Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Er hægt að ferðast aftur í tímann?

Gunnar Þór Magnússon

Að ferðast fram í tímann er litlum vandkvæðum bundið, um þess háttar ferðalög er til að mynda hægt að lesa um í svari sama höfundar við spurningunni Er hægt að ferðast fram í tímann? Það er hins vegar miklu stærra vandamál að komast til baka og ekki er víst að tímaferðalög til fortíðarinnar séu yfirleitt möguleg. Á síðustu árum hafa eðlisfræðingar þó velt fyrir sér nokkrum hugmyndum sem gætu gert slík ferðalög að veruleika í mjög fjarlægri framtíð.

Raunhæfasti möguleikinn á ferðalögum aftur til fortíðar eru eins konar göng á milli staða í geimnum. Slík göng eru kölluð ormagöng og þau mynda leið milli tveggja staða í geimnum sem er styttri en leiðin sem ljósgeisli fer frá einum stað til annars. Nafn ganganna er dregið af myndlíkingu sem útskýrir hugtakið: Hugsum okkur orm sem situr á epli og langar að komast hinum megin á eplið. Í staðinn fyrir að skríða yfir hýðið getur hann étið sig í gegnum kjarnann og komist þannig á áfangastað eftir styttri vegalengd en ef hann skriði yfir eplið.



Líkan af ormagöngum. Rauða örin sýnir ferð eftir beinni línu en græna örin sýnir ferð gegnum ormagöngin.

Þessi myndlíking er hentug, en ónákvæm. Einn munurinn á henni og raunveruleikanum er að í geimnum getum við farið með annan enda ormaganganna í ferðalag og skilið hinn eftir heima. Þannig getum við nýtt okkur afstæðiskenninguna og farið með annan endann í hringferð með miklum hraða, og komið þannig á tímamismuni milli gangaendanna. Með því að ferðast gegnum göngin gætum við því hoppað fram og aftur í tíma.

Það eru nokkrir vankantar á þessari hugmynd. Í fyrsta lagi vitum við ekki um nein ormagöng í alheiminum. Fræðilega séð má búa slík fyrirbæri til, en til þess þarf auðlindir og orkubirgðir sem við getum aðeins látið okkur dreyma um núna. Í augnablikinu eiga þess vegna tólf kettir meiri möguleika á að setja saman flugvél en við að búa til ormagöng.

Björninn væri ekki þó ekki unninn ef við næðum að búa til ormagöng, því þau ormagöng sem menn hafa lýst eru mjög óstöðug fyrirbæri sem vilja leggjast saman svo fljótt að ómögulegt er að koma ljósgeisla gegnum þau, hvað þá manneskju. Einhverjar hugmyndir hafa komið fram um að halda göngunum opnum með efni sem hefur neikvæðan orkuþéttleika og hrindir öðru efni frá sér. Allt efni með þessa eiginleika er enn bara hugarburður eðlisfræðinga, og því ómögulegt að segja hvort það sé til, eða hvort hægt verði að finna það í nægu magni til að halda ormagöngum opnum.

Að lokum getum við ekki ferðast lengra aftur í tímann en að augnablikinu þegar ormagöngin voru búin til, og við getum ekki ákveðið hversu langt fram eða aftur í tímann okkur langar að fara hverju sinni. Það þýðir að ef við komum á þriggja ára tímamismuni á gangaendunum þá getum við aðeins farið þrjú ár fram eða aftur í tímann. Ef okkur langar að fara ár aftur í tímann þurfum við að hoppa aftur um þrjú ár og bíða svo róleg í tvö ár.

Ég er afi minn

Fyrir utan eðlis- og verkfræðileg vandamál við ferðalög aftur í tímann, þá hafa menn komið auga á ýmsa eiginleika þeirra sem stangast á við alla skynsemi, eins og að afleiðingar geti komið á undan orsökum. Afaþversögnin er samheiti yfir nokkrar þversagnir sem ganga út á að ef tímaferðir til fortíðar eru mögulegar, þá getur tímaflakkarinn komið í veg fyrir sína eigin fæðingu. Vandamálið við þetta er auðvitað að ef maður getur komið í veg fyrir sína eigin fæðingu, þá fékk maður aldrei tækifæri til að fara aftur í tímann, og kom því aldrei í veg fyrir að maður fæddist.



Afbrigði afaþversagnarinnar er eitt af lykilatriðunum í kvikmyndinni Back to the future.

Sumir eðlisfræðingar líta svo á að þversagnir af þessu tagi séu til merkis um að tímaferðalög til fortíðar séu ómöguleg, það er að þversagnirnar sem þau leiða til útiloki ferðalög til fortíðar. Aðrir telja að hægt sé að komast framhjá þessum þversögnum með hinum eða þessum leiðum.

Einn möguleikinn sem menn sjá er að allt sem tímaferðalangur geti gert í fortíðinni hafi alltaf verið hluti af sögunni, og hann geti því ekki breytt neinu. Eðlisfræðingurinn Richard Feynman lýsti þessari hugmynd skemmtilega þegar hann ímyndaði sér að hann færi aftur í tímann með byssu til þess að myrða sjálfan sig. Þegar hann var kominn á áfangastað og búinn að finna sjálfan sig mundaði hann byssuna, en þegar hann tók í gikkinn hitti hann ekki og særði sjálfan sig einungis á öxlinni. Ástæðan fyrir að hann hitti ekki var svo af því að hann hafði alltaf verið slæmur í öxlinni frá því að einhver skaut hann í æsku.

Aðrir sjá fyrir sér að skammtafræði geti bjargað okkur frá þversögnum af þessu tagi. Hugsum okkur að rafeind komi að fyrirstöðu þar sem hún getur annað hvort beygt til vinstri eða hægri, og að hún fari til vinstri. Samkvæmt vissri túlkun á skammtafræði þá skiptist alheimurinn í tvennt við þennan atburð; við búum í þeim heiminum þar sem rafeindin fór til vinstri, en í hliðstæðum alheimi fór rafeindin til hægri. Í þessari túlkun, þá er tímaflakk til fortíðarinnar ekki ferðalag innan okkar alheims, heldur ferð til hliðstæðs alheims þar sem tilvist og gjörðir tímaflakkarans valda engum þversögnum. Það er samt rétt að taka fram að menn eru alls ekki sammála að þessi túlkun skammtafræðinnar eigi við rök að styðjast, og því ekki víst að hún leysi afaþversögnina.

Veðjað um tímaflakk

Spurningarnar sem vakna við tímaflakk eru margvíslegar og við munum ekki fá endanleg svör við flestum þeirra á okkar ævi. Fræðilega séð er hægt að senda fólk aðra leið til framtíðar, en það er ekki ljóst hvaða tilgangi það myndi þjóna, öðrum en að svala forvitni þeirra sem fara í ferðalagið. Og eins og kom fram hér að ofan vitum við ekki enn hvort tímaferðir til fortíðar eru mögulegar, hvort þeim fylgja einhver vandamál, og hvernig megi leysa þau.

Það litla sem við vitum um tímaflakk til fortíðar segir okkur þó að það er aðeins hægt að komast jafn langt aftur í tímann og að augnablikinu þegar fyrsta tímavélin var búin til. Nú getur verið að þessi mynd breytist eitthvað á næstu hundruðum ára, þegar við vitum meira um hvernig heimurinn hegðar sér, en miðað við vitneskju okkar í dag er ómögulegt að það séu einhverjir ferðalangar úr framtíðinni á meðal okkar.

Við viljum þó nýta tækifærið í lokin og ráða fólki gegn því að veðja um hvort tímaferðir til fortíðar séu mögulegar eða ekki, því andstæðingur þess gæti vitað meira um framtíðina en við hin.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir og mynd:

  • Davies, Paul. How to Build a Time Machine. 2002. Penguin Books.
  • Greene, Brian. The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. 2004. Alfred A. Knopf.
  • Hawking, Stephen. A Briefer History of Time. 2005. Bantam Dell.
  • Upptaka af fyrirlestri Paul Davies um svarthol, ormagöng og tímaflakk.
  • Sagan, Carl. Cosmos. 1983 . Random House.
  • Grein á Wikipedia um tímaflakk.
  • Mynd: Flickr

Aðrir spyrjendur voru:

Baldur Auðunn, Davíð Pálsson, Geir Andersen, Gríma Geirsdóttir, Guðný Svava Guðjónsdóttir, Hersir Aron, Íris Hauksdóttir, Jenný Bára Sigurðardóttir, Ragnar Trausti Ragnarsson, Sigurbjartur Sturla Atlason, Sverrir Haraldsson

og hér var einnig svarað spurningunum:

Hvað geturðu sagt mér um tímaflakk? Er möguleiki að það væri hægt að búa til tímavél? Getur verið að meðal okkar í dag sé fólk úr framtíðinni? Er hægt að ferðast í tíma? Hefur verið sýnt fram á með fræðilegum hætti að tímaferðalög séu ómöguleg? Verða tímaferðalög einhverntíma möguleg? Hvað eru samhliða heimar?

Höfundur

Gunnar Þór Magnússon

Gunnar Þór Magnússon

stærðfræðingur

Útgáfudagur

20.10.2008

Spyrjandi

Anton Geir og fleiri spyrjendur

Efnisorð

Tilvísun

Gunnar Þór Magnússon. „Er hægt að ferðast aftur í tímann?“ Vísindavefurinn, 20. október 2008. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=26999.

Gunnar Þór Magnússon. (2008, 20. október). Er hægt að ferðast aftur í tímann? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=26999

Gunnar Þór Magnússon. „Er hægt að ferðast aftur í tímann?“ Vísindavefurinn. 20. okt. 2008. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=26999>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Er hægt að ferðast aftur í tímann?
Að ferðast fram í tímann er litlum vandkvæðum bundið, um þess háttar ferðalög er til að mynda hægt að lesa um í svari sama höfundar við spurningunni Er hægt að ferðast fram í tímann? Það er hins vegar miklu stærra vandamál að komast til baka og ekki er víst að tímaferðalög til fortíðarinnar séu yfirleitt möguleg. Á síðustu árum hafa eðlisfræðingar þó velt fyrir sér nokkrum hugmyndum sem gætu gert slík ferðalög að veruleika í mjög fjarlægri framtíð.

Raunhæfasti möguleikinn á ferðalögum aftur til fortíðar eru eins konar göng á milli staða í geimnum. Slík göng eru kölluð ormagöng og þau mynda leið milli tveggja staða í geimnum sem er styttri en leiðin sem ljósgeisli fer frá einum stað til annars. Nafn ganganna er dregið af myndlíkingu sem útskýrir hugtakið: Hugsum okkur orm sem situr á epli og langar að komast hinum megin á eplið. Í staðinn fyrir að skríða yfir hýðið getur hann étið sig í gegnum kjarnann og komist þannig á áfangastað eftir styttri vegalengd en ef hann skriði yfir eplið.



Líkan af ormagöngum. Rauða örin sýnir ferð eftir beinni línu en græna örin sýnir ferð gegnum ormagöngin.

Þessi myndlíking er hentug, en ónákvæm. Einn munurinn á henni og raunveruleikanum er að í geimnum getum við farið með annan enda ormaganganna í ferðalag og skilið hinn eftir heima. Þannig getum við nýtt okkur afstæðiskenninguna og farið með annan endann í hringferð með miklum hraða, og komið þannig á tímamismuni milli gangaendanna. Með því að ferðast gegnum göngin gætum við því hoppað fram og aftur í tíma.

Það eru nokkrir vankantar á þessari hugmynd. Í fyrsta lagi vitum við ekki um nein ormagöng í alheiminum. Fræðilega séð má búa slík fyrirbæri til, en til þess þarf auðlindir og orkubirgðir sem við getum aðeins látið okkur dreyma um núna. Í augnablikinu eiga þess vegna tólf kettir meiri möguleika á að setja saman flugvél en við að búa til ormagöng.

Björninn væri ekki þó ekki unninn ef við næðum að búa til ormagöng, því þau ormagöng sem menn hafa lýst eru mjög óstöðug fyrirbæri sem vilja leggjast saman svo fljótt að ómögulegt er að koma ljósgeisla gegnum þau, hvað þá manneskju. Einhverjar hugmyndir hafa komið fram um að halda göngunum opnum með efni sem hefur neikvæðan orkuþéttleika og hrindir öðru efni frá sér. Allt efni með þessa eiginleika er enn bara hugarburður eðlisfræðinga, og því ómögulegt að segja hvort það sé til, eða hvort hægt verði að finna það í nægu magni til að halda ormagöngum opnum.

Að lokum getum við ekki ferðast lengra aftur í tímann en að augnablikinu þegar ormagöngin voru búin til, og við getum ekki ákveðið hversu langt fram eða aftur í tímann okkur langar að fara hverju sinni. Það þýðir að ef við komum á þriggja ára tímamismuni á gangaendunum þá getum við aðeins farið þrjú ár fram eða aftur í tímann. Ef okkur langar að fara ár aftur í tímann þurfum við að hoppa aftur um þrjú ár og bíða svo róleg í tvö ár.

Ég er afi minn

Fyrir utan eðlis- og verkfræðileg vandamál við ferðalög aftur í tímann, þá hafa menn komið auga á ýmsa eiginleika þeirra sem stangast á við alla skynsemi, eins og að afleiðingar geti komið á undan orsökum. Afaþversögnin er samheiti yfir nokkrar þversagnir sem ganga út á að ef tímaferðir til fortíðar eru mögulegar, þá getur tímaflakkarinn komið í veg fyrir sína eigin fæðingu. Vandamálið við þetta er auðvitað að ef maður getur komið í veg fyrir sína eigin fæðingu, þá fékk maður aldrei tækifæri til að fara aftur í tímann, og kom því aldrei í veg fyrir að maður fæddist.



Afbrigði afaþversagnarinnar er eitt af lykilatriðunum í kvikmyndinni Back to the future.

Sumir eðlisfræðingar líta svo á að þversagnir af þessu tagi séu til merkis um að tímaferðalög til fortíðar séu ómöguleg, það er að þversagnirnar sem þau leiða til útiloki ferðalög til fortíðar. Aðrir telja að hægt sé að komast framhjá þessum þversögnum með hinum eða þessum leiðum.

Einn möguleikinn sem menn sjá er að allt sem tímaferðalangur geti gert í fortíðinni hafi alltaf verið hluti af sögunni, og hann geti því ekki breytt neinu. Eðlisfræðingurinn Richard Feynman lýsti þessari hugmynd skemmtilega þegar hann ímyndaði sér að hann færi aftur í tímann með byssu til þess að myrða sjálfan sig. Þegar hann var kominn á áfangastað og búinn að finna sjálfan sig mundaði hann byssuna, en þegar hann tók í gikkinn hitti hann ekki og særði sjálfan sig einungis á öxlinni. Ástæðan fyrir að hann hitti ekki var svo af því að hann hafði alltaf verið slæmur í öxlinni frá því að einhver skaut hann í æsku.

Aðrir sjá fyrir sér að skammtafræði geti bjargað okkur frá þversögnum af þessu tagi. Hugsum okkur að rafeind komi að fyrirstöðu þar sem hún getur annað hvort beygt til vinstri eða hægri, og að hún fari til vinstri. Samkvæmt vissri túlkun á skammtafræði þá skiptist alheimurinn í tvennt við þennan atburð; við búum í þeim heiminum þar sem rafeindin fór til vinstri, en í hliðstæðum alheimi fór rafeindin til hægri. Í þessari túlkun, þá er tímaflakk til fortíðarinnar ekki ferðalag innan okkar alheims, heldur ferð til hliðstæðs alheims þar sem tilvist og gjörðir tímaflakkarans valda engum þversögnum. Það er samt rétt að taka fram að menn eru alls ekki sammála að þessi túlkun skammtafræðinnar eigi við rök að styðjast, og því ekki víst að hún leysi afaþversögnina.

Veðjað um tímaflakk

Spurningarnar sem vakna við tímaflakk eru margvíslegar og við munum ekki fá endanleg svör við flestum þeirra á okkar ævi. Fræðilega séð er hægt að senda fólk aðra leið til framtíðar, en það er ekki ljóst hvaða tilgangi það myndi þjóna, öðrum en að svala forvitni þeirra sem fara í ferðalagið. Og eins og kom fram hér að ofan vitum við ekki enn hvort tímaferðir til fortíðar eru mögulegar, hvort þeim fylgja einhver vandamál, og hvernig megi leysa þau.

Það litla sem við vitum um tímaflakk til fortíðar segir okkur þó að það er aðeins hægt að komast jafn langt aftur í tímann og að augnablikinu þegar fyrsta tímavélin var búin til. Nú getur verið að þessi mynd breytist eitthvað á næstu hundruðum ára, þegar við vitum meira um hvernig heimurinn hegðar sér, en miðað við vitneskju okkar í dag er ómögulegt að það séu einhverjir ferðalangar úr framtíðinni á meðal okkar.

Við viljum þó nýta tækifærið í lokin og ráða fólki gegn því að veðja um hvort tímaferðir til fortíðar séu mögulegar eða ekki, því andstæðingur þess gæti vitað meira um framtíðina en við hin.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir og mynd:

  • Davies, Paul. How to Build a Time Machine. 2002. Penguin Books.
  • Greene, Brian. The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. 2004. Alfred A. Knopf.
  • Hawking, Stephen. A Briefer History of Time. 2005. Bantam Dell.
  • Upptaka af fyrirlestri Paul Davies um svarthol, ormagöng og tímaflakk.
  • Sagan, Carl. Cosmos. 1983 . Random House.
  • Grein á Wikipedia um tímaflakk.
  • Mynd: Flickr

Aðrir spyrjendur voru:

Baldur Auðunn, Davíð Pálsson, Geir Andersen, Gríma Geirsdóttir, Guðný Svava Guðjónsdóttir, Hersir Aron, Íris Hauksdóttir, Jenný Bára Sigurðardóttir, Ragnar Trausti Ragnarsson, Sigurbjartur Sturla Atlason, Sverrir Haraldsson

og hér var einnig svarað spurningunum:

Hvað geturðu sagt mér um tímaflakk? Er möguleiki að það væri hægt að búa til tímavél? Getur verið að meðal okkar í dag sé fólk úr framtíðinni? Er hægt að ferðast í tíma? Hefur verið sýnt fram á með fræðilegum hætti að tímaferðalög séu ómöguleg? Verða tímaferðalög einhverntíma möguleg? Hvað eru samhliða heimar?
...