” If one made a research grant application to work on time travel it would be disposed immediately, ” schrijft de natuurkundige Stephen Hawking in zijn postume boek Brief Answers to the Big Questions. Hij had gelijk. Maar hij had ook gelijk dat de vraag of tijdreizen mogelijk is een “zeer serieuze vraag” is die nog steeds wetenschappelijk kan worden benaderd.,met het argument dat onze huidige opvatting het niet kan uitsluiten, was Hawking voorzichtig optimistisch. Waar staan we nu? We kunnen vandaag geen tijdmachine bouwen, maar in de toekomst wel?
laten we beginnen met onze dagelijkse ervaring. We nemen de mogelijkheid om onze vrienden en familie te bellen waar ze ook zijn in de wereld om uit te vinden wat ze nu van plan zijn. Maar dit is iets wat we eigenlijk nooit kunnen weten. De signalen met hun stemmen en beelden reizen onbegrijpelijk snel, maar het duurt nog steeds een eindige tijd voordat die signalen ons bereiken.,ons onvermogen om toegang te krijgen tot het “nu” van iemand ver weg is de kern van Albert Einsteins theorieën over ruimte en tijd.
lichtsnelheid
Einstein vertelde ons dat ruimte en tijd delen zijn van één ding – ruimtetijd – en dat we net zo bereid zouden moeten zijn om na te denken over afstanden in de tijd als we afstanden in de ruimte zijn. Hoe vreemd dit ook klinkt, we antwoorden graag “ongeveer twee en een half uur”, wanneer iemand vraagt hoe ver Birmingham van Londen is. Wat we bedoelen is dat de reis zo lang duurt met een gemiddelde snelheid van 50 mijl per uur.,wiskundig is onze verklaring gelijk aan het zeggen dat Birmingham ongeveer 125 mijl van Londen ligt. Zoals natuurkundigen Brian Cox en Jeff Forshaw schrijven in hun boek Why does E = mc2?, tijd en afstand “kunnen worden uitgewisseld met behulp van iets dat de valuta van een snelheid heeft”. Einstein ‘ s intellectuele sprong was om te veronderstellen dat de wisselkoers van een tijd naar een afstand in ruimtetijd universeel is – en het is de snelheid van het licht.
De snelheid van het licht is de snelste lichtsnelheid die elk signaal kan bereiken, waardoor een fundamentele limiet wordt gesteld aan hoe snel we kunnen weten wat er elders in het universum gebeurt., Dit geeft ons “causaliteit” – de wet die effecten altijd na hun oorzaken moeten komen. Het is een serieuze theoretische doorn in het oog van tijdreizende protagonisten. Voor mij om terug te reizen in de tijd en in beweging te zetten gebeurtenissen die mijn geboorte te voorkomen is om het effect (mij) voor de oorzaak (mijn geboorte).
nu, als de lichtsnelheid universeel is (in het vacuüm van de lege ruimte), moeten we deze meten om hetzelfde te zijn – 299.792.458 meter per seconde – hoe snel we zelf ook bewegen. Einstein realiseerde zich dat het gevolg van de absolute lichtsnelheid is dat ruimte en tijd zelf niet kunnen zijn., Het blijkt dat bewegende klokken langzamer moeten tikken dan stilstaande.
als ik met een ongelooflijke snelheid in een ruimteschip zou vliegen en terugkeren naar de aarde, zou er minder tijd verstrijken voor mij dan voor iedereen die ik achterliet. Iedereen waar ik naar terugkeerde zou concluderen dat mijn leven had gelopen alsof in slow motion – ik zou langzamer zijn verouderd dan zij – en ik zou concluderen dat hun leven had gelopen alsof in fast forward. Hoe sneller ik reisde, hoe langzamer mijn klok tikte ten opzichte van klokken op aarde. En als ik de reis maakte met de snelheid van het licht, zou ik terugkeren alsof ik bevroren was in de tijd.,dus wat als we sneller dan het licht zouden reizen, zou de tijd teruglopen zoals science fiction ons heeft geleerd?
helaas is er oneindige energie nodig om een mens te versnellen tot de snelheid van het licht, laat staan voorbij het. Maar zelfs als we dat konden, zou de tijd niet gewoon achteruit lopen. In plaats daarvan zou het geen zin meer hebben om over vooruit en achteruit te praten. De wet van causaliteit zou worden geschonden en het begrip oorzaak en gevolg zou zijn betekenis verliezen.
wormgaten
Einstein vertelde ons ook dat de zwaartekracht een gevolg is van de manier waarop massa ruimte en tijd vervormt., Hoe meer massa we in een gebied van de ruimte persen, hoe meer ruimtetijd wordt kromgetrokken en hoe langzamer nabijgelegen klokken tikken. Als we er genoeg massa in persen, wordt de ruimtetijd zo krom dat zelfs licht niet aan zijn zwaartekracht kan ontsnappen en er een zwart gat ontstaat. En als je de rand van het zwarte gat zou naderen – de waarnemingshorizon – dan zou je klok oneindig langzaam tikken ten opzichte van degenen die er ver vandaan zijn.
dus kunnen we de ruimtetijd op precies de juiste manier om het terug te sluiten op zichzelf en reizen terug in de tijd?
het antwoord is misschien, en de kromming die we nodig hebben is een doorlopend wormgat. Maar we moeten ook regio ‘ s met negatieve energiedichtheid produceren om het te stabiliseren, en de klassieke fysica van de 19e eeuw voorkomt dit. De moderne theorie van de kwantummechanica, echter, misschien niet.
volgens de kwantummechanica is lege ruimte niet leeg. In plaats daarvan is het gevuld met paren deeltjes die in en uit het bestaan pop., Als we een gebied kunnen maken waar minder paren in en uit mogen springen dan overal anders, dan zal dit gebied een negatieve energiedichtheid hebben.
echter, het vinden van een consistente theorie die kwantummechanica combineert met Einsteins zwaartekrachttheorie blijft een van de grootste uitdagingen in de theoretische fysica. Een kandidaat, snaartheorie (meer bepaald de M-theorie) kan een andere mogelijkheid bieden.
M-de theorie vereist dat de ruimtetijd 11 dimensies heeft: de ene van tijd en drie van ruimte waarin we bewegen en nog zeven, onzichtbaar opgerold., Kunnen we deze extra ruimtelijke dimensies gebruiken om ruimte en tijd te verkorten? Hawking was tenminste hoopvol.
geschiedenis opslaan
dus is tijdreizen echt een mogelijkheid? Ons huidige begrip kan het niet uitsluiten, maar het antwoord is waarschijnlijk Nee.
Einsteins theorieën beschrijven de structuur van de ruimtetijd niet op ongelooflijk kleine schaal., En hoewel de wetten van de natuur vaak volledig in strijd zijn met onze dagelijkse ervaring, zijn ze altijd zelfconsistent-waardoor er weinig ruimte is voor de paradoxen die overvloedig zijn wanneer we knoeien met oorzaak en gevolg in science fiction ‘ s kijk op tijdreizen.ondanks zijn speelse optimisme erkende Hawking dat de onontdekte wetten van de fysica die op een dag Einsteins wetten zullen vervangen, samenspannen om te voorkomen dat grote objecten zoals jij en ik nonchalant (niet Causaal) heen en weer door de tijd heen springen. We noemen deze erfenis zijn “chronologie bescherming vermoeden”.,
of de toekomst nu wel of niet tijdmachines in petto heeft, we kunnen onszelf troosten met de wetenschap dat wanneer we een berg beklimmen of in onze auto ‘ s voortsnellen, we veranderen hoe de tijd tikt.
dus, deze” pretended to be a time traveller day ” (8 December), onthoud dat je dat al bent, alleen niet op de manier waarop je zou hopen.