Călătoria în timp

Călătoria în timp

Călătoria în timp este definită în mod obișnuit de ideea lui David Lewis: Un obiect călătorește în timp dacă și numai dacă diferența dintre timpul de plecare și cel de sosire măsurat în lumea înconjurătoare nu este egal cu durata călătoriei parcursă de obiect. De exemplu, Jane este un călător în timp dacă călătorește într-o navă timp o oră (timp măsurat pe navă), dar în realitate călătoria durează mai mult sau mai puțin.

Înainte de secolul al XX-lea, oamenii de știință și filozofii au investigat rareori călătoria în timp, dar acum este un subiect interesant și profund studiat. Există investigații privind călătoria spre viitor și călătoria spre trecut, deși călătoria spre trecut este mai problematică și primește mai multă atenție.

 Există investigații privind posibilitatea logică a călătoriei în timp, a posibilității fizice de a călători în timp și a caracterului tehnologic al călătoriei în timp. Cea mai mare atenție este acordată călătoriei în timp, care este în concordanță cu teoria fizică actuală, cum ar fi teoria generală a relativității lui Einstein. În știință, diferite modele ale cosmosului și legile naturii, care guvernează universul implică diferite posibilități de a călători în timp. Astfel, teoriile despre călătoria în timp s-au schimbat radical, deoarece teoriile cosmologice dominante au evoluat de la concepții clasice, newtoniene la concepții moderne, relativiste și cuantice mecanice. 

Ce este călătoria în timp?

O definiție standard este cea a lui David Lewis, pe care am prezentat-o la începutul articolului. Această definiție se aplică atât călătoriilor naturale, cât și celor care pot fi influențate de om. 

Dar ce înțelegem prin timp? Și ce înțelegem prin „călătorie”?  Folosirea cuvântului „călătorie” implică două locuri: origine și destinație. „Mă duc în Maroc” înseamnă „plec de la punctul meu de origine și am de gând să ajung în cele din urmă în Maroc”.

Dar când vorbim despre călătoriile în timp, unde merge exact un călător timp? 

Timpul călătorului în timp și lumea înconjurătoare a călătorului coincid la începutul călătoriei. Dar „unde” ajunge călătorul? Oare ne grăbim în folosirea cuvântului „călătorie” ? 

Cum este perceput timpul?

Filosofia oferă trei răspunsuri primare la această întrebare metafizică: eternalismul, posibilismul și prezentismul. Numele acestor viziuni indică starea ontologică dată timpului. 

Eternalistul crede că timpul, corect înțeles, este o a patra dimensiune esențial constitutivă a realității împreună cu spațiul. Toate timpurile, trecutul, prezentul și viitorul, sunt momente reale, la fel ca toate punctele distribuite în spațiu, sunt puncte reale în spațiu. Nu se poate defini nici un moment în dimensiunea timpului ca fiind „mai real” decât orice alt moment, la fel cum nu se poate defini nici un punct din spațiu ca „mai” real decât orice alt punct. Universul este astfel un „bloc” al spațiului, în care se întâlnesc simultan cele trei stări ale timpului. 

 Astfel, o păsăre dodo dispărută în prezent există în trecut, dar poate și în viitor. Indiferent dacă păsarea dodo este prezentă sau nu, este ontologic irelevant. Fizicianul vede de obicei ecuația timpului prin viziunea eternalistului. 

Posibilismul vede timpul în concordanță cu universul în creștere sau expansiune. O persoană cu o asemenea viziune crede că imaginea eternalistă a universului este corectă, cu excepția statutului viitorului. Trecutul și prezentul sunt fixe și reale; viitorul este doar posibil. Sau, mai precis, viitorul are mai multe posibilități dintre care numai una va deveni reală în cele din urmă. Dacă eternalismul pare prea determinist, eliminând ideea liberului arbitru, atunci posibilismul lasă loc omului să aleagă ceea ce va urma.

Percepția timpului
Percepția timpului

Prezentismul este ultima teorie care încearcă că explice timpul. Această teorie presupune că doar obiectele din prezent există. Nici trecutul și nici viitorul nu există. Trecutul era, dar nu mai există; viitorul va fi, dar nu există încă. Obiectele sunt împrăștiate în spațiu, dar nu sunt împrăștiate pe tot parcursul timpului. Oamenii de știință nu cred că timpul este o dimensiune în același sens ca cele trei dimensiuni spațiale; ei spun că viziunea blocului universal al eternatilistului (și perspectiva intermediară a posibilismului) devine metafizică a timpului greșit.

Relativitatea specială permite călătoria în timp

Care sunt consecințele relativității speciale pentru călătoriile în timp? În primul rând, vom pierde semnificația comună a simultaneității. De exemplu, același eveniment se întâmplă la două momente diferite, dacă cadrul inerțial al unui observator este staționar în raport cu cel al unui cadru inerțial al unui alt observator care se mișcă la o anumită viteză. 

Mai mult, un observator din cadrul inerțial staționar poate determina două evenimente care s-au întâmplat simultan, dar un observator în cel de al doilea cadru inerțial în mișcare ar vedea aceleași două evenimente întâmplătoare în momente diferite. Astfel, nu există nici un timp extern universal sau absolut; putem vorbi doar despre timpul extern în cadrul propriului cadru de referință. Lipsa simultană a cadrelor de referință înseamnă că s-ar putea să experimentăm fenomenul de dilatare a timpului. 

Dacă cadrul dvs. de referință se mișcă la o parte din viteza luminii, timpul dvs. extern trece mai lent decât timpul extern într-un cadru de referință care este staționar față de dvs. Dacă ne imaginăm că cineva din cadrul de referință staționar ar putea arunca o privire la un ceas din cadrul dvs. de referință, el ar vedea ceasul cum se mișcă foarte încet. Deci, în relativitatea specială, putem găsi un fel de călătorie naturală în timp. Un exemplu de călătorie temporală specială în relativitate este un astronaut care călătorește la o anumită distanță în univers cu o viteză apropiată de viteza luminii. Timpul personal al astronautului trece mult mai greu decât timpul absolut. Când se întoarce acasă afla că timpul extern a trecut mult mai lent. Toată lumea pe care o știa a murit de sute sau mii de ani.

Aceste povești sunt cât se poate de reale, dar sunt dincolo de capacitatea noastră tehnologică. Din acest motiv, se poate spune că relativitatea specială permite călătoria naturală în timp, doar că suntem noi incapabili s-o experimentăm.

Relativitatea generală și călătoria în timp

Un efect curios al relativității generale este faptul că lumina se îndoaie atunci când se deplasează pe lângă obiecte. Acest lucru poate părea ciudat când ne amintim că lumina nu are nicio masă. Cum poate fi afectată lumina de gravitație? Lumina călătorește întotdeauna în linii drepte. Lumina se înclină deoarece geometria timpului spațial este neeuclidiană în vecinătatea oricărei mase.

Calea curbată a luminii în jurul unui corp masiv este doar aparentă; pur și simplu ea călătorește pe o linie dreaptă geodezică. Dacă tragem traseul unui avion, care călătorește pe cel mai scurt traseu internațional doar în două dimensiuni, (ca pe o hartă plată), calea nu pare curbată; totuși, deoarece pământul este curbat și nu plat, distanța cea mai scurtă, o linie dreaptă, trebuie să urmeze întotdeauna o cale geodezică. 

Lumina călătorește de-a lungul căii drepte prin diferitele contururi ale spațiului. Un alt efect curios al relativității generale este că gravitația afectează timpul. Imaginați-vă un cadru uniform de accelerare, ca o rachetă. Relativitatea generală prezice că, în funcție de locația în rachetă, timpul este măsurat diferit. Pentru un observator din partea inferioară sau din spate a rachetei (în funcție de modul în care doriți să vizualizați mișcarea acesteia), timpul este altul decât pentru cineva care se află în față.

Conform principiului echivalenței, atunci un ceas aflat la nivelul mării funcționează mai încet decât un ceas aflat în vârful muntelui Everest, deoarece forța câmpului gravitațional este mai slabă. 

Călătoria în timp, în conformitate cu relativitatea generală, se confruntă cu provocări tehnologice descurajante. O problemă deja menționată este cea a stabilității. Dar la fel de impunătoare este și problema energiei. Sunt necesare cantități fantastice de materie (sau structuri și condiții asemănătoare cu momentele timpurii ale Big Bang-ului, cum ar fi membranele cu straturi limită negative de tensiune sau polarizare de vid gravitațională) pentru construirea și gestionarea unei gauri de vierme utilizabile; tuburile infinit de lungi de materie hiperdensivă ar fi necesare pentru corzile cosmice.

Călătoria în timp
Călătoria în timp

 În ciuda acestor provocări tehnologice, trebuie subliniat că posibilitatea de a călători în timp natural în trecut este în concordanță cu relativitatea generală. Un avantaj al unor interpretări ale teoriei cuantice relativiste este că cerința logică pentru o istorie consistentă într-o poveste despre călătoria în timp este aparent evitată prin postularea unor istorii alternative (sau a unor lumi) în loc de o istorie a universului.

Interpretări cuantice

Anumite aspecte ale teoriei cuantice sunt relevante pentru călătoria în timp, în special domeniul gravitației cuantice. Forțele fundamentale ale naturii (forța nucleară puternică, forța electromagnetică, forța nucleară slabă și gravitația) au descrieri relativiste cuantice; totuși, încercările de a încorpora gravitația în teoria cuantică au fost nereușite până în prezent.

 Pe modelul standard al atomului, toate forțele sunt purtate de particule „virtuale” numite bosoni de calibru. Un fizician ar putea spune că fotonul „poartă” forța electromagnetică între particulele „reale”. Gravitonul, care a evitat încercările de a o detecta, „poartă” gravitația. Această caracterizare a particulelor gravitației în teoria cuantică este foarte diferită de caracterizarea geometrică a lui Einstein în relativitatea generală. Reconcilierea acestor două descrieri este o zonă robustă de cercetare și mulți sperăm că gravitația poate fi înțeleasă în același mod ca și celelalte forțe fundamentale. Acest lucru ar putea duce eventual la formularea unei „teorii a totului„.

Oamenii de știință au propus câteva interpretări ale teoriei cuantice. Problema centrală în interpretările teoriei cuantice este entanglementarea. Atunci când două sisteme cuantice intră într-o interacțiune fizică temporară, influențându-se una pe cealaltă prin forțe cunoscute și apoi separate, cele două sisteme nu pot fi descrise din nou în același mod ca atunci când au fost reunite pentru prima dată. 

Întinderea microstatală și macrostată apare atunci când un observator măsoară o anumită proprietate fizică, cum ar fi spinul, cu unele instrumente. Regula, conform interpretării ortodoxe (sau Copenhaga), este că, atunci când se observă vectorul de stare (ecuația care descrie sistemul încurcat), se reduce sau sare de la o stare de suprapunere la una dintre stările efectiv observate. Dar ce se întâmplă atunci când o stare „se prăbușește?” Interpretarea ortodoxă afirmă că nu știm; tot ce putem spune despre aceasta este să descriem efectele observate, ceea ce determină ecuația de undă sau vectorul de stare.

Alte interpretări susțin că vectorul de stat nu „se prăbușește” deloc. În schimb, unele interpretări fără colaps susțin că toate posibilele rezultate ale suprapunerii devin rezultate reale într-un fel sau altul. În versiunea multiplă a acestei interpretări (Everett, 1957), la fiecare astfel de eveniment, universul care implică starea încurcată se exfoliază în copii identice ale universului, cu excepția valorilor proprietăților incluse în vechiul vector de stare încurcat. 

Astfel, în orice moment de „colaps” există două sau mai multe universuri aproape identice, reciproc neobservabile, dar la fel de reale, care apoi se împart în continuare pe măsură ce tot mai multe evenimente încurcate evoluează. În această privință, este de înțeles că ați fost atât născuți, cât și nenăscuți, în funcție de lumea despre care ne referim; intr-adevar, semnificația „lumii” devine problematică. Multe universuri sunt desemnate colectiv ca multivers. 

Călătoria în timp
Călătoria în timp

Multe dintre povestirile naturale ale călătoriei în timp fac uz de aceste concepții despre lumile paralele. Unii oameni de știință speculează că, dacă am putea călători printr-o gaură de vierme, nu am fi trecut un interval de timp spațial în universul nostru, ci în loc să mergem din universul „nostru” am sări într-un univers alternativ sau paralel. 

Un călător de timp într-un univers cu mai multe lumi s-ar putea trezi să facă istorie într-o lume paralelă fără să aibă habar.

Aceste tipuri de povestiri sugerează că, prin călătoria în timp, putem schimba rezultatul evenimentelor istorice din lumea noastră. Ideea că istoria universului poate fi schimbată este motivul pentru care apar multe inconsecvențe cu legătura cauzală și identitatea personală.

Paradoxul bunicului

Paradoxul bunicului este un paradox ipotetic al călătoriei în timp, fiind prima dată descris de către scriitorul de ficțiune René Barjavel în cartea sa din 1943, Le Voyageur Imprudent (română: Călătorul imprudent). Paradoxul presupune ipostaza în care un om călătorește înapoi în timp și își ucide bunicul biologic, înainte ca acesta din urmă să o întâlnească pe bunica omului călător. Ca rezultat, unul din părinții călătorului (și prin extensie, călătorul însuși) nu va fi niciodată conceput. Acest fapt implică imposibilitatea ca el să poată călători înapoi în timp, ceea ce la rândul său implică bunicul fiind încă în viață, iar călătorul reușind a fi conceput, permițându-i să se întoarcă în timp ca să își ucidă bunicul. Astfel, fiecare posibilitate pare să implice propria sa negare, un tip de paradox logic.

Paradoxul gemenilor

Paradoxul gemenilor spune că dacă un frate rămâne pe Pământ, iar celălalt face o călătorie în spaţiu într-o navă ce se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii, la întoarcere, fratele călător va fi îmbătrânit mult mai puţin decât cel rămas pe Pământ. Este acesta un paradox ori este realitatea ce rezultă din teoria relativităţii?

Paradoxul gemenilor
Paradoxul gemenilor

Un exemplu de confuzie referitor la înţelegerea efectului de dilatare a timpului este aşa-numitul paradox al gemenilor, care, în fapt, nu este un paradox defel. Imaginaţi-vă că sunt doi gemeni adolescenţi, unul care stă acasă pe Pământ, iar celălalt care întreprinde o călătorie cu o navetă spaţială la viteze relativiste (viteze apropiate de viteza luminii, la care efectele prezise de teoria relativităţii sunt notabile). La întoarcerea acasă din călătoria sa prin Univers, geamănul călător va fi îmbătrânit doar  cu câţiva ani, pe când celălalt geamăn, rămas acasă, va fi mult mai bătrân, pensionat şi aproape de trecerea în lumea de apoi.

Pisica lui Schrodinger

O pisică este închisă într-un container ermetic. Acest container conţine o substanţă radioactivă, o fiolă cu otravă şi un contor Geiger. Atunci când se va produce dezintegrarea unui nucleu radioactiv, acesta va fi detectat de contorul Geiger. Acesta va declanşa un mecanism ce va sparge fiola cu otravă.

Moartea pisicii este un fenomen macroscopic, produs de dezintegrarea nucleului radioactiv, fenomen microscopic, care poate fi descris în termeni de probabilitate.

Conform teoriei cuantice, este imposibil de determinat dacă substanţa radioactivă se va dezintegra sau nu, deoarece noi suntem în exteriorul cutiei. Tot ce putem face e să calculăm probabilitatea de dezintegrare a unui anumit număr de nuclee, într-o perioadă de timp.

Dacă substanţa radioactivă se va dezintegra după o oră, să zicem, există 50% şanse ca un nucleu să se dezintegreze şi 50% şanse să nu se întâmple nimic. Dacă dezintegrarea nucleului e probabilă, atunci şi soarta pisicii e probabilă. În această situaţie, teoria cuantică, afirma că pisica nu este nici vie, nici moartă, ci într-o stare de suspensie între cele două stări. Superpoziţia enunţa că pisica este vie şi moartă, deoarece face parte din sistemul cuantic (conform interpretării de la Copenhaga). Una dintre posibilităţi devine reală, de abia atunci când cutia va fi deschisă, prin actul observaţiei.

Asta implică că lucrurile de zi cu zi există într-o superpoziţie a tuturor stărilor posibile, până în clipa în care noi, le observam.

Referințe

  • Albert, David and Barry Loewer. 1988. Interpreting the many worlds interpretation. Synthese 77:195-213.
  • Bigelow, John. Time travel fiction. In Gerhard Preyer and Frank Siebelt, eds., Reality and Humean Supervenience. Lanham, MD: Rowan & Littlefield, 2001. 58-91.
  • Bigelow, John. Presentism and properties. In James E. Tomberlin, ed., Philosophical Perspectives 10.Cambridge, MA: Blackwell Publishers, 1996. 35-52.
  • Bradbury, Ray. 1952. A Sound of Thunder. In R is for Rocket. New York: Doubleday.
  • Earman, John. 1995. Outlawing Time Machines: chronology protection theorems. Erkenntnis 42(2):125-139.
  • Earman, John, Smeenk, Christopher and Wüthrich, Christian. 2002. Take a ride on a time machine. In R. Jones and P. Ehrlich, eds., Reverberations of the Shaky Game: Festschrift for Arthur Fine. Oxford: Oxford University Press.
CATEGORIES
Share This

COMMENTS

Wordpress (0)