Ideen om, at vi kunne gå tilbage i tiden for at ændre fortiden, er blevet en af de foretrukne teknikker inden for film, litteratur og tv-serier. Harry Potter, Back to the Future, Groundhog Day og mange andre film lovede os muligheden for at genvælge i vores fortid. For de fleste mennesker vil denne mulighed forblive fantastisk, fordi alle fysiske love indikerer, at det er uundgåeligt og nødvendigt at komme videre i tiden. Der har endda været et paradoks i filosofien, der fremhæver absurditeten i denne mulighed: hvis tidsrejser var mulig, kunne du gå tilbage i tiden og dræbe din bedstefar, før dine forældre endda mødte, og derved fjerne muligheden for din egen eksistens. I lang tid troede man, at der ikke var nogen vej tilbage. Men takket være de spændende egenskaber ved rum og tid i Einsteins generelle relativitetsteori, kan det være muligt at rejse tilbage i tiden, siger fysiker Ethan Siegel.
En illustration af det tidlige univers, sammensat af kvanteskum, hvor kvantesvingninger manifesterer sig på de mindste skalaer. Positive og negative energisvingninger kan skabe små kvanteormhuller.
Lad os starte med den fysiske idé om et ormhul. I det kendte univers på de mindste skalaer vises små kvantefluktuationer på rummet-rummet. Dette inkluderer energisvingninger i positive og negative retninger, som ofte forekommer meget tæt på hinanden. En stærk, tæt, positiv energisvingning kan skabe et buet rum på en bestemt måde, og en stærk, tæt, negativ energifluktuering vil bøje rummet på den modsatte måde. Hvis du forbinder disse to krumningsregioner, får du - kort - et kvanteormhul. Hvis ormhullet varer længe nok, kan du prøve at føre en partikel gennem det, så det øjeblikkeligt forsvinder et sted i rumtiden og vises på et andet.
Nøjagtig matematisk graf over det Lorentzian ormhul. Hvis den ene ende af et ormhul er konstrueret ud fra positiv masse / energi og den anden fra negativ masse / energi, vil ormhullet blive gennemkørsel.
For at skalere alt dette op, for eksempel og lade et menneske gå gennem et ormhul, kræves noget arbejde. Selvom alle kendte partikler i vores univers har positiv energi og enten positiv eller nul masse, er det muligt for partikler med negativ masse og energi at eksistere inden for rammerne af generel relativitet. Vi har selvfølgelig ikke fundet dem endnu, men hvis du tror på de teoretiske fysikere, er der intet, der udelukker muligheden for deres eksistens.
Hvis der findes et stof med negativ masse og energi, skaber du et supermassivt sort hul og dets modstykke med negativ masse og energi og derefter kombinerer dem, skaber et gennemkørseligt ormhul. Ligegyldigt hvor langt du adskiller de to af disse superponerede genstande, hvis de har nok masse og energi - både positive og negative - vil den øjeblikkelige forbindelse fortsat være. Alt dette er fantastisk til øjeblikkelig rejse gennem rummet. Men hvad med timingen? Og det er her lovene om særlig relativitet spiller ind.
I henhold til loven om særlig relativitet, ældes stationære og bevægelige dele med forskellige hastigheder.
Hvis du rejser tæt på lysets hastighed, oplever du et fænomen kendt som tidsudvidelse. Din bevægelse i rummet og bevægelse i tiden er forbundet med lysets hastighed: jo hurtigere du bevæger dig gennem rummet, desto langsommere er tiden. Forestil dig, at du har en destination 40 lysår væk, og at du kan rejse med en utrolig hastighed: over 99,9% af lysets hastighed. Hvis du går ombord på et skib, rejser til en stjerne med næsten lysets hastighed, stopper, drejer rundt og vender tilbage til Jorden, vil der være noget mærkeligt.
Salgsfremmende video:
På grund af den langsommere tid og forkortelse af længden, kan du nå din destination på så lidt som et år og derefter vende tilbage i et andet år. Men 82 år vil gå på Jorden. Alle, du kender, bliver meget gamle. Sådan er tidsrejser fysisk muligt: du rejser til fremtiden, og tidsrejser afhænger kun af din bevægelse i rummet.
Er tidsrejse mulig? Med et ormhul stort nok, for eksempel oprettet af to supermassive sorte huller (positive og negative masser og energier), kunne vi prøve.
Hvis du bygger et ormehul som det, vi beskrev ovenfor, vil historien ændre sig. Forestil dig, at den ene ende af et ormhul vil være bevægelsesfri, for eksempel et sted i nærheden af Jorden, mens den anden vil køre med en hastighed tæt på lys. Efter et års hurtig bevægelse af en af enderne af ormhullet passerer du gennem det. Hvad sker der nu?
Nå, året vil være anderledes for alle, især hvis alle bevæger sig i tid og rum forskelligt. Hvis vi taler om de samme hastigheder som før, bliver den "bevægende" ende af ormhullet 40 år, men den "rolige" ende - kun 1 år. Gå ind i den relativistiske ende af ormhullet og kom til Jorden kun et år efter oprettelsen af ormhullet, og du selv bliver 40 år.
Hvis nogen for 40 år siden skabte et sådant par sammenfiltrede ormehuller og sendte dem på en lignende rejse, kunne de træde ind i en af dem i dag, i 2017, og rejse til 1978. Det eneste problem er, at du selv ikke kunne have været her i 1978; du måtte være i den ene ende af ormhullet eller rejse gennem rummet for at indhente det.
Warp rejse set af NASA. Hvis du opretter et ormehul mellem to punkter i rummet, så det ene hul bevæger sig relativistisk i forhold til det andet, ville observatører, der passerer det, ældes forskelligt.
Og forresten, denne form for tidsrejse forbyder også bedstefarens paradoks! Selv hvis ormhulet var blevet oprettet, før dine forældre blev undfanget, var der ingen måde, du kunne have vist sig i den anden ende af ormhullet tidligt nok til at rejse tilbage i tiden og finde din bedstefar inden det afgørende øjeblik. I bedste fald kan du tage din nyfødte far og mor ombord på et skib, indhente den anden ende af ormhullet, lade dem modne, ældes, blive gravid og derefter rejse ned ad ormhullet alene. Så møder du din bedstefar i sin fyrste tid, men teknisk vil det være omkring det tidspunkt, dine forældre blev født.
Universet giver frie tøjler til de mest usædvanlige ting. Især hvis negativ masse og energi virkelig findes i universet og kan kontrolleres. Men at rejse tilbage i tiden er noget helt usædvanligt. På grund af forældrene ved både speciel og generel relativitet kan tidsrejser til fortiden muligvis ikke kun være mulig inden for fiktion.