Putovanje kroz vrijeme možda nije samo ideja iz naučnofantastičnih filmova. Fizičar Hongšeng Džang s Univerziteta u Đinanu u Kini tvrdi da zakoni fizike dopuštaju određene oblike takvog putovanja, ali njegovo istraživanje pokazuje i zašto bi povratak u prošlost mogao biti nemoguć u velikom broju teorijskih scenarija.
Kada bi postojala vremenska mašina, da li biste radije otputovali hiljadu godina u budućnost ili se vratili u prošlost i promijenili neku odluku? Upravo takva pitanja već decenijama zaokupljaju naučnike, a novo istraživanje nudi zanimljiv odgovor.
Prema pisanju Euronewsa, Džang je pokazao da u širokoj klasi teorijskih modela svemira nije moguće putovati u sopstvenu prošlost, iako postoje posebni uslovi pod kojima bi takvo putovanje matematički moglo biti dopušteno.
Njegov rad još nije prošao stručnu recenziju, pa se zaključci zasad odnose na teorijska razmatranja, a ne na dokaz da je moguće napraviti vremensku mašinu.
Zašto se ne možemo vratiti u prošlost?
Džangovo objašnjenje zasniva se na načinu na koji se svjetlost kreće kroz prostor i vrijeme.
Zamislite da je prostor-vrijeme podijeljeno na slojeve, poput stepenica. Svjetlost može da se kreće duž tih slojeva, dok sve što putuje sporije od nje mora da prelazi s jednog sloja na drugi u istom vremenskom smjeru.
To je kao penjanje uz stepenište na kojem je moguće ići samo nagore, ali ne i vratiti se na prethodni stepenik.
U takvim uslovima putnik ne može da se vrati u trenutak iz kojeg je krenuo.
Fizičari mogućnost povratka u sopstvenu prošlost opisuju pojmom "zatvorene vremenske krive". Riječ je o putanjama kroz prostor-vrijeme koje bi omogućile da se neko, krećući se neprekidno naprijed prema sopstvenom satu, na kraju vrati na početnu tačku u prostoru i vremenu.
Ajnštajnove jednačine opšte teorije relativnosti dopuštaju takve putanje u pojedinim matematičkim modelima, ali to ne znači da ih je moguće ostvariti u stvarnosti.
Dva načina na koja bi putovanje u prošlost ipak bilo moguće
Džangovo istraživanje ukazuje na dva teorijska izuzetka koja bi mogla da zaobiđu ograničenja njegovog modela.
Prvi je povezan s uvijanjem prostor-vremena.
U blizini rotirajućih crnih rupa gravitacija može toliko snažno da utiče na prostor i vrijeme da se u određenim matematičkim rješenjima pojavljuju zatvorene vremenske putanje.
Prema takvom scenariju, putnik bi mogao da se kreće naprijed prema sopstvenom satu, a da se ipak vrati u trenutak iz kojeg je krenuo.
Još 1968. godine fizičar Brendon Karter pokazao je da takve putanje postoje u matematičkom opisu unutrašnjosti rotirajućih crnih rupa.
Ipak, Džang upozorava da samo uvijanje prostor-vremena nije dovoljno da bi se stvorila vremenska petlja.
Druga mogućnost povezana je s oblikom i globalnom strukturom svemira, odnosno njegovom topologijom.
Zamislite neobično stepenište koje se neprestano penje, ali je tako povezano da njegov najviši stepenik vodi nazad na najniži. Putnik bi se sve vrijeme kretao naprijed, a ipak bi završio na početku.
Takva geometrija u teoriji bi mogla da omogući povratak u prošlost.
Međutim, naučnik smatra da bi stvaranje odgovarajuće strukture svemira vjerovatno zahtijevalo izuzetno složene, namjerno izazvane promjene, ako su one uopšte fizički moguće.
Putovanje u budućnost već je naučno potvrđeno
Za razliku od povratka u prošlost, putovanje u budućnost u relativističkom smislu nije samo teorijska mogućnost.
Ajnštajnova teorija relativnosti pokazuje da vrijeme ne protiče jednako za sve posmatrače.
Kada se neko kreće veoma velikom brzinom ili se nalazi u snažnom gravitacionom polju, njegov sat može otkucavati sporije u odnosu na sat drugog posmatrača.
Ovaj efekat poznat je kao dilatacija vremena i potvrđen je brojnim eksperimentima.
Prema podacima Evropske svemirske agencije, astronauti koji provedu šest mjeseci na Međunarodnoj svemirskoj stanici, zbog efekata relativnosti, mogu se vratiti približno pet hiljaditih dijelova sekunde mlađi nego što bi bili da su ostali na Zemlji.
To ne znači da mogu proizvoljno preskakati vijekove, ali pokazuje da je različit protok vremena fizička stvarnost.
Hoćemo li ikada napraviti vremensku mašinu?
Džang naglašava da njegovo istraživanje ne dokazuje da je svako putovanje kroz vrijeme nemoguće.
Naprotiv, cilj rada jeste da utvrdi pod kojim uslovima geometrija prostor-vremena dopušta vremenske petlje, a pod kojim ih isključuje.
Iako određeni matematički modeli ostavljaju prostor za takve mogućnosti, zasad ne postoji eksperimentalni dokaz da se čovjek ili bilo koji drugi objekat može vratiti u sopstvenu prošlost.
Zbog toga je putovanje u budućnost, zahvaljujući relativističkim efektima, naučno potvrđena pojava, dok povratak u prošlost ostaje otvoreno teorijsko pitanje.
Drugim riječima, fizika nam već omogućava da razumijemo kako vrijeme može proticati različitom brzinom, ali putovanje u jučerašnji dan i dalje pripada svijetu naučnih hipoteza i naučne fantastike.