικό πλαίσιο της Κβαντομηχανικής – χωρίς πρόσθετα αξιώματα ή αμφιλεγόμενες υποθέσεις – και απέδειξα ότι η αυτοσυνέπεια της ιστορίας προκύπτει φυσικά από τους κβαντικούς νόμους».
Διαβάστε επίσης
Αν και τα ευρήματα του Gavassino προσφέρουν ένα συναρπαστικό θεωρητικό πλαίσιο για το ταξίδι στο χρόνο, το ερώτημα παραμένει: Υπάρχουν πράγματι κλειστές χρονικές καμπύλες στο πραγματικό Σύμπαν; Οι περισσότεροι φυσικοί είναι επιφυλακτικοί. Το 1992, ο Stephen Hawking, για παράδειγμα, πρότεινε ως γνωστόν μια «εικασία για την προστασία της χρονολογίας», υπονοώντας ότι οι νόμοι της Φυσικής θα μπορούσαν να εμποδίσουν τον σχηματισμό χρονικών βρόχων εξ αρχής. Αυτό θα μπορούσε να συνεπάγεται ότι ο χωροχρόνος θα γινόταν μοναδικός – ή θα κατέρρεε – λίγο πριν δημιουργηθεί ένας βρόχος.
Παρ’ όλα αυτά, η εργασία του Gavassino είναι πολύτιμη για να διευρύνει τα όρια της κατανόησής μας.
«Αυτό που βρίσκω ενδιαφέρον σε αυτό το θέμα είναι ο τρόπος με τον οποίο μας αναγκάζει να σκεφτούμε το ρόλο της εντροπίας στη δημιουργία της εμπειρίας μας για το Σύμπαν, το οποίο είναι ίσως το αγαπημένο μου θέμα σε όλη τη Φυσική», δήλωσε ο Gavassino.
Ακόμα και αν οι βρόχοι χρόνου δεν υπάρχουν, η κατανόηση και η μοντελοποίησή τους θα μπορούσε να προσφέρει γνώσεις σε πραγματικά φαινόμενα. Για παράδειγμα, η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο η πραγματική εντροπία εξελίσσεται και συμπεριφέρεται κατά μήκος μιας κλειστής τροχιάς στην υποατομική κλίμακα θα μπορούσε να δώσει συναρπαστικές πληροφορίες για τη συμπεριφορά των υποατομικών συστημάτων και τη θερμοδυναμική τους.
[via]
