Călătoria în timp a fost mult timp respinsă ca fiind imposibilă din cauza infamului „paradox al bunicului”. Această enigma întreabă ce s-ar întâmpla dacă cineva ar călători înapoi în timp și și-ar omorî bunicul, împidicându-l astfel să aibă copii, ștergând, practic, astfel însăși existența călătorului în timp.
Totuși, este posibil ca un nou studiu să fi rezolvat această problemă, scrie Live Science.
Combinând relativitatea generală, mecanica cuantică și termodinamica, studiul demonstrează că o călătorie în timp ar putea fi fezabilă fără a duce la aceste contradicții logice.
Fizica buclelor de timp
Înțelegerea noastră de zi cu zi a timpului își are rădăcinile în fizica newtoniană, unde evenimentele progresează liniar din trecut spre viitor. Dar teoria generală a relativității a lui Einstein, finalizată în 1915, contestă această presupunere intuitivă.
Ea dezvăluie că țesătura spațiu-timpului se poate comporta în moduri care sfidează bunul simț, așa cum demonstrează fenomene precum găurile negre. Una dintre cele mai fascinante predicții ale sale este existența potențială a curbelor închise asemănătoare timpului - căi prin spațiu-timp care se întorc pe ele însele, permițând, teoretic, unui călător să revizuiască trecutul.
„În relativitatea generală, toate formele de energie și impuls acționează ca surse de gravitație – nu masa”, a declarat autorul studiului Lorenzo Gavassino, fizician la Universitatea Vanderbilt, pentru Live Science.
Aceasta înseamnă că, dacă materia se rotește, poate „trage” spațiul-timp odată cu ea. În timp ce acest efect este neglijabil asupra planetelor și stelelor, ce se întâmplă dacă întregul univers s-ar roti?
Într-un univers în care toată materia se rotește, spațiul-timp ar putea deveni atât de deformat încât timpul se întoarce efectiv înapoi pe sine, formând o buclă.
O navă spațială care călătorește de-a lungul unei astfel de bucle ar putea, teoretic, să revină la punctul său de plecare, nu doar în spațiu, ci și în timp. În timp ce universul nostru în ansamblu nu pare să se rotească în acest fel, masele care se rotesc - cum ar fi găurile negre - pot produce efecte similare, creând medii potențiale pentru curbe închise asemănătoare timpului.
Paradoxurile călătoriei în timp
Una dintre cele mai mari provocări pentru călătoria în timp constă în paradoxurile pe care le creează. ”Paradoxul bunicului” este doar un exemplu. Aceste probleme apar deoarece presupunem că legile termodinamicii, legile care guvernează căldura și energia, ar funcționa normal pe o buclă de timp.
„De fapt, legea creșterii entropiei – o mărime termodinamică care măsoară gradul de dezordine într-un sistem – este singura lege a fizicii care face distincția între trecut și viitor”, a spus Gavassino. „Din câte știm, entropia este singurul motiv pentru care ne amintim evenimentele trecute și nu le putem prezice pe cele viitoare”.
Entropia guvernează multe dintre experiențele noastre zilnice, de la modul în care corpurile noastre îmbătrânesc, până la modul în care procesăm amintirile. Chiar și acțiunile simple, cum ar fi mersul pe jos, se bazează pe frecare, care în sine crește entropia. Deci, cum s-ar comporta aceste procese într-o buclă de timp?
O soluție cuantică la paradoxuri
Cercetarea lui Gavassino, publicată pe 12 decembrie 2024 în revista Classical and Quantum Gravity, oferă o soluție intrigantă. Inspirându-se din munca fizicianului Carlo Rovelli, el a demonstrat că comportamentul termodinamicii se schimbă fundamental pe o curbă închisă asemănătoare timpului. Pe o astfel de buclă, apar fluctuații cuantice care pot șterge entropia - un proces fundamental diferit de ceea ce trăim în viața de zi cu zi.
Aceste fluctuații ar putea avea efecte dramatice asupra unui călător în timp. De exemplu, pe măsură ce entropia scade, amintirile unei persoane ar putea dispărea, iar îmbătrânirea s-ar inversa.
"Creșterea entropiei este motivul pentru care murim. Ce se întâmplă când inversezi moartea?", se întrebă Gavassino.
Acest fenomen ar putea face chiar și evenimente ireversibile, cum ar fi uciderea bunicului, temporare într-o buclă de timp, anulând cu totul paradoxul.
„Cei mai mulți fizicieni și filozofi din trecut au susținut că, dacă există călătorii în timp, natura va găsi întotdeauna o modalitate de a preveni situațiile contradictorii”, a spus Gavassino.
„A fost introdus un „principiu al auto-consecvenței”, sugerând că totul ar trebui să se alinieze pentru a crea o poveste coerentă din punct de vedere logic, mecanică – fără postulate suplimentare sau presupuneri controversate – și a demonstrat că autoconsistența istoriei decurge în mod natural din legile cuantice”.
Implicații teoretice și practice
În timp ce descoperirile lui Gavassino oferă un cadru teoretic convingător pentru călătoria în timp, întrebarea rămâne: curbele închise asemănătoare timpului există cu adevărat în universul real?
Majoritatea fizicienilor sunt sceptici. În 1992, Stephen Hawking, de exemplu, a propus o „conjectură de protecție cronologică”, sugerând că legile fizicii ar putea împiedica în primul rând formarea buclelor de timp. Acest lucru ar putea implica devenirea spațiu-timp singular – sau defalcarea – chiar înainte ca o buclă să poată fi stabilită.
Totuși, opera lui Gavassino este valoroasă pentru a depăși limitele înțelegerii noastre.
„Ceea ce mi se pare interesant la acest subiect este modul în care ne obligă să ne gândim la rolul entropiei în generarea experienței noastre cu universul, care este probabil subiectul meu preferat din toată fizica”, a spus Gavassino.
Chiar dacă buclele de timp nu există, înțelegerea și modelarea lor ar putea oferi perspective asupra fenomenelor reale. De exemplu, explorarea modului în care entropia reală evoluează și se comportă de-a lungul unei traiectorii închise la scară subatomică ar putea oferi perspective fascinante asupra comportamentului sistemelor subatomice și asupra termodinamicii acestora.