Deși mulți oameni sunt fascinați de ideea de a schimba trecutul sau de a vedea viitorul înainte de a se datora, nicio persoană nu a demonstrat vreodată genul de călătorie în timp înainte și înapoi văzută în science fiction sau a propus o metodă de a trimite o persoană prin perioade semnificative. de timp care nu le-ar distruge pe drum. Și, așa cum a subliniat fizicianul Stephen Hawking în cartea sa „Găurile negre și universurile bebelușilor” (Bantam, 1994), „Cea mai bună dovadă pe care o avem că călătoria în timp nu este posibilă și nu va fi niciodată, este că nu am fost invadați de hoarde de turiști din viitor”.
Știința susține totuși o oarecare cantitate de îndoire a timpului. De exemplu, teoria relativității speciale a fizicianului Albert Einstein propune că timpul este o iluzie care se mișcă în raport cu un observator. Un observator care călătorește aproape de viteza luminii va experimenta timpul, cu toate efectele sale secundare (plictiseală, îmbătrânire etc.) mult mai lent decât un observator în repaus. De aceea, astronautul Scott Kelly a îmbătrânit puțin mai puțin în decursul unui an pe orbită decât fratele său geamăn care a rămas aici pe Pământ.
Există și alte teorii științifice despre călătoria în timp, inclusiv unele fizice ciudate care apar în jurul găurilor de vierme, găurilor negre și teoriei corzilor. În cea mai mare parte, totuși, călătoria în timp rămâne domeniul unei game din ce în ce mai mari de cărți științifico-fantastice, filme, emisiuni de televiziune, benzi desenate, jocuri video și multe altele.
Relativitatea specială și călătoria în timp în viitorul apropiat
Einstein și-a dezvoltat teoria relativității speciale în 1905. O dată cu expansiunea sa ulterioară, teoria relativității generale , a devenit una dintre principiile fundamentale ale fizicii moderne. Relativitatea specială descrie relația dintre spațiu și timp pentru obiectele care se deplasează cu viteze constante în linie dreaptă.
Versiunea scurtă a teoriei este înșelător de simplă. În primul rând, toate lucrurile sunt măsurate în raport cu altceva – adică nu există un cadru de referință „absolut”. În al doilea rând, viteza luminii este constantă. Rămâne la fel, indiferent de ce și de unde se măsoară. Și în al treilea rând, nimic nu poate merge mai repede decât viteza luminii.
Din acele principii simple se desfășoară călătoria în timp reală, din viața reală. Un observator care călătorește cu viteză mare va experimenta timpul într-un ritm mai lent decât un observator care nu se deplasează cu viteză prin spațiu.
Deși nu accelerăm oamenii până aproape de viteza luminii, îi trimitem în jurul planetei la 17.500 mph (28.160 km/h) la bordul Stației Spațiale Internaționale . Astronautul Scott Kelly s-a născut după fratele său geamăn și colegul său astronaut, Mark Kelly . Scott Kelly a petrecut 520 de zile pe orbită, în timp ce Mark a petrecut 54 de zile în spațiu. Diferența de viteză cu care au experimentat timpul de-a lungul vieții a mărit de fapt diferența de vârstă dintre cei doi bărbați.
„Așadar, unde [cum] eram cu doar 6 minute mai în vârstă, acum sunt cu 6 minute și 5 milisecunde mai în vârstă”, a spus Mark Kelly într-o discuție pe 12 iulie 2020, a raportat anterior Space.com . — Acum am asta peste cap.
Relativitatea generală și călătoria în timp prin GPS
Diferența pe care o face orbita terestră joasă în durata de viață a unui astronaut poate fi neglijabilă – mai potrivită pentru glumele între frați decât prelungirea reală a vieții sau vizitarea viitorului îndepărtat – dar dilatarea în timp dintre oamenii de pe Pământ și sateliții GPS care zboară prin spațiu face diferență.
Sistemul de poziționare globală , sau GPS, ne ajută să știm exact unde ne aflăm comunicând cu o rețea de câteva zeci de sateliți poziționați pe o orbită înaltă a Pământului. Sateliții înconjoară planeta de la 12.500 de mile (20.100 de kilometri) distanță, mișcându-se cu 8.700 mph (14.000 km/h).
Conform relativității speciale, cu cât un obiect se mișcă mai repede față de un alt obiect, cu atât primul obiect experimentează mai lent timpul. Pentru sateliții GPS cu ceasuri atomice, acest efect reduce 7 microsecunde, sau 7 milionatimi de secundă, în fiecare zi, potrivit publicației Societății Americane de Fizică Physics Central.
Apoi, conform relativității generale, ceasurile mai apropiate de centrul unei mase gravitaționale mari precum Pământul ticăie mai încet decât cele mai îndepărtate. Deci, deoarece sateliții GPS sunt mult mai departe de centrul Pământului în comparație cu ceasurile de la suprafață, Physics Central a adăugat, asta adaugă încă 45 de microsecunde pe ceasurile satelitului GPS în fiecare zi. Combinat cu cele 7 microsecunde negative din calculul relativității speciale, rezultatul net este de 38 de microsecunde adăugate.
Aceasta înseamnă că, pentru a menține acuratețea necesară pentru a vă localiza mașina sau telefonul – sau, deoarece sistemul este condus de Departamentul de Apărare al SUA, o dronă militară – inginerii trebuie să țină cont de 38 de microsecunde în plus în ziua fiecărui satelit. Ceasurile atomice de la bord nu trec până în ziua următoare până când nu au funcționat cu 38 de microsecunde mai mult decât ceasurile comparabile de pe Pământ.
Având în vedere aceste cifre, ar dura mai mult de șapte ani pentru ca ceasul atomic dintr-un satelit GPS să se desincronizeze de la ceasul Pământului cu mai mult de o clipire. (Am făcut calculul: dacă estimați că o clipire durează cel puțin 100.000 de microsecunde, așa cum o face Baza de date Harvard de numere biologice utile , ar dura mii de zile pentru ca acele schimbări de 38 de microsecunde să se adună.)
Acest tip de călătorie în timp poate părea la fel de neglijabilă ca diferența de vârstă a fraților Kelly, dar având în vedere hiperacuratețea tehnologiei moderne GPS, de fapt contează. Dacă poate comunica cu sateliții care zboară deasupra capului, telefonul vă poate identifica locația în spațiu și timp cu o acuratețe incredibilă.
Ne pot duce găurile de vierme înapoi în timp?
Relativitatea generală ar putea oferi, de asemenea, scenarii care ar putea permite călătorilor să se întoarcă în timp, potrivit NASA . Dar realitatea fizică a acelor metode de călătorie în timp nu este deloc simplă.
Găurile de vierme sunt „tunele” teoretice prin țesătura spațiu-timp care ar putea conecta diferite momente sau locații din realitate cu altele. Cunoscute și sub denumirea de poduri Einstein-Rosen sau găuri albe, spre deosebire de găurile negre, speculațiile despre găurile de vierme abundă. Dar, în ciuda faptului că ocupă mult spațiu (sau spațiu-timp) în science fiction, nu au fost identificate găuri de vierme de niciun fel în viața reală.
„Totul lucru este foarte ipotetic în acest moment”, a declarat Stephen Hsu, profesor de fizică teoretică la Universitatea din Oregon, site-ului partener Space.com Live Science . „Nimeni nu crede că vom găsi o gaură de vierme în curând”.
Se estimează că găurile de vierme primordiale vor avea doar 10^-34 inci (10^-33 centimetri) la „gura” tunelului. Anterior, se aștepta să fie prea instabile pentru ca ceva să poată călători prin ele. Cu toate acestea, un studiu susține că nu este cazul, a raportat Live Science.
Teoria, care sugerează că găurile de vierme ar putea funcționa ca scurtături viabile spațiu-timp, a fost descrisă de fizicianul Pascal Koiran. Ca parte a studiului, Koiran a folosit metrica Eddington-Finkelstein, spre deosebire de metrica Schwarzschild care a fost utilizată în majoritatea analizelor anterioare.
În trecut, calea unei particule nu putea fi urmărită printr-o gaură de vierme ipotetică. Cu toate acestea, folosind metrica Eddington-Finkelstein, fizicianul a reușit să realizeze exact asta.
Lucrarea lui Koiran a fost descrisă în octombrie 2021, în baza de date de pretipărire arXiv , înainte de a fi publicată în Journal of Modern Physics D.
Teorii alternative de călătorie în timp
În timp ce teoriile lui Einstein par să facă dificilă călătoria în timp, unii cercetători au propus alte soluții care ar putea permite sărituri înainte și înapoi în timp. Aceste teorii alternative au un defect major: din câte pot spune oamenii de știință, nu există nicio modalitate de a supraviețui tipului de tragere și împingere gravitațională pe care o necesită fiecare soluție.
Teoria cilindrului infinit
Astronomul Frank Tipler a propus un mecanism (uneori cunoscut sub numele de Cilindru Tipler ) prin care se putea lua materie care are de 10 ori masa soarelui, apoi se putea rostogoli într-un cilindru foarte lung, dar foarte dens. Institutul Anderson , o organizație de cercetare a călătoriilor în timp, a descris cilindrul drept „o gaură neagră care a trecut printr-o fabrică de spaghete”.
După ce a învârtit aceste spaghete cu găuri negre câteva miliarde de revoluții pe minut, o navă spațială din apropiere – urmând o spirală foarte precisă în jurul cilindrului – ar putea călători înapoi în timp pe o „curbă închisă, asemănătoare timpului”, potrivit Institutului Anderson.
Problema majoră este că, pentru ca Cilindrul Tipler să devină realitate, cilindrul ar trebui să fie infinit de lung sau să fie făcut dintr-un fel de materie necunoscută. Cel puțin pentru viitorul previzibil, pastele interstelare nesfârșite sunt dincolo de atingerea noastră.
Fizicianul teoretician Amos Ori de la Institutul de Tehnologie Technion-Israel din Haifa, Israel, a propus un model pentru o mașină a timpului făcută din spațiu-timp curbat – un vid în formă de gogoși, înconjurat de o sferă de materie normală.
„Mașina este spațiu-timp în sine”, a spus Ori pentru Live Science. „Dacă ar fi să creăm o zonă cu o deformare ca aceasta în spațiu care să permită liniilor temporale să se închidă pe ele însele, ar putea permite generațiilor viitoare să se întoarcă să ne viziteze timpul.”
Există câteva avertismente la mașina timpului lui Ori. În primul rând, vizitatorii din trecut nu ar putea călători în vremuri mai devreme decât inventarea și construcția gogoșii timpului. În al doilea rând, și mai important, invenția și construcția acestei mașini ar depinde de capacitatea noastră de a manipula câmpurile gravitaționale după bunul plac – o ispravă care poate fi teoretic posibilă, dar este cu siguranță dincolo de atingerea noastră imediată.
Călătoria în timp în science fiction
Călătoria în timp a ocupat mult timp un loc semnificativ în ficțiune. Încă din „Mahabharata”, un vechi poem epic sanscrit compilat în jurul anului 400 î.Hr., oamenii au visat la deformarea timpului, a declarat Lisa Yaszek, profesor de studii științifico-fantastice la Institutul de Tehnologie Georgia din Atlanta, pentru Live Science .
Fiecare operă de ficțiune de călătorie în timp își creează propria versiune a spațiu-timp, trecând peste unul sau mai multe obstacole și paradoxuri științifice pentru a-și îndeplini cerințele intrigiului.
Unii fac un semn din cap către cercetare și fizică, cum ar fi „ Interstellar ”, un film din 2014 regizat de Christopher Nolan. În film, un personaj interpretat de Matthew McConaughey petrece câteva ore pe o planetă care orbitează o gaură neagră supermasivă, dar din cauza dilatării timpului, observatorii de pe Pământ trăiesc acele ore în câteva decenii.
Alții adoptă o abordare mai capricioasă, cum ar fi serialul de televiziune „Doctor Who”. Seria îl prezintă pe Doctor, un extraterestru „Stăpânul Timpului” care călătorește într-o navă spațială asemănătoare cu o cutie albastră de poliție britanică. „Oamenii presupun,” a explicat Doctorul în emisiune, „că timpul este o progresie strictă de la cauză la efect, dar, de fapt, dintr-un punct de vedere neliniar, non-subiectiv, este mai degrabă ca o minge mare de zguduit, clătinat, oportun… chestii proaste.”
Francizele de lungă durată, cum ar fi filmele și serialele de televiziune „Star Trek”, precum și universuri de benzi desenate precum DC și Marvel Comics, revinează mereu și iar ideea călătoriei în timp.
Iată o listă incompletă (și profund subiectivă) a unor lucrări de ficțiune de călătorie în timp influente sau notabile:
Cărți despre călătoriile în timp:
„A Christmas Carol” de Charles Dickens prezintă „Fantoma Crăciunului care urmează să vină” din viitor. (Credit imagine: Getty)
- Rip Van Winkle (Cornelius S. Van Winkle, 1819) de Washington Irving
- A Christmas Carol (Chapman & Hall, 1843) de Charles Dickens
- Mașina timpului (William Heinemann, 1895) de HG Wells
- Un Yankee din Connecticut la Curtea Regelui Arthur (Charles L. Webster and Co., 1889) de Mark Twain
- Restaurantul de la sfârșitul universului (Pan Books, 1980) de Douglas Adams
- A Tale of Time City (Methuen, 1987) de Diana Wynn Jones
- Seria Outlander (Delacorte Press, 1991-prezent) de Diana Gabaldon
- Harry Potter și prizonierul din Azkaban (Bloomsbury/Scholastic, 1999) de JK Rowling
- Thief of Time (Doubleday, 2001) de Terry Pratchett
- Soția călătoarei în timp (MacAdam/Cage, 2003) de Audrey Niffenegger
- Tot ce ai nevoie este să ucizi (Shueisha, 2004) de Hiroshi Sakurazaka
Filme despre călătoriile în timp:
- Planeta Maimuțelor (1968)
- Superman (1978)
- Time Bandits (1981)
- The Terminator (1984)
- Seria Înapoi în viitor (1985, 1989, 1990)
- Star Trek IV: Călătoria acasă (1986)
- Excelenta aventură a lui Bill și Ted (1989)
- Ziua Marmotei (1993)
- Galaxy Quest (1999)
- Efectul fluture (2004)
- 13 Merge pe 30 (2004)
- Casa lacului (2006)
- Meet the Robinsons (2007)
- Mașina timpului cu cadă cu hidromasaj (2010)
- Miezul nopții la Paris (2011)
- Looper (2012)
- X-Men: Days of Future Past (2014)
- Edge of Tomorrow (2014)
- Interstelar (2014)
- Doctor Strange (2016)
- A Wrinkle in Time (2018)
- The Last Sharknado: It’s about Time (2018)
- Avengers: Endgame (2019)
- Principiul (2020)
- Palm Springs (2020)
- Liga justiției a lui Zach Snyder (2021)
- Războiul de mâine (2021)
Televiziunea despre călătoriile în timp:
Călătoria în timp este posibilă în universul Star Trek. (Credit imagine: Getty)
- Doctor Who (1963-prezent)
- The Twilight Zone (1959-1964) (mai multe episoade)
- Star Trek (serii multiple, episoade multiple)
- Samurai Jack (2001-2004)
- Pierdut (2004-2010)
- Phil al viitorului (2004-2006)
- Steins;Gate (2011)
- Outlander (2014-prezent)
- Loki (2021-prezent)
Jocuri despre călătoria în timp:
- Chrono Trigger (1995)
- TimeSplitters (2000-2005)
- Kingdom Hearts (2002-2019)
- Prince of Persia: Nisipurile timpului (2003)
- God of War II (2007)
- Ratchet and Clank Future: A Crack In Time (2009)
- Sly Cooper: Thieves in Time (2013)
- Dishonored 2 (2016)
- Titanfall 2 (2016)
- Outer Wilds (2019)
