Ce spun oamenii de ştiinţă despre călătoria în timp?

Mai mult chiar, teoria relativităţii enunţată de celebrul Albert Einstein a pus bazele unor principii care, teoretic, fac posibilă această călătorie fantastică.

După cum a demonstrat fizicianul într-o lucrare publicată în anul 1905, spaţiul şi timpul sunt legate între ele. Charles Liu, astrofizician la City University of New York, explică: „spaţiul şi timpul formează un continuum spaţiu-timp care este un fel de ţesătură cu patru dimensiuni”.

• Exoplaneta Trappist-1 b ar putea avea atmosferă, dezvăluie Telescopul Webb
• Inima celei mai vulcanice lumi din Sistemul Solar este mai solidă decât s-a crezut

Un obiect care are masă, indiferent dacă este un om, o stea sau o planetă, va deforma această ţesătură, o va face să se curbeze într-o oarecare măsură, iar obiectele se vor mişca astfel pe o traiectorie uşor curbată. Această curbare a continuumului spaţiu-timp este numită gravitaţie.

Prin urmare, călătoria în timp înseamnă de fapt o călătorie în cea de-a patra dimensiune a spaţiului, precizează fizicianul Stephen Hawking, unul dintre savanţii care cred că la un moment dat călătoria în timp va fi posibilă.

Spaţiul nostru, cel care are trei dimensiuni (lungime, lăţime, înălţime) poate avea scurtături între anumite puncte, care uşurează călătoria. Oare există asemenea scurtături şi în timp, pentru a putea ajunge dintr-un punct al timpului într-un alt punct, din trecut sau viitor?

Paradoxul călătoriei în trecut

Stephen Hawking spune că da, este posibil, iar aceste scurtături (teoretice) se numesc găuri de vierme. Sunt asemeni unor tuneluri şi există pretutindeni, doar că sunt extrem de mici, imposibil de detectat. Existenţa lor este prezisă de teoria relativităţii a lui Einstein.

Găurile de vierme sunt scurtături (teoretice) care leagă două puncte foarte îndepărtate în spaţiu sau două puncte diferite în timp    (Foto: Shuttterstock)

Gările de vierme se formează în cele mai mici goluri, crevase din timp, numite „spumă cuantică”, mult mai mici decât un atom. Aici aceste tuneluri minuscule apar, dispar şi reapar, unind două locuri sau timpuri diferite din lumea cuantică.

Teoretic, aceste tuneluri ar putea fi extinse la un moment dat, cu ajutor unei tehnologii superioare, astfel ca un om să poată trece prin ele.

Dacă am reuşi acest lucru, spune Hawking, am putea călători pe distanţe incredibile, spre alte planete, sau în timp, ca să vedem cum arăta planeta noastră pe vremea dinozaurilor. Dar ideea călătoriei în trecut dă naştere la multe paradoxuri imposibil de rezolvat.

Cel mai cunoscut este Paradoxul Bunicului: cineva călătoreşte în trecut şi îşi ucide bunicul înainte ca acesta să-l conceapă pe cel care avea să-i fie tată. Prin urmare, persoana care s-a întors în timp nu ar avea cum să existe, să se întoarcă în timp şi să-şi ucidă bunicul.

Hawking cred că oricum aceste găuri de vierme, dacă ar putea fi mărite suficient pentru a permite călătoria în timp, nu ar rezista destul de mult. Ele ar fi distruse de radiaţia naturală care va intra prin ele.

De asemenea, savantul spune că o călătorie în trecut nu ar fi posibilă, din cauza acestor paradoxuri, dar o călătorie în viitor ar putea deveni cândva realitate.

Cum am putea călători în viitor?

Ca să explice ideea călătoriei în viitor, Hawking face referire la o altă ipoteză desprinsă tot din teoria relativităţii a lui Einstein – dilatarea timpului. Conform acesteia, timpul curge diferit în locuri diferite. Astfel, un ceas aflat în mişcare va măsura timpul diferit faţă de unul care staţionează.

Fenomenul a fost observat şi datorită Staţiei Spaţiale Internaţionale, unde ceasurile merg puţin mai încet decât cele de pe Pământ. Asta deoarece Staţia Spaţială se află în mişcare pe orbita planetei.

La bordul Staţiei Spaţiale Internaţionale timpul curge mai încet decât pe Pământ    (Foto: Shutterstock)

Dus la extrem, fenomenul explică situaţia ciudată în care s-ar găsi un astronom care revine pe Terra după ani de zile petrecuţi în spaţiu, unde s-a deplasat mereu cu o viteză apropiată de viteza luminii şi care observă că fratele său geamăn, rămas pe Pământ, a îmbătrânit foarte mult în comparaţie cu el. Cu cât viteza de deplasare este mai mare, cu atât timpul va curge mai încet.

Desigur, în acest caz diferenţa nu este mare, ceasurile de pe Staţia Spaţială Internaţională merg cu doar 0.0000000014% mai încet.

Şi gravitaţia are un efect puternic asupra timpului. Conform Teoriei Generale a Relativităţii a lui Einstein, formulată în anul 1915, ceasurile vor merge mai încet într-un câmp gravitaţional puternic.

De exemplu, un obiect foarte masiv, cum este o gaură neagră, va avea o gravitaţie foarte puternică şi va încetini foarte mult trecerea timpului, devenind practic un fel de maşină a timpului naturală. La fel, un ceas aflat pe Soare va merge mult mai încet ca unul de pe Pământ, pentru că acolo gravitaţia este mult mai mare.

Gaura neagră este un obiect masiv, cu o gravitaţie aşa de puternică încât timpul curge mult mai încet în apropierea lui    (Foto: Shutterstock)

Deci, teoretic, un echipaj de astronomi care ar da ocol unei găuri negre masive timp de 8 ani şi s-ar întoarce pe Terra ar observa că aici oamenii au îmbătrânit de 2 ori mai mult ca ei. Totuşi, nici această metodă de călătorie în timp nu este avantajoasă, pentru că o gaură neagră este foarte periculoasă.

În plus, permite doar călătoria în viitor, iar diferenţa de timp nu este extrem de mare, ea încetinind doar la jumătate curgerea timpului.

Practic, cea mai bună soluţie pentru a călători în timp – dar numai în viitor – este să te deplasezi cu o viteză foarte, foarte mare, spune Stephen Hawking.

Legile fizicii stabilesc o viteză limită, dincolo de care nu se poate accelera – viteza luminii, mai exact 299.792.458 m/s. Dar pentru a călători în timp viteza luminii nu trebuie neapărat depăşită, este suficient ca o navă spaţială sau un tren să poată atinge o viteză apropiată de aceasta.

De exemplu, într-un tren care ar înconjura Pământul de 7 ori pe secundă, timpul va curge foarte încet comparativ cu restul planetei.

Este acelaşi fenomen care are loc în apropierea unei găuri negre. Explicaţia este aceasta: natura împiedică orice obiect să depăşească viteza luminii.

Dacă un tren ar atinge 99,99% din viteza luminii, pentru oamenii de la bord o zi va însemna un an pentru cei aflaţi în exterior    (Foto: Shutterstock)

Astfel, dacă un copil ar începe să alerge într-un tren care merge aproape de viteza luminii, atunci cele două viteze s-ar aduna şi s-ar putea depăşi viteza luminii. Dar acest lucru nu se va întâmpla însă niciodată, pentru că în tren timpul a încetinit.

Chiar dacă viteza luminii nu poate fi atinsă sau depăşită, această idee oferă posibilitatea călătoriei în timp. Dacă trenul nostru fictiv a înconjurat planeta timp de 100 de ani, pentru pasagerii de la bord vor trece doar 7 zile, datorită încetinirii timpului. Astfel, când trenul lor se va opri, ei vor fi ajuns cu 100 de ani în viitor. 100 de ani fără 7 zile, mai exact.

Cum ar funcţiona o navă spaţială care ar călători în timp?

Deocamdată nu putem construi un tren care să atingă o asemenea viteză, dar există un aparat care poate: acceleratorul de particule de la CERN din Geneva.

Aici, în interiorul unui tunel subteran, particulele sunt accelerate aproape de viteza luminii. Când ating 99,99% din viteza luminii, aceste particule călătoresc în timp, iar savanţii au înţeles asta pentru că pi-mesonii analizaţi de ei trăiesc în mod normal doar 25 de miliardimi de secundă.

Dar, dacă sunt accelerate la viteza maximă însă, particulele rezistă de 30 de ori mai mult. Iată de ce Hawking este convins că vom putea călători în timp doar cu o navă spaţială care să meargă foarte repede. De 2.000 de ori mai repede ca Apollo 10, cea mai rapidă navă construită vreodată. Iar pentru asta ar trebui ca naveta să fie foarte mare, ca să poată căra o cantitate uriaşă de combustibil.

Nu va fi deloc simplu. După 2 ani de la pornirea motoarelor, nava va atinge doar 90% din viteza luminii şi abia după 4 ani de la lansare va începe să călătorească în timp. Atunci, o oră pe această navă va însemna două ore pe Pământ.

După alţi 2 ani, nava va atinge limita maximă de viteză, 99% din viteza luminii. În acest moment, o singură zi la bord va însemna un an de zile pe Terra. Viteza extremă ne va da ocazia de a călători nu doar în timp, ci şi pe distanţe foarte mari. Astfel, am ajunge la marginea galaxiei în doar 80 de ani.

Chiar dacă în prezent călătoria în timp rămâne un vis frumos, pe viitor dezvoltarea tehnologiei ar putea transforma în realitate această idee îndrăzneaţă. Aşa cum s-a întâmplat şi cu alte invenţii prezentate mai întâi în cărţile şi filmele science-fiction.

Surse: Hawking.org, Live Science, Space.com, Nature.com, USA Today