Τρίτη, 20 Απριλίου 2010

Οι χρονομηχανές και η ιστορία τους


Το όνειρο για ένα ταξίδι στο χρόνο, στο παρελθόν ή στο μέλλον, είναι πιθανόν τόσο παλιό όσο και η ανθρώπινη φαντασία.
Όταν ο H.G. Wells δημοσίευσε το 1895 τη ‘Μηχανή του Χρόνου’, την αποκάλεσε ‘επιστημονικό ρομάντζο’, επειδή κανείς δεν ήξερε εάν το ταξίδι στο χρόνο ήταν πιθανό.
Περίπου 10 χρόνια αργότερα, ο Albert Einstein θα παρουσίαζε τη θεωρία του για την ειδική σχετικότητα και μέρος της ερώτησης θα έπαιρνε τελικά απάντηση.

Μία από τις προβλέψεις του Einstein, που πλέον έχει επαληθευτεί από αμέτρητα πειράματα, μπορεί να περιγραφτεί καλύτερα με την παραβολή των διδύμων. Ό ένας από τους δίδυμους μένει στη Γη, ενώ ο άλλος κάνει μια βόλτα στο εξωτερικό διάστημα, ταξιδεύοντας για 10 χρόνια όπως μετριούνται από αυτόν που παραμένει στη Γη - με μια ταχύτητα που πλησιάζει αυτήν του φωτός. Όταν ο δίδυμος επιστρέφει, ανακαλύπτει ότι ο αδελφός του έχει γεράσει κατά 10 χρόνια, ενώ ο ίδιος μόλις που έχει σημάδια ότι πέρασε χρόνος από πάνω του. Ταξίδευσε δηλαδή, 10 χρόνια στο μέλλον.



Αυτή είναι η δράση της διαστολής του χρόνου σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα και παρόλο που είναι πιο σημαντική όταν εμπλέκονται υπερβολικά μεγάλες ταχύτητες, συμβαίνει γύρω μας όλη την ώρα. Καθώς κινούμαστε ο ένας σε σχέση με τον άλλο, όλοι μας ταξιδεύουμε στο μέλλον σε διαφορετικούς βαθμούς. Οι διαφορές βέβαια είναι πολύ μικρές, αλλά υφίστανται. Το ταξίδι στο μέλλον είναι κάτι που δεν μπορούμε να αποφύγουμε, μία συνέπεια της δομής του σύμπαντος.

Το ταξίδι στο παρελθόν, ή το να επιστρέψει κανείς από ένα ταξίδι στο μέλλον, αποτελεί μια πιο προκλητική υπόθεση. Μέχρι πριν από μερικές δεκαετίες το όλο θέμα άνηκε στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας. Στην ουσία, η έναρξη της πρώτης σοβαρής και επίμονης έρευνας οφείλεται σε μία σχετική ερώτηση που προήλθε από έναν πρωτοπόρο συγγραφέα της επιστημονικής φαντασίας.

Το 1985 ο αστρονόμος Carl Sagan εργαζόταν επάνω στο σενάριο της νουβέλας του 'Επαφή'. Η ηρωίδα του βιβλίου θα έπρεπε να κάνει μία αστραπιαία διαστρική μετάβαση και εφόσον ο Sagan ήθελε να συμφωνεί η ιστορία του με τη φυσική, ζήτησε τη συμβουλή του φίλου του Kip Thorne, που ήταν θεωρητικός φυσικός στο ινστιτούτο τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech). Ο Thorne πρότεινε τη χρήση μιας 'σκουληκότρυπας', μια πρόβλεψη της θεωρίας του Einstein, που αντιπροσωπεύει ένα υποθετικό τούνελ που παρακάμπτει τον χωρόχρονο και που αποτελεί δημοφιλές στοιχείο ανάμεσα στους θιασώτες της επιστημονικής φαντασίας. Ο Sagan θεώρησε καθήκον του να ενσωματώσει την πρόταση στην ιστορία του.

Το ίδιο χρόνο, ο Thorne διαπίστωσε πως εάν αντιμετωπίσει κανείς τα δύο στόμια της σκουληκότρυπας με τον ίδιο τρόπο που ισχύει για την παραβολή των διδύμων, κρατώντας το ένα στόμιο σταθερό και μετακινώντας το άλλο σε μια ταχύτητα που πλησιάζει αυτήν του φωτός και μετά επιστρέφοντάς το στην εγγύτητα του σταθερού στομίου, θα μπορούσε να κατασκευάσει μια χρονομηχανή. Εάν το κινητό στόμιο ταξίδευε για 10 χρόνια, όπως μετριέται από το σταθερό, τότε ο Thorne θα μπορούσε να πηδήξει μέσα στο κινητό στόμιο και να εμφανιστεί μέσα από το σταθερό, 10 χρόνια πίσω στο παρελθόν.

Οι φυσικοί είναι ιδιαίτερα επιφυλακτικοί με το θέμα του ταξιδιού στο χρόνο, θεωρώντας το επιστημονική φαντασία. Αλλά η εργασία του Thorne αποτελούσε μια έγκριση για να το αντιμετωπίσει κανείς σοβαρά και ξαφνικά εμφανίστηκε ένας χείμαρρος από επιστημονικά συγγράμματα, πολλά από τα οποία δημοσιεύτηκαν στα πιο έγκριτα επιστημονικά περιοδικά. Μέχρι τα μέσα του 1990 υπήρχαν τουλάχιστον μισή ντουζίνα ιδέες αναφορικά με άλλους τρόπους στρέβλωσης και αναδίπλωσης του χωροχρόνου, σαν ένα χάρτινο οριγκάμι.

Όλες αυτές οι σκέψεις ήταν βασικά θεωρητικές, κανείς δεν είχε κατασκευάσει μια χρονομηχανή στη βάση αυτών των θεωριών. Ένας λόγος ήταν πως στις περισσότερες περιπτώσεις, τα σχέδια απαιτούσαν ένα είδος αντιβαρύτητας, που καλείται αρνητική ενέργεια, ώστε να διατηρήσει την αναδίπλωση του χώρου και του χρόνου. Η αρνητική ενέργεια είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να παραχθεί στις αναγκαίες ποσότητες. Ακόμα όμως, η ιδέα του ταξιδιού στο χρόνο, απολάμβανε σοβαρής αντιμετώπισης.

Φυσικά, δεν χαρακτηριζόταν όλη αυτή η προσοχή του επιστημονικού κόσμου από ενθουσιασμό. Ο Stephen Hawking, για παράδειγμα, υπέθεσε πως για κάποιον μέχρι στιγμής άγνωστο μηχανισμό, η φύση εμποδίζει το ταξίδι πίσω στο χρόνο. Μια επίμονη δυσκολία ήταν το λεγόμενο 'παράδοξο του παππού': εάν κανείς ταξιδεύσει πίσω στο χρόνο και σκοτώσει τον παππού του, τότε καθιστά αδύνατη τη γέννησή του. Αλλά εάν δεν έχει γεννηθεί, πως θα μπορέσει να ταξιδεύσει πίσω στο παρελθόν και να σκοτώσει τον παππού του;

Ο γεννημένος στη Ρωσία φυσικός Igor Novikov, ενθουσιώδης ερευνητής στο αντικείμενο του ταξιδιού στον χρόνο, πρότεινε πως το παράδοξο δεν έχει εφαρμογή διότι ο χωρόχρονος είναι πιθανότατα συνεπής στον εαυτό του. Αυτό σημαίνει, ότι μπορεί κανείς να ταξιδεύσει πίσω στο χρόνο και κατά κάποιο τρόπο να αναμειχθεί σε ένα παρελθόν του οποίου ήταν μέρος, αλλά δε θα μπορέσει να σκοτώσει τον παππού του, ακριβώς επειδή δεν τον είχε σκοτώσει ποτέ.

Ο Novikov επίσης, είχε αφιερώσει πολύ σκέψη στο άλλο αίνιγμα του ταξιδιού στο χρόνο, το αποκαλούμενο 'bootstrap paradox': Αν υποθέσουμε πως κάποιος ταξιδεύει στο 2009 και βρίσκει το σχέδιο για μια αυτοκίνητη μηχανή που λειτουργεί με μηδενικές εκπομπές και γυρίζει πάλι πίσω στο 2008 να κατοχυρώσει την πατέντα. Ας υποθέσουμε επίσης, πως η πατέντα κατοχυρώνεται επάνω στο σχέδιο που βρέθηκε το 2009. Αναδύεται η προφανής ερώτηση: ποιος θα είχε εφεύρει τη μηχανή μηδενικής εκπομπής; Η απάντηση είναι, πως κανένας δε θα την είχε εφεύρει. Το σχέδιο θα είχε δημιουργηθεί ουσιαστικά από το τίποτα, θα ήταν δείγμα της γενναιοδωρίας της χρονομηχανής και πιθανόν, θα αποτελούσε ένα στολίδι σε μια συλλογή ευφυέστατων νομικών κανόνων, που δεν έχουν ακόμα συνταχθεί.

Ο βρετανός φυσικός David Deutsch, εφαρμόζοντας την ερμηνεία της κβαντομηχανικής που αφορά στα πολλαπλά σύμπαντα, πιστεύει πως το οπισθόδρομο ταξίδι στο χρόνο θα απαιτούσε το ταξίδι σε κάποιο άλλο, παράλληλο σύμπαν, κάποιο στο οποίο θα μπορούσε κανείς να σκοτώσει τον παππού του και όπου συνεπώς δε θα μπορούσε να γεννηθεί ποτέ. Μέσω της χρονομηχανής, ο θύτης θα μετακινούνταν από το δικό του σύμπαν και θα επισκεπτόταν ένα άλλο, παράλληλο.

Η ιδέα αυτή έχει μερικές ενδιαφέρουσες επιπλοκές. Ο Deutsch πρότεινε πως ένας από τους λόγους που δεν έχουμε ακόμα ανιχνεύει εξωγήινους πολιτισμούς, θα μπορούσε να είναι ότι με τη χρήση χρονομηχανών, έφυγαν από αυτό το σύμπαν, γιατί προτίμησαν να ζήσουν σε κάποιο άλλο.

Αφήνοντας κατά μέρους τις φιλοσοφικές και μεταφυσικές ερωτήσεις, ακριβώς πόσο ρεαλιστική είναι η φυσική του ταξιδιού πίσω στο χρόνο; Κάθε ένα από τα διάφορα σχήματα για την κατασκευή μια χρονομηχανής δημιουργεί ένα πεδίο όπου είναι πιθανό το ταξίδι στο παρελθόν και το διαχωρίζει από το πεδίο όπου το ταξίδι αυτό θα ήταν απίθανο. Το όριο μεταξύ των δύο αυτών πεδίων, ο 'χρονολογικός ορίζοντας', έχει παραμείνει ένα μυστήριο, εν μέρει επειδή η φύση του εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του χωροχρόνου στις όσο το δυνατόν μικρότερες κλίμακες.

Έχουμε, στην καλύτερη περίπτωση, μια θολή κατανόηση αυτών των κλιμάκων, και δε θα έχουμε μια πραγματική κατανόηση μέχρις ότου αναπτυχθεί μια πλήρης θεωρία της κβαντικής βαρύτητας. Αυτό είναι το 'ιερό δισκοπότηρο' της θεωρητικής φυσικής: η επονομαζόμενη 'Θεωρία των Πάντων' που θα εξάλειφε τις ανομοιότητες μεταξύ της σχετικότητας (που εξηγεί τη φύση σε μεγάλη κλίμακα, όπου η βαρύτητα παίζει πολύ σημαντικό ρόλο) και της κβαντομηχανικής (που εξηγεί τη φύση σε πολύ μικρή κλίμακα, όπου οι κβαντικές δράσεις είναι πολύ σημαντικές).

Κάποιοι φυσικοί πιστεύουν πως απέχουμε από τη θεωρία των πάντων μόνο 10 χρόνια, άλλοι θεωρούν πως είμαστε ακόμα πολύ μακριά. Για την ώρα λοιπόν, η ερώτηση σχετικά με το εάν είναι εφικτό το ταξίδι στο χρόνο, έχει τεθεί σε αναμονή.

Η πρόσφατη (και σίγουρα προσωρινή) άρνηση ενδιαφέροντος για το ταξίδι στο παρελθόν αποτελεί θέση πολλών φυσικών, που ισχυρίζονται ότι η εργασία σε λιγότερο φαντασμαγορικά πεδία θα μπορούσε να αποφέρει πολύ μεγαλύτερο κέρδος. Ο φυσικός από τη Νέα Ζηλανδία Matt Visser, που ο ίδιος έχει κατασκευάσει έναν αριθμό θεωρητικών χρονομηχανών, αποκαλεί αυτή τη θέση υπερβολικά προσεκτική και 'βαρετή'.

Πάνω από δύο δεκαετίες μετά από τον πρώτο σπόρο που έριξαν ο Sagan και ο Thorne, δεν γνωρίζουμε ακόμα εάν το ταξίδι στο χρόνο είναι εφικτό. Αλλά ένα πράγμα είναι σίγουρο: Ακόμα και ως ιδέα, είναι κάτι το αφάνταστα συναρπαστικό.


Δεν υπάρχουν σχόλια:

LinkWithin

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...