Einstein így válaszolta meg az időutazás kérdéseit

Az időutazás évtizedek óta foglalkoztatja nem csak a fizikusokat, de írókat, rendezőket és jóformán mindenkit. Azt azonban kevesen tudják, hogy Einstein már a 20. század elején sok kérdést megválaszolt a témával kapcsolatban.

1905. óta tudjuk, hogy utazhatunk a jövőbe.

Ekkor publikálta ugyanis Einstein a speciális relativitáselméletet, amely teljesen felforgatta a fizika addig szinte befejezettnek hitt, Newtonon alapuló tudományát. A képlet maga laikusok számára nehezen értelmezhető, és rengeteg gyakorlati következményt is szül. Az időutazás szempontjából viszont az releváns belőle, hogy egy fénysebességgel haladó test számára megáll az idő.

De mégis hogyan?

Képzeljünk el egy fényrészecskét (fotont), ahogy két egymás fölötti tükörlap között ugrál oda-vissza fénysebességgel (nagyjából 300.000km/s). Most képzeljük el, hogy ez a két lemez elindul oldalra, a foton pedig tovább pattog közöttük, de ezúttal nem csak fel-le ugrál, hanem oldalirányba is mozognia kell, hogy kövesse a tükröket. Mivel a fénysebességet nem tudja átlépni, ezért amennyit gyorsul oldalirányba, annyival lassabban ér át az egyik tükörről a másikra. Mikor a két tükör eléri a fénysebességet, a fotonnak már nem marad kapacitása fel-le pattogni, hanem kizárólag oldalra halad a tükrökkel párhuzamosan.

Ez persze a gyakorlatban valós tömegű tükrökkel nem lenne megvalósítható, de remek gondolatkísérlet arra, hogy elképzeljük, hogyan működne a dolog. Ennek következtében pedig, ha mondjuk (szintén gondolatban) egy hétig utaznánk egy fénysebességű vonaton, mi egy percet sem öregednénk, míg a földön egy teljes hét eltelt volna. Ez nem a filmekben látott klasszikus “ugrás” az időben, de technikailag így egyirányban haladhatunk a jövőbe – sőt elenyésző mértékben, de minden sebességgel mozgó test így is tesz.

A másik módszer: gravitáció

1916-ban Einstein az általános relativitáselmélettel folytatta, amely elválaszthatatlanul összekötötte a teret és az időt téridővé, a gravitációt pedig azzal magyarázta, hogy a testek tömege görbíti a téridőt – nemcsak a teret, az időt is! Erre nem is kell tovább keresni a példát, mint a Csillagok között című sci-fi. Christopher Nolan filmjében a főszereplő csapata egy szupermasszív fekete lyuk körül keringő bolygón száll le, ahol a hatalmas gravitáció miatt mindössze egy óra telik el, miközben a Földön hét év. Ez a drasztikus arány persze nem életszerű, hiszen az emberi szervezet nem bírna ki ilyen terhelést, a jelenség viszont nagyon is valós.

Olyannyira, hogy a műholdak óráiba előre bele is kalkulálják, mert a földkörüli pályán már mérhetően máshogy telik az idő, mint a bolygó felszínén. Itt lent azt érzékelnénk, hogy siet a felküldésre váró műszerek órája, ott fent azonban így lesznek szinkronban a földi idővel.

Az viszont esélytelennek tűnik, hogy visszamenjünk a múltba.

Első blikkre speciális relativitáselmélet logikája a múltba való időutazást is lehetségessé tehetné: ha fénysebességnél megáll az idő, akkor fénysebesség fölött megfordul, nem? A válasz “De, valóban.” Csakhogy maga a relativitáselmélet teszi lehetetlenné a fénysebesség átlépését. Egy tömeggel rendelkező test mozgatásához nagyobb sebességnél egyre több erő is kell, ami fénysebességnél végtelenre rúgna, tehát tudományosan lehetetlen.

A relativitáselmélet két további elméleti megoldást is kínál, a gyakorlatban azonban mindkettő elképzelhetetlen jelenleg.

Az egyik opció az Einstein-Rosen-hidak, köznyelven féreglyukak.

Ez alapján, ha megfelelően görbítjük a téridőt, helyváltoztatásban átléphetjük a fénysebességet anélkül, hogy ténylegesen felgyorsulnánk rá. Képzeljünk csak el egy félbehajtott lapot! Ha az egyik végéről a másikra akarnánk jutni kétdimenzióban, egy hosszú vonalat kéne húznunk – viszont ha félbehajtjuk, a két pontot mindössze milliméterek választják el.

Egyetlen aprócska bökkenő van csupán: még elméletben sincs rá semmilyen módszerük a tudósoknak.

A valószínűtlen B-terv a Tipler-cilinder, egy épített időutazó csatorna.

Ez a létesítmény szintén a relativitáselmélet matekjával működne, de létrehozása több sebből vérzik. Először is: végtelen hosszúnak kell lennie, és percenként milliárdszor kéne körbefordulnia saját tengelye körül. Emellett ha sikerülne is megépíteni, a sebességet és a sűrűséget a fizikai anyag sem bírná ki.

Egy másik nagy fizikus, Stephen Hawking partit rendezett az időutazóknak.

Persze nem szórakozásból, hanem kísérletként. Míg Einstein csak érintette a múltba való utazást, és inkább csak utódai gondolták tovább a relativitáselmélet alapján, addig Hawking kifejezetten tagadta, hogy valaha lehetséges lenne. Szerinte nem csak a technika nem elég fejlett, de elméletben is elképzelhetetlen lenne, ugyanis alapvető ok-okozati összefüggéseket borítana fel. Ezt bizonyítandó rendezett egy partit időutazóknak, amire csak a rendezvény másnapján tette közzé a nyilvános meghívót, hogy tényleg csak időutazók vehessenek részt. Senki nem ment el.

Érdemes elolvasni:

• Mindannyian tévedtünk? A centrifugális erő tulajdonképpen nem is létezik!
• Rejtélyes gázból álló ‘folyó’ áramlik a Tejútrendszerbe, tele csillagokkal