Τα ανέφικτα ταξίδια στον ποταμό του χρόνου

Η άπιαστη ταχύτητα του φωτός αποκλείει τις επισκέψεις στο παρελθόν

Γράφει ο ΣΠΥΡΟΣ ΜΑΝΟΥΣΕΛΗΣ - enet.gr

Τα ταξίδια στον χρόνο, ενώ περιγράφονται τόσο ρεαλιστικά στις ταινίες του Χόλιγουντ και στα διηγήματα επιστημονικής φαντασίας, ίσως τελικά αποδειχτούν ανέφικτα στην πράξη. Οι πολυπόθητες επισκέψεις μας στο απώτερο μέλλον ή στο παρελθόν φαίνεται πως τελικά σκοντάφτουν όχι μόνο σε τεχνολογικά εμπόδια αλλά και σε ανυπέρβλητες φυσικές απαγορεύσεις.

Καθημερινά παραπονιόμαστε ότι «δεν έχουμε χρόνο» ή πως ο χρόνος «ρέει», «κυλά» και «φεύγει» ασταμάτητα, χωρίς ποτέ να προσδιορίζουμε επακριβώς τι είδους «πράγμα» είναι αυτό που αδιάκοπα κυλά και μας διαφεύγει ή, έστω, ποιος ή τι καταμετρά την αδιάκοπη ροή του.
Ο «χρόνος» ήταν και παραμένει το πιο φευγαλέο, σκοτεινό και άπιαστο αντικείμενο της ανθρώπινης σκέψης - φυσικής και μεταφυσικής! Συνεπώς, θα έπρεπε να θεωρούνται μάλλον προφανείς οι λόγοι που εμποδίζουν τον υπερτεχνολογικό πολιτισμό μας να σχεδιάσει, πόσω δε μάλλον να κατασκευάσει, πραγματικές μηχανές του χρόνου.
Ο σχετικιστικός χρόνος
Οταν κάποτε ρώτησαν τον Αϊνστάιν «τι είναι ο χρόνος;», αυτός απάντησε χωρίς περιστροφές: «ό,τι μετράνε τα ρολόγια μας». Με αυτήν την προκλητική δήλωση ο μεγάλος ανανεωτής των κλασικών εννοιών του χώρου και του χρόνου στη φυσική ήθελε να υπογραμμίσει ότι, για τη σύγχρονη φυσική, ο χρόνος δεν είναι «κάτι τι» που μπορεί να συλληφθεί ανεξάρτητα από τον τρόπο που τον μετράμε, δηλαδή ανεξάρτητα από το πώς καταγράφουμε την παρουσία του.
Πράγματι, ο αντικειμενικός φυσικός χρόνος, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει ποτέ τίποτα νέο. Οπως το έθεσε ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφεαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό...».
Με άλλα λόγια, ο υποκειμενικός χρόνος που βιώνουν οι άνθρωποι, για τον Νεύτωνα (αλλά και την κλασική επιστήμη συνολικά), είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο. Αποψη που, παραδόξως, συμμερίζεται και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» του απόλυτου χρόνου στη σύγχρονη φυσική.
Οπως θα εκμυστηρευθεί ο ίδιος ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και σε μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση»! Για τον πατέρα της θεωρίας της σχετικότητας ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία επιπλέον μαθηματική παράμετρος στην περιγραφή του φυσικού κόσμου. Τίποτα περισσότερο από μία διάσταση στο ενοποιημένο τετραδιάστατο συνεχές που σήμερα ονομάζεται «χωρόχρονος».
Και τα ταξίδια στον χρόνο; Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της σχετικότητας, κανένα ταξίδι στο παρελθόν δεν είναι επιτρεπτό και αυτό γιατί κανένα γνωστό υλικό αντικείμενο δεν μπορεί να ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός ή ταχύτερα. Οσο για τα ταξίδια στο μέλλον, αυτά είναι ίσως εφικτά επειδή προβλέπονται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας.
Χωρίς να παραβιάζει το αξίωμα της μη υπέρβασης της ταχύτητας του φωτός, ένα υλικό αντικείμενο μπορεί να ταξιδεύει στον χρόνο «απλώς» εκμεταλλευόμενο τις παραμορφώσεις ή τις καμπυλώσεις του χωροχρόνου. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιεί τις μαύρες τρύπες ως χωροχρονικές παρακαμπτηρίους που ενώνουν δύο αρκετά απομακρυσμένα σημεία στον χώρο και άρα στον χρόνο. Η μεγάλη μάζα των μαύρων τρυπών μεταβάλλει ή ακριβέστερα στρεβλώνει τη γεωμετρία του χωροχρόνου, επιτρέποντας έτσι σε δύο πολύ απομακρυσμένα σημεία να συμπίπτουν χωροχρονικά και να επικοινωνούν. Τέτοια «τούνελ» στον χωροχρόνο οι φυσικοί τα αποκαλούν «σκουληκότρυπες» και ορισμένοι εικάζουν ότι ίσως κάποτε αποδειχτούν το κλειδί για την επίτευξη ταξιδιών στον χρόνο.
Βέβαια, όπως έγινε σύντομα σαφές, η καθαρά υποθετική δυνατότητα διέλευσης των μελλοντικών χρονομηχανών μέσα από τέτοιες «τρύπες» του χωροχρόνου θα ήταν κάθε άλλο παρά ασφαλής και ανώδυνη για τους επίδοξους χρονοταξιδευτές. Ακόμη κι αν υποθέσουμε ότι η χρονομηχανή μας θα μπορούσε σχετικά εύκολα να βρει την είσοδο μιας τέτοιας σκουληκότρυπας, πολύ δύσκολα θα έβλεπε την έξοδο από αυτήν: θα ήταν μάλλον απίθανο να καταφέρει να τη διανύσει χωρίς να καταστραφεί.
Το φράγμα του φωτός
Πώς όμως η ταχύτητα του φωτός σχετίζεται με τη δυνατότητα ταξιδιών στον χρόνο; Το φως ταξιδεύει με ταχύτητα περίπου 300 χιλιάδων χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, για την ακρίβεια με ταχύτητα C= 299792,458 Km/s = 1.079.252.849 Km/h, διανύει δηλαδή πάνω από ένα δισεκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα!
Κατανοούμε λοιπόν γιατί είναι πολύ πιο βολικό να μετράμε τις τεράστιες αποστάσεις που υπάρχουν μεταξύ των απομακρυσμένων ουράνιων σωμάτων με «έτη φωτός». Μεταφράζουμε δηλαδή τις χωρικές αποστάσεις μεταξύ δύο ουράνιων σωμάτων σε χρόνο που απαιτείται για να τις διανύσει το φως.
Οπως ήδη αναφέραμε, η θεωρία της ειδικής σχετικότητας απαγορεύει σε οποιοδήποτε υλικό σωματίδιο (με μη μηδενική μάζα ηρεμίας) να κινείται με ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός. Κάποιοι θεωρητικοί φυσικοί υποθέτουν ότι υπάρχουν και κάποια παράδοξα «σωματίδια», τα ταχυόνια (tachyons), τα οποία κινούνται με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός. Οι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας κατέφυγαν συστηματικά στα ταχυόνια για να δημιουργήσουν αληθοφανείς ιστορίες ταξιδιών στον χρόνο.
Σήμερα ορισμένοι επιφανείς φυσικοί επιστρέφουν στην ιδέα των ταχυονίων προκειμένου να διερευνήσουν, μέσω κάποιων μη αιτιοκρατικών φυσικών μοντέλων εξήγησης, τη δυνατότητα υπέρβασης του «φράγματος του χρόνου», του ανυπέρβλητου φυσικού ορίου που η ειδική θεωρία της σχετικότητας επέβαλε το 1905 στη φυσική σκέψη.