Motyw podróży w czasie od lat fascynuje fanów science fiction i naukowców. Jednym z najsłynniejszych problemów związanych z tym zagadnieniem jest tzw. paradoks dziadka – sytuacja, w której przenosimy się w przeszłość i zapobiegamy narodzinom własnego przodka, a w konsekwencji również naszym własnym. Prowadzi to do logicznej sprzeczności w ciągu przyczynowo-skutkowym – skoro nigdy się nie urodziliśmy, to jak mogliśmy cofnąć się w czasie?
Jednak nowa teoria autorstwa dr. Lorenza Gavassino z Uniwersytetu Vanderbilt w USA obala ten popularny argument przeciwko podróżom w czasie. Zespół fizyków kierowany przez Gavassino połączył ogólną teorię względności, mechanikę kwantową i termodynamikę, aby przyjrzeć się temu, jak może funkcjonować zamknięta pętla czasowa – czyli taka, w której podróżnik wraca do punktu wyjścia nie tylko w przestrzeni, ale i w czasie.
Pętle czasowe: co mówi fizyka?
Podstawą rozważań jest pojęcie zamkniętych krzywych czasopodobnych (ang. Closed Timelike Curves, CTC), które pojawia się w teorii Einsteina. To hipotetyczne ścieżki w czasoprzestrzeni, pozwalające obiektowi powrócić do wcześniejszego momentu w czasie. Choć nie istnieją dowody, że takie zjawiska zachodzą w naszym wszechświecie, fizycy nie wykluczają ich możliwości w ekstremalnych warunkach – na przykład w pobliżu wirujących czarnych dziur.
Doktor Gavassino postanowił zbadać, co by się stało, gdyby statek kosmiczny podróżował po takiej pętli w wirującym wszechświecie. Wykorzystując narzędzia statystyki kwantowej, wykazał, że wewnętrzna energia systemu – a więc także procesy biologiczne czy pamięć pasażerów – muszą „dostroić się” do ściśle określonych stanów kwantowych. Oznacza to, że wszystko wewnątrz statku po zakończeniu pętli czasowej wraca dokładnie do takiego stanu, w jakim było na początku.
– Wzrost entropii jest powodem, dla którego umieramy. Co się stanie, gdy odwrócimy śmierć? – pyta retorycznie dr. Gavassino.
Co to jest spontaniczna dyskretyzacja?
Efekt kwantowy, w którym pewne wielkości fizyczne (np. energia) mogą przyjmować tylko konkretne, oddzielone wartości. W teorii Gavassino dotyczy to także stanów wewnętrznych systemu – jak pamięć pasażerów statku.
Kwantowa gumka do wymazywania paradoksów?
Według tej teorii czasoprzestrzeń w pętli czasowej resetuje się – zarówno pod względem fizycznym, jak i biologicznym. Oznacza to, że pasażerowie statku nie tylko nie postarzeją się, ale także nie będą pamiętać, że odbyli jakąkolwiek podróż. Ich pamięć zostaje wymazana, podobnie jak wszelkie zmiany dokonane podczas tej wyprawy. Paradoksalnie – nawet gdyby w przeszłości doszło do dramatycznych ingerencji, np. zabicia własnego dziadka – system automatycznie wraca do punktu wyjścia, eliminując skutki tych działań.
To właśnie ten mechanizm „wyzerowania” entropii i pamięci ma rozwiązywać logiczne sprzeczności znane z klasycznych paradoksów podróży w czasie.
Czym jest entropia?
W fizyce to miara nieuporządkowania systemu. Zgodnie z II zasadą termodynamiki, entropia w zamkniętym układzie zawsze rośnie, co tłumaczy np. starzenie się organizmów. Entropia nadaje kierunek czasowi – od przeszłości do przyszłości.
– Entropia to jedyne znane nam prawo fizyki, które rozróżnia przeszłość i przyszłość – tłumaczy Gavassino. – W zamkniętej pętli czasowej przestaje ona działać w sposób klasyczny, co pozwala ominąć te ograniczenia.
Co to zmienia?
Z punktu widzenia inżynierii, badania dr. Gavassino nie oznaczają jeszcze, że wkrótce zbudujemy wehikuł czasu. Fizyka wciąż nie łączy spójnie teorii względności z mechaniką kwantową, a zagadnienia takie jak natura samej czasoprzestrzeni pozostają w dużej mierze tajemnicze.
Mimo to jego teoria otwiera nowe możliwości rozważań nad fundamentalnymi właściwościami czasu, entropii i przyczynowości. Choć brzmi to jak fantastyka naukowa, Gavassino podkreśla, że jego model opiera się wyłącznie na uznanych prawach fizyki – tyle że stosowanych w ekstremalnych warunkach.
– Jeśli wewnątrz takiej pętli wszystko wraca do stanu wyjściowego, to znaczy, że nawet najbardziej paradoksalne scenariusze po prostu… nie mają znaczenia – podsumowuje fizyk.
Jeśli nowe ustalenia znajdą potwierdzenie w dalszych badaniach, mogą nie tylko na nowo rozpalić wyobraźnię o podróżach w czasie, ale także wpłynąć na nasze rozumienie samego czasu. Na razie jednak – jak żartuje sam Gavassino – musimy poczekać, aż nasze przyszłe „ja” przyśle nam potrzebne plany konstrukcyjne.
źródła: sciencealert.com, livescience.com, thebrighterside.news
Dodaj komentarz