Paradoks djeda je samo jedan od nezgodnih logičkih problema sa idejom putovanja kroz vrijeme.
Putovanje kroz vrijeme se dugo smatra nemogućim djelimično zbog „paradoksa djeda“, zagonetke koja pita šta bi se desilo kad bi neko otputovao u prošlost i spriječio svog djeda da ima djecu, poništavajući tako postojanje samog putnika kroz vrijeme.
Međutim, nova studija je možda riješila ovaj problem. Kombinujući opšti relativitet, kvantnu mehaniku i termodinamiku, ova studija pokazuje da bi putovanje kroz vrijeme moglo biti izvodljivo bez izazivanja logičkih protivrječnosti.
Fizika vremenskih petlji
Naše uobičajeno shvatanje vremena je ukorijenjeno u njutnovskoj fizici – događaji napreduju linearno od prošlosti ka budućnosti. Međutim, Ajnštajnova opšta teorija relativiteta iz 1915. godine dovodi u pitanje ovu intuitivnu pretpostavku. Pokazuje da struktura prostor-vremena može da se ponaša na načina protivne zdravom razumu, što se vidi iz fenomena kao što su crne rupe.
Jedno od najfascinantnijih predviđanja je moguće postojanje zatvorenih vremenskih krivih – putanja kroz prostor-vrijeme koje se vraćaju na svoj početak, teorijski dozvoljavajući putniku da ponovo posjeti prošlost.
„U opštem relativitetu, svi oblici energije i impulsa djeluju kao izvori gravitacije – ne samo mase“, kaže autor studije Lorenco Gavasino, fizičar sa Univerziteta Vanderbilt u Nešvilu (Tenesi, SAD). To znači da ako materija rotira – može da ‘vuče’ prostor-vrijeme sa sobom. Iako je ovaj efekat zanemarljiv za planete i zvijezde, šta ako čitav univerzum rotira?
U univerzumu gdje sva materija rotira, prostor-vrijeme bi moglo postati toliko iskrivljeno da se vrijeme savija nazad na sebe, formirajući petlju. Svemirski brod koji putuje duž takve petlje mogao bi teorijski da se vrati na polaznu tačku, ne samo u prostoru, već i u vremenu. Iako izgleda da naš univerzum kao cjelina ne rotira na taj način, rotirajuće mase – kao što su crne rupe – mogu da proizvedu slične efekte, stvarajući potencijalne sredine za zatvorene vremenske krive.
Paradoksi putovanja kroz vrijeme
Jedan od najvećih problema za putovanje kroz vrijeme nalazi se u paradoksima koje stvara. Paradoks djeda je samo jedan primjer. Ovi problemi nastaju zato što pretpostavljamo da bi zakoni termodinamike, koji upravljaju toplotom i energijom, funkcionisali regularno na nekoj vremenskoj petlji.
„U stvari, zakon povećanja entropije – termodinamički kvantitet koji mjeri stepen neuređenosti u nekom sistemu – predstavlja jedini zakon fizike koji razlikuje prošlost i budućnost. Koliko znamo, entropija je jedini razlog zašto pamtimo prošle događaje i ne možemo da predvidimo buduće“, kaže Gavasino.
Еntropija kontroliše mnoga naša svakodnevna iskustva, od načina na koji naša tijela stare do procesuiranja pamćenja. Čak i jednostavni postupci, poput hodanja, zavise od trenja, koje povećava entropiju. Dakle, kako bi se ti procesi ponašali na nekoj vremenskoj petlji?
Kvantno rješenje paradoksa
Inspirisan radom fizičara Karla Rovelija, Gavasino je demonstrirao da se ponašanje termodinamike temeljno mijenja na zatvorenoj vremenskoj krivoj. Na takvoj petlji, nastaju kvantne fluktuacije koje mogu da izbrišu entropiju – proces fundamentalno drugačiji od onoga što doživljavamo u svakodnevnom životu.
Ove fluktuacije mogu imati dramatične efekte na putnika kroz vrijeme. Na primjer, dok se entropija smanjuje, sjećanja osobe mogu da nestanu, a starenje da se preokrene. „Povećanje entropije je razlog zašto umiremo. Šta se dešava kad obrnete smrt?“, pita Gavasino. Ovaj fenomen bi takođe mogao dovesti do ireverzibilnih događaja, kao što je ubistvo vašeg djeda, privremeno na vremenskoj petlji, poništavajući paradoks potpuno.
Većina fizičara i filozofa u prošlosti tvrdila je da će – ako putovanje kroz vrijeme postoji – priroda uvijek pronaći način da spriječi kontradiktorna rješenja. Ustanovljen je „princip neprotivrječnosti“ da sve treba da bude usaglašeno radi stvaranja logički koherentne priče.
„Primijenio sam standardni okvir kvantne mehanike – bez dodatnih postulata ili spornih pretpostavki – i demonstrirao da samousaglašenost istorije prirodno slijedi iz kvantnih zakona“, rekao je Gavasino.
Teorijske i praktične implikacije
Iako je ovo jak teorijski okvir za putovanje kroz vrijeme, ostaje pitanje da li zatvorene vremenske krive zaista postoje u stvarnom univerzumu. Većina fizičara je skeptična.
Godine 1992, Stiven Hoking je, na primjer, iznio poznatu hipotezu o zaštiti hronologije, sugerišući da zakoni fizike mogu sprečavati da se vremenske petlje uopšte formiraju. To bi moglo uključivati singularnost prostor-vremena, ili kolaps u trenutku prije nego što bi petlja mogla nastati.
Ipak, Gavasinov rad je značajan zbog pomjeranja granica našeg razumijevanja. „Zanimljivo je kako nas ova tema primorava da razmišljamo o ulozi entropije u stvaranju našeg iskustva univerzuma, što je verovatno moja omiljena tema u čitavoj fizici“, kaže Gavasino.
Čak i ako vremenske petlje ne postoje, njihovo razumijevanje i modeliranje moglo bi dati uvide u stvarne fenomene. Na primjer, istraživanje kako stvarna entropija evoluira i ponaša se duž neke zatvorene putanje na subatomskom nivou može dati fascinantne uvide u ponašanje subatomskih sistema i njihovu termodinamiku.
(Telegraf)
