Myšlenka, že bychom se mohli vrátit v čase změnit minulost, se stala jednou z oblíbených technik ve filmech, literatuře a televizních seriálech. Harry Potter, Back to the Future, Groundhog Day a mnoho dalších filmů nám slibovalo příležitost znovu vybrat v naší minulosti. Pro většinu lidí zůstane tato příležitost fantastická, protože všechny zákony fyziky naznačují, že postupovat vpřed je nevyhnutelné a nezbytné. Ve filozofii se dokonce objevil paradox, který zdůrazňoval absurditu této možnosti: pokud by bylo možné cestovat časem, mohli byste se vrátit v čase a zabít svého dědečka dříve, než se vaši rodiče setkají, čímž se vyloučí možnost vaší vlastní existence. Dlouho se věřilo, že už není cesta zpět. Ale díky zajímavým vlastnostem prostoru a času v Einsteinově obecné teorii relativity může být cestování zpět v čase možné, říká fyzik Ethan Siegel.
Ilustrace raného vesmíru kvantové pěny, ve kterém se kvantové fluktuace projevují v nejmenších měřítcích. Pozitivní a negativní výkyvy energie mohou vytvořit malé kvantové červí díry.
Začněme fyzickou myšlenkou červí díry. Ve známém vesmíru se v nejmenších měřítcích objevují drobné kvantové výkyvy na struktuře časoprostoru. To zahrnuje výkyvy energie v pozitivních a negativních směrech, které se často vyskytují velmi blízko u sebe. Silná, hustá, pozitivní energetická fluktuace může určitým způsobem vytvořit zakřivený prostor a silná, hustá, negativní energetická fluktuace bude ohýbat prostor opačným způsobem. Pokud tyto dvě oblasti zakřivení spojíte, získáte - krátce - kvantovou červí díru. Pokud červí díra vydrží dostatečně dlouho, můžete zkusit projít částicí skrz ni, takže okamžitě zmizí na jednom místě v časoprostoru a objeví se na jiném místě.
Přesný matematický graf lententské červí díry. Pokud je jeden konec červí díry sestrojen z pozitivní hmoty / energie a druhý z negativní hmoty / energie, červí díra se stane průchodnou.
Například to, abychom to vše rozšířili a umožnili člověku projít červí díru, vyžaduje nějakou práci. Ačkoli všechny známé částice v našem vesmíru mají pozitivní energii a buď pozitivní nebo nulovou hmotnost, je možné, že částice s negativní hmotou a energií existují v rámci obecné relativity. Samozřejmě jsme je ještě nenašli, ale pokud věříte teoretickým fyzikům, není nic, co by vyloučilo jejich existenci.
Pokud existuje látka se zápornou hmotou a energií, vytvoří supermasivní černá díra a její protějšek se zápornou hmotou a energií a poté je zkombinuje a vytvoří se červí díra, kterou lze projít. Bez ohledu na to, jak daleko tyto dva objekty od sebe oddělujete, pokud mají dostatek hmoty a energie - pozitivní i negativní - okamžité spojení zůstane. To vše je skvělé pro okamžité cestování vesmírem. Ale co načasování? A tady začínají hrát zákony zvláštní relativity.
Podle zákona speciální relativity stacionární a pohyblivé části stárnou různě.
Pokud cestujete blízko rychlosti světla, zažijete jev známý jako časová dilatace. Váš pohyb v prostoru a pohyb v čase jsou spojeny rychlostí světla: čím rychleji se pohybujete v prostoru, tím pomalejší v čase. Představte si, že máte cíl 40 světelných let daleko a můžete cestovat neuvěřitelnou rychlostí: více než 99,9% rychlosti světla. Pokud nastoupíte na loď, cestujete do hvězdy téměř rychlostí světla, pak se zastavte, otočte se a vraťte se na Zemi, objeví se něco zvláštního.
Propagační video:
Vzhledem ke zpomalení času a zkrácení délky se můžete do cíle dostat za pouhých rok a pak se vrátit v dalším roce. Ale na Zemi uplyne 82 let. Každý, koho znáte, zestárne. Takto je fyzicky možné cestovat v čase: cestujete do budoucnosti a cestování v čase bude záviset pouze na vašem pohybu ve vesmíru.
Je možné cestování časem? S červí dírou dostatečně velkou, například vytvořenou dvěma superhmotnými černými dírami (pozitivní a negativní masy a energie), bychom mohli vyzkoušet.
Pokud postavíte červí díru, jako je ta, kterou jsme popsali výše, příběh se změní. Představte si, že jeden konec červí díry bude nehybný, například někde poblíž Země, zatímco druhý bude cestovat rychlostí blízkou světlu. Po roce rychlého pohybu jednoho z konců červí díry jím projdete. Co se stane dál?
Rok bude pro každého jiný, zvláště pokud se každý pohybuje v čase a prostoru jinak. Pokud mluvíme o stejných rychlostech jako dříve, bude „pohyblivý“konec červí díry stárnout 40 let, ale „klidný“konec - pouze 1 rok. Vstoupit na relativistický konec červí díry a dostat se na Zemi pouze rok po vytvoření červí díry a vy sami stárnete 40 let.
Pokud před 40 lety někdo vytvořil takovou spletitou červí díru a poslal je na podobnou cestu, mohl by do jednoho z nich vstoupit dnes, v roce 2017, a odcestovat do roku 1978. Jediným problémem je, že vy sami jste nemohli být na tomto místě v roce 1978; museli jste být na jednom konci červí díry nebo cestovat vesmírem, abyste to dohonili.
Warp cestování, jak je vidět NASA. Pokud vytvoříte červí díru mezi dvěma body ve vesmíru, aby se jedna díra pohybovala relativisticky vůči druhému, pozorovatelé, kteří jimi procházejí, by stárli jinak.
A mimochodem, tato forma cestování časem také zakazuje dědeček paradox! I kdyby červí díra byla vytvořena před počátkem tvých rodičů, nebylo možné, aby ses objevil na druhém konci červí díry dostatečně brzy na to, abys mohl cestovat zpět v čase a najít svého dědečka před tím rozhodujícím okamžikem. V nejlepším případě byste mohli vzít svého novorozeného otce a matku na palubu lodi, dohonit druhý konec červí díry, nechat je zrát, stárnout, otěhotnět a pak cestovat zpět červí dírkou sami. Pak se se svým dědečkem setkáte v jeho nejlepší pozici, ale technicky to bude asi v době, kdy se rodiče narodili.
Vesmír dává volnou ruku na ty neobvyklé věci. Obzvláště pokud ve vesmíru skutečně existuje negativní hmota a energie a lze je ovládat. Ale cestování zpět v čase je něco neobvyklého. Kvůli zvláštnostem zvláštní i obecné relativity nemusí být cestování časem do minulosti možné pouze v beletrii.