Igenis létezik időutazás Einstein elmélete alapján

Még soha senki nem demonstrálta a sci-fikben látott oda-vissza időutazást, és nem javasolt olyan módszert sem, amely egy személyt jelentős időszakokon át küldhetne anélkül, hogy közben megsemmisülne. Ahogy Stephen Hawking fizikus rámutatott Fekete lyukak és bébi univerzumok című könyvében: „A legjobb bizonyítékunk arra, hogy az időutazás nem lehetséges, és soha nem is lesz az, hogy nem árasztottak el minket turistahordák a jövőből.”

A tudomány azonban támogat némi időhajlítást. Albert Einstein speciális relativitáselmélete azt állítja, hogy az idő egy illúzió, amely a megfigyelőhöz viszonyítva mozog. Egy fénysebességhez közeli sebességgel utazó megfigyelő az időt és annak minden következményét (unalom, öregedés stb.) sokkal lassabban tapasztalja, mint egy nyugalomban lévő megfigyelő. Léteznek más tudományos elméletek is az időutazásról, beleértve néhány furcsa fizikai jelenséget, amelyek a féreglyukakhoz, fekete lyukakhoz és húrelmélethez kapcsolódnak. Többnyire azonban az időutazás továbbra is a sci-fi könyvek, filmek, tévésorozatok, képregények, videojátékok és egyebek egyre növekvő tárházának területe marad.

Időutazás és a relativitáselmélet

Einstein 1905-ben dolgozta ki speciális relativitáselméletét. Későbbi bővítésével, az általános relativitáselmélettel együtt a modern fizika egyik alapvető tételévé vált. A speciális relativitáselmélet a tér és idő kapcsolatát írja le az állandó sebességgel, egyenes vonalban mozgó tárgyak esetében.

Az elmélet rövid változata megtévesztően egyszerű. Először is, mindent valami máshoz viszonyítva mérünk – vagyis nincs „abszolút” vonatkoztatási rendszer. Másodszor, a fénysebesség állandó. Ugyanaz marad függetlenül attól, hogy honnan mérjük. És harmadszor, semmi sem haladhat a fénysebességnél gyorsabban.

Ezekből az egyszerű tételekből bontakozik ki a valódi, tényleges időutazás. A nagy sebességgel utazó megfigyelő lassabban tapasztalja az időt, mint az a megfigyelő, aki nem száguld az űrben.

Kis eltérés is számít

A speciális relativitáselmélet szerint minél gyorsabban mozog egy tárgy egy másikhoz képest, annál lassabban tapasztalja az időt az első tárgy. A GPS műholdak atomóráinál ez a hatás naponta 7 mikroszekundumot, vagyis 7 milliomod másodpercet vesz el, az Amerikai Fizikai Társaság Physics Central kiadványa szerint.

Ezután, az általános relativitáselmélet szerint, a nagy gravitációs tömeg, mint a Föld központjához közelebb lévő órák lassabban ketyegnek, mint a távolabb lévők.

Tehát, mivel a GPS műholdak sokkal távolabb vannak a Föld középpontjától, mint a felszínen lévő órák, a Physics Central hozzátette, ez további 45 mikroszekundumot ad a GPS műholdak óráihoz naponta. A speciális relativitásból származó negatív 7 mikroszekundummal kombinálva a nettó eredmény 38 hozzáadott mikroszekundum.

Ez azt jelenti, hogy ahhoz, hogy fenntartsák az autód vagy telefonod – vagy, mivel a rendszert az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma működteti, egy katonai drón – helyének meghatározásához szükséges pontosságot, a mérnököknek figyelembe kell venniük a napi 38 mikroszekundumnyi többletet minden műholdnál. A fedélzeti atomórák nem váltanak át a következő napra, amíg nem jártak 38 mikroszekundummal tovább, mint a hasonló földi órák.

A szempillantás is hosszú idő

Ezen számok alapján több mint hét évbe telne, hogy egy GPS műhold atomórája annyira kiessen a szinkronból egy földi órával, amennyit egy szempillantás jelent. (Kiszámoltuk: ha egy pislogást legalább 100 000 mikroszekundumosnak becsülünk, ahogy a Harvard Hasznos Biológiai Számok Adatbázisa teszi, akkor több ezer napba telne, amíg ezek a 38 mikroszekundumos eltolódások összeadódnának.)

Ez a fajta időutazás elhanyagolhatónak tűnhet, de a modern GPS technológia hiperpontosságát tekintve valójában számít. Ha kommunikálni tud a fent száguldó műholdakkal, a telefonod hihetetlen pontossággal tudja meghatározni a helyzetedet térben és időben.

Vissza az időben

Az általános relativitáselmélet olyan forgatókönyveket is kínálhat, amelyek lehetővé tennék az utazók számára, hogy visszamenjenek az időben, a NASA szerint. De ezen időutazási módszerek fizikai valósága egyáltalán nem egyszerű.

A féreglyukak elméleti „alagutak” a téridő szövetén keresztül, amelyek összekapcsolhatják a valóság különböző pillanatait vagy helyeit másokkal.

Az Einstein-Rosen hidakként vagy fehér lyukakként (a fekete lyukak ellentéteként) is ismert féreglyukakról számos spekuláció létezik. De annak ellenére, hogy sok helyet (vagy téridőt) foglalnak el a sci-fikben, a való életben még semmilyen féreglyukat nem azonosítottak.

„Az egész dolog nagyon hipotetikus jelenleg” – mondta Stephen Hsu, az Oregoni Egyetem elméleti fizika professzora a Space.com testvéroldalának, a Live Science-nek. „Senki sem gondolja, hogy hamarosan féreglyukat fogunk találni.”

Bár Einstein elméletei nehézzé teszik az időutazást, néhány kutató más megoldásokat javasolt, amelyek lehetővé tennék az időben való oda-vissza ugrásokat. Ezeknek az alternatív elméleteknek egy nagy hibájuk van: amennyire a tudósok meg tudják állapítani, nincs olyan módszer, amellyel egy személy túlélhetné azt a gravitációs húzást és tolást, amit minden megoldás megkövetel.