Το ταξίδι στον χρόνο έχει από καιρό απορριφθεί ως αδύνατο, εν μέρει λόγω του διαβόητου «παράδοξου του παππού» (grandfather paradox). Το συγκεκριμένο αίνιγμα σε κάνει να αναρωτηθείς τι θα συνέβαινε αν κάποιος ταξίδευε πίσω στον χρόνο και εμπόδιζε τον παππού του να κάνει παιδιά, κάτι που θα διέγραφε, φυσικά, και την ίδια του την ύπαρξη. Ωστόσο, μια νέα μελέτη μπορεί να δίνει λύση σε αυτό το ζήτημα.

Συνδυάζοντας τη γενική θεωρία της σχετικότητας, την κβαντομηχανική και τη θερμοδυναμική, η μελέτη καταδεικνύει ότι το ταξίδι στο χρόνο μπορεί να είναι εφικτό χωρίς να οδηγεί σε αυτό το λογικό παράδοξο.

Η φυσική των χρονικών βρόχων

Η καθημερινή μας αντίληψη του χρόνου έχει τις ρίζες της στη Νευτώνεια Φυσική, όπου τα γεγονότα εξελίσσονται γραμμικά από το παρελθόν στο μέλλον. Όμως η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, που ολοκληρώθηκε το 1915, αμφισβητεί αυτή τη διαισθητική παραδοχή.

Αποκαλύπτει, μάλιστα, ότι η δομή του χωροχρόνου μπορεί να συμπεριφέρεται με τρόπους που αψηφούν την κοινή λογική, όπως αποδεικνύεται και από τις μαύρες τρύπες. Μια από τις πιο συναρπαστικές προβλέψεις της είναι η πιθανή ύπαρξη κλειστών χρονικών καμπυλών – διαδρομών μέσα στο χωροχρόνο που γυρίζουν πίσω στον εαυτό τους, επιτρέποντας θεωρητικά σε έναν ταξιδιώτη να επισκεφθεί ξανά το παρελθόν.

«Στη γενική θεωρία της σχετικότητας, όλες οι μορφές ενέργειας και ορμής λειτουργούν ως πηγές βαρύτητας – όχι μόνο η μάζα», λέει στο LiveScience ο συγγραφέας της μελέτης Lorenzo Gavassino, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt. «Αυτό σημαίνει ότι αν η ύλη περιστρέφεται, μπορεί να “τραβήξει” μαζί της και τον χωροχρόνο. Παρόλο που αυτό το φαινόμενο είναι αμελητέο στους πλανήτες και τα αστέρια, τι θα γινόταν αν ολόκληρο το σύμπαν περιστρεφόταν;»

Σε ένα σύμπαν όπου όλη η ύλη περιστρέφεται, ο χωροχρόνος θα μπορούσε να παραμορφωθεί τόσο πολύ ώστε ο χρόνος να καμπυλώνεται πίσω στον εαυτό του, σχηματίζοντας έναν βρόχο, μία χρονική λούπα. Έτσι, ένα διαστημόπλοιο που θα ταξίδευε κατά μήκος ενός τέτοιου βρόχου θα μπορούσε, θεωρητικά, να επιστρέψει στο σημείο εκκίνησής του, όχι μόνο στον χώρο αλλά και στον χρόνο.

Ενώ το σύμπαν μας – στο σύνολό του – δεν φαίνεται να περιστρέφεται με αυτόν τον τρόπο, οι περιστρεφόμενες μάζες, όπως οι μαύρες τρύπες, μπορούν να παράγουν παρόμοια αποτελέσματα, δημιουργώντας πιθανά περιβάλλοντα για «κλειστές καμπύλες» του χρόνου.

Διαβασε ακομα

Αν το αύριο έχει ήδη συμβεί και ο χρόνος είναι ψευδαίσθηση & δεν υπάρχει;

Τα παράδοξα του ταξιδιού στον χρόνο

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για το ταξίδι στο χρόνο έγκειται στα παράδοξα που δημιουργεί. Το παράδοξο του παππού είναι ένα μόνο παράδειγμα. Τα ζητήματα αυτά προκύπτουν επειδή υποθέτουμε ότι οι νόμοι της θερμοδυναμικής, οι νόμοι δηλαδή που διέπουν τη θερμότητα και την ενέργεια, θα λειτουργούσαν κανονικά σε μία χρονική λούπα.

«Στην πραγματικότητα, ο νόμος της αυξανόμενης εντροπίας – ένα θερμοδυναμικό μέγεθος που μετρά τον βαθμό αταξίας σε ένα σύστημα – είναι ο μόνος νόμος της φυσικής που κάνει διάκριση μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος», λέει ο Gavassino. «Απ’ όσο γνωρίζουμε, η εντροπία είναι ο μοναδικός λόγος που θυμόμαστε τα γεγονότα του παρελθόντος και δεν μπορούμε να προβλέψουμε τα μελλοντικά».

Η εντροπία διέπει πολλές από τις καθημερινές μας εμπειρίες, από τον τρόπο με τον οποίο γερνάει το σώμα μας μέχρι τον τρόπο με τον οποίο επεξεργαζόμαστε τις αναμνήσεις. Ακόμη και απλές ενέργειες, όπως το περπάτημα, βασίζονται στην τριβή, η οποία αυξάνει την εντροπία. Πώς θα συμπεριφέρονταν λοιπόν αυτές οι διαδικασίες σε έναν χρονικό βρόχο;

Διαβασε ακομα

Ξέχνα τις κρέμες, το μυστικό της αντιγήρανσης κρύβεται στα ταξίδια

Η κβαντική λύση

Η έρευνα του Gavassino, που δημοσιεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2024 στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity, παρέχει μια ενδιαφέρουσα λύση. Αντλώντας έμπνευση από το έργο του φυσικού Carlo Rovelli, απέδειξε ότι η συμπεριφορά της θερμοδυναμικής αλλάζει θεμελιωδώς σε μια κλειστή χρονική καμπύλη.

Συγκεκριμένα, σε έναν τέτοιο βρόχο, προκύπτουν κβαντικές διακυμάνσεις που μπορούν να διαγράψουν την εντροπία – μια διαδικασία θεμελιωδώς διαφορετική από αυτή που βιώνουμε στην καθημερινή ζωή.

Αυτές οι διακυμάνσεις θα μπορούσαν να έχουν δραματικές επιπτώσεις σε έναν ταξιδιώτη του χρόνου. Για παράδειγμα, καθώς η εντροπία μειώνεται, οι μνήμες ενός ατόμου μπορεί να εξαφανιστούν και η γήρανση να αντιστραφεί.

«Η αύξηση της εντροπίας είναι ο λόγος για τον οποίο πεθαίνουμε. Τι συμβαίνει, όμως, όταν αντιστρέφεις τον θάνατο;», αναρωτιέται ο Gavassino. Το φαινόμενο αυτό θα μπορούσε ακόμη και να καταστήσει μη αναστρέψιμα γεγονότα, όπως το να σκοτώσει κανείς τον παππού του, προσωρινά σε έναν βρόχο χρόνου, ακυρώνοντας έτσι το παράδοξο εντελώς.

«Οι περισσότεροι φυσικοί και φιλόσοφοι στο παρελθόν έχουν υποστηρίξει ότι αν υπάρχει ταξίδι στον χρόνο, η φύση θα βρίσκει πάντα έναν τρόπο να αποτρέπει αντιφατικές καταστάσεις», λέει ο φυσικός επιστήμονας και αυτό γιατί επεμβαίνει η «αρχή της αυτοσυνέπειας», η οποία υποδηλώνει ότι τα πάντα θα πρέπει να ευθυγραμμίζονται για να δημιουργήσουν μια λογικά συνεκτική ιστορία.

Η μελέτη του Gavassino παρέχει την πρώτη αυστηρή εξαγωγή αυτής της αρχής της αυτοσυνέπειας απευθείας από την καθιερωμένη φυσική, εφαρμόζοντας το τυπικό πλαίσιο της κβαντομηχανικής – χωρίς πρόσθετα αξιώματα ή αμφιλεγόμενες υποθέσεις – κάτι που του επέτρεψε να αποδείξει πως η αυτοσυνέπεια της ιστορίας προκύπτει φυσικά από τους κβαντικούς νόμους.

Διαβασε ακομα

Τι είδε να συμβαίνει στον κόσμο ο καθηγητής που έπεσε σε κώμα και ξύπνησε στο 3906

Θεωρητικές και πρακτικές επιπτώσεις

Ενώ τα ευρήματα του Gavassino προσφέρουν ένα συναρπαστικό θεωρητικό πλαίσιο για το ταξίδι στο χρόνο, το ερώτημα παραμένει: Υπάρχουν πράγματι κλειστές χρονικές καμπύλες στο πραγματικό σύμπαν;

Οι περισσότεροι φυσικοί είναι επιφυλακτικοί. Το 1992, ο Στίβεν Χόκινγκ, για παράδειγμα, πρότεινε μια «εικασία προστασίας της χρονολογίας», υπονοώντας ότι οι νόμοι της φυσικής θα μπορούσαν να εμποδίσουν τον σχηματισμό χρονικών βρόχων εξ αρχής. Αυτό, ενδεχομένως, να συνεπάγεται ότι ο χωροχρόνος θα γινόταν μοναδικός – ή θα κατέρρεε – λίγο πριν δημιουργηθεί ένας βρόχος.

Παρ’ όλα αυτά, η εργασία του Gavassino είναι πολύτιμη για να διευρύνει τα όρια της κατανόησης των επιστημόνων: «Αυτό που βρίσκω ενδιαφέρον σε αυτό το θέμα είναι ο τρόπος με τον οποίο μας αναγκάζει να σκεφτούμε το ρόλο της εντροπίας στη δημιουργία της εμπειρίας μας για το σύμπαν, το οποίο είναι ίσως το αγαπημένο μου θέμα σε όλη τη φυσική», λέει ο Gavassino.

Ακόμα και αν οι βρόχοι χρόνου δεν υπάρχουν, η κατανόηση και η μοντελοποίησή τους θα μπορούσε να προσφέρει γνώσεις σε πραγματικά φαινόμενα – ακριβώς όπως η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο η πραγματική εντροπία εξελίσσεται και συμπεριφέρεται κατά μήκος μιας κλειστής τροχιάς στην υποατομική κλίμακα θα μπορούσε να δώσει συναρπαστικές πληροφορίες για τη συμπεριφορά των υποατομικών συστημάτων και τη θερμοδυναμική τους.