Az időutazás lehetségessé vált!

Egy fizikus azt állítja, hogy megoldotta a hírhedt „nagypapa-paradoxont”, és így az időutazás lehetségessé vált.

A nagypapa-paradoxon csak egyike azoknak a kényes logikai paradoxonoknak, amelyek az időutazás koncepciójával kapcsolatban felmerülnek. Az időutazást sokáig lehetetlennek tartották, részben a hírhedt „nagypapa-paradoxon” miatt. Ez a rejtély azt a kérdést dobja fel, hogy mi történne, ha valaki visszautazna az időben, és megakadályozná, hogy a nagyapjának gyermekei szülessenek (pl. megöli saját nagyapját), így eltörölve az időutazó eleve elrendelt létezését. Egy új tanulmány azonban megoldotta ezt a kérdést.

Az általános relativitáselmélet, a kvantummechanika és a termodinamika kombinálásával a tanulmány bemutatja, hogy az időutazás megvalósítható anélkül, hogy ez a logikai ellentmondáshoz vezetne.

Az időhurok fizikája

A mindennapi időfelfogásunk a newtoni fizikában gyökerezik, ahol az események lineárisan haladnak a múltból a jövőbe. Einstein 1915-ben elkészült általános relativitáselmélete azonban megkérdőjelezi ezt az intuitív feltételezést. Kiderült, hogy a téridő szövete a józan észnek ellentmondó módon is viselkedhet, amint azt az olyan jelenségek, mint a fekete lyukak is bizonyítják. Az elmélet egyik leglenyűgözőbb előrejelzése a zárt időgörbék lehetséges létezése - a téridő olyan ösvényei, amelyek önmagukba visszakanyarodva elméletileg lehetővé teszik az időutazó számára, hogy visszalátogasson a múltba.

„Az általános relativitáselméletben az energia és a lendület minden formája gravitációs forrásként működik - nem csak a tömeg” - mondta a tanulmány szerzője, Lorenzo Gavassino, a Vanderbilt Egyetem fizikusa.

Egy olyan univerzumban, ahol minden anyag mozog és forog, a téridő annyira eltorzulhat, hogy az idő gyakorlatilag visszahajlik önmagába, és egy hurkot alkot. Egy ilyen hurok mentén haladó űrhajó elméletileg visszatérhetne a kiindulópontjára, nemcsak térben, hanem időben is. Bár úgy tűnik, hogy a világegyetemünk egésze nem forog ilyen módon, a forgó tömegek - mint például a fekete lyukak - hasonló hatást válthatnak ki, zárt időgörbék potenciális környezetét hozva létre.

Az időutazás paradoxonjai

Az időutazás egyik legnagyobb kihívása az általa okozott paradoxonokban rejlik. A nagyapa-paradoxon csak egy példa erre. Ezek a problémák azért jelentkeznek, mert feltételezzük, hogy a termodinamika törvényei, vagyis a hőt és az energiát szabályozó törvények éppoly normáisan működnének egy időhurokban, mint a való életben.

„Valójában a növekvő entrópia törvénye - egy termodinamikai mennyiség, amely egy rendszer rendezetlenségének mértékét méri - az egyetlen olyan fizikai törvény, amely különbséget tesz múlt és jövő között” - mondta Gavassino. „Amennyire tudjuk, az entrópia az egyetlen oka annak, hogy emlékszünk a múltbeli eseményekre, és emiatt nem is tudjuk megjósolni a jövőbelieket.”

Az entrópia számos mindennapi tapasztalatunkat behatárolja, a testünk öregedésétől kezdve az emlékek feldolgozásáig. Még az olyan egyszerű cselekvések is, mint a járás, a fizikai súrlódáson alapulnak. A surlódás maga is növeli az entrópiát, kinetikai energiából hőenergiává változtatja mozgásunkat. De hogyan viselkednének ezek a folyamatok egy időhurokban?

A paradoxonok kvantumos megoldása

Gavassino kutatása, amely a Classical and Quantum Gravity című folyóiratban 2024. december 12-én jelent meg, érdekes megoldást kínál. Carlo Rovelli fizikus munkásságából merítve Gavassino kimutatta, hogy a termodinamika viselkedése alapvetően megváltozik egy zárt időgörbén. Egy ilyen hurokban olyan kvantumfluktuációk keletkeznek, amelyek képesek eltörölni az entrópiát - és így már ez a folyamat alapvetően különbözik attól, amit a mindennapi életben tapasztalunk.

Ezek az ingadozások drámai hatással lehetnek egy időutazóra. Például az entrópia csökkenésével az ember emlékei eltűnhetnek, és az öregedés megfordulhat. „Az entrópia növekedése az oka annak, hogy meghalunk. Mi történik, ha megfordítjuk a halált?” kérdezte meg Gavassino. Ez a jelenség akár visszafordíthatatlan eseményeket, például a nagyapánk megölését is átmenetivé tehetné egy időhurokban, mely teljesen megsemmisíthetné ezt a paradoxont.

„A legtöbb fizikus és filozófus a múltban azzal érvelt, hogy ha létezik időutazás, a természet mindig megtalálja a módját, hogy elkerülje az ellentmondásos helyzeteket” - mondta Gavassino. „Bevezették az 'önkonzisztencia elvét', amely azt sugallta, hogy mindennek úgy kell alkalmazkodnia, hogy egy logikailag koherens történetet hozzon létre. "Az én munkám az első konzekvens levezetése ennek az önkonzisztencia elvnek közvetlenül a megszokott fizikából. Konkrétan a kvantummechanika standard keretrendszerét alkalmaztam - további posztulátumok vagy ellentmondásos feltevések nélkül -, és kimutattam, hogy a történelem önkonzisztenciája természetes módon következik a kvantumtörvényekből.” mondta Gavassino.

Elméleti és gyakorlati következmények

Bár Gavassino megállapításai meggyőző elméleti keretet kínálnak az időutazáshoz, a kérdés továbbra is fennáll: léteznek-e valóban zárt időgörbék az univerzumunkban? A legtöbb fizikus ezzel kapcsolatban igen szkeptikus. Stephen Hawking például 1992-ben azt sugallta, hogy a fizika törvényei megakadályozhatják, hogy ez a fajta időhurok egyáltalán kialakuljon.

Még ha az időhurok nem is léteznek, megértésük és modellezésük betekintést nyújthat valós jelenségekbe. Például annak feltárása, hogy a valós entrópia hogyan fejlődik és viselkedik egy zárt pálya mentén szubatomi léptékben, lenyűgöző betekintést nyújthat a szubatomi rendszerek viselkedésébe és termodinamikájába.