Κυριακή, 25 Ιουνίου 2017

Stephen Hawking: Πώς να φτιάξετε μια μηχανή του χρόνου,


Το παρακάτω άρθρο δημοσιεύτηκε στην εφημερίδα Dailymail. Είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον και έχει γραφεί από τον κορυφαίο θεωρητικό φυσικό Stephen Hawking.
«Πώς να φτιάξετε μια μηχανή του χρόνου. Το μόνο που χρειάζεστε είναι μια σκουληκότρυπα, έναν μεγάλο επιταχυντή αδρονίων ή έναν πύραυλο που τρέχει πραγματικά πολύ γρήγορα»
«Μέσω της σκουληκότρυπας, ο επιστήμονας μπορεί να δει τον εαυτό του όπως ήταν ένα λεπτό πριν. Αλλά τι γίνεται όταν ο ίδιος επιστήμονας χρησιμοποιεί την σκουληκότρυπα για να πυροβολήσει τον εαυτό του όπως θα τον δει στο παρελθόν? Εάν το κάνει σημαίνει ότι είναι νεκρός στο «τώρα» . Επομένως ποιος πυροβόλησε τη σφαίρα?
Γειά σας. Το όνομά μου είναι Stephen Hawking. Φυσικός, κοσμολόγος και λιγάκι ονειροπόλος. Παρά το γεγονός ότι δεν μπορώ να κινηθώ και αναγκάζομαι να μιλάω μέσω ενός μηχανήματος, μέσα στο μυαλό μου είμαι ελεύθερος. Ελεύθερος να εξερευνήσω το σύμπαν και να θέσω τις μεγάλες ερωτήσεις όπως: Μπορούμε να να ανοίξουμε μια πύλη στο παρελθόν ή να βρούμε κάποια δίοδο προς το μέλλον? Μπορούμε στ΄αλήθεια να χρησιμοποιήσουμε τους νόμους της φύσης ώστε να δαμάσουμε το χρόνο?
Τα ταξίδια στο χρόνο θεωρούνταν αιρετικά στην επιστημονική κοινότητα. Απέφευγα να μιλάω για αυτά με το φόβο να χαρακτηριστώ τρελός. Τώρα όμως δεν φοβάμαι πια να μιλήσω. Νιώθω ότι μοιάζω με αυτούς που έκτισαν το Stonehenge. Έχω πια ψύχωση με το χρόνο. Εάν είχα μια μηχανή του χρόνου θα είχα επισκεφτεί την Marilyn Monroe ή τον Galileo τη στιγμή που έστρεφε το τηλεσκόπιό του προς τους ουρανούς. Ίσως πάλι να ταξίδευα μέχρι τις εσχατιές του σύμπαντος για να δω πού τελειώνει ο κόσμος μας.
Προκειμένου λοιπόν να δούμε αν αυτό μπορεί να γίνει, είναι αναγκαίο να κοιτάξουμε το χρόνο υπό το πρίσμα της φυσικής. Σαν μια τέταρτη διάσταση. Δεν είναι τόσο δύσκολο όσο ακούγεται. Όλοι οι μαθητές σήμερα γνωρίζουν ότι όλα τα φυσικά αντικείμενα και γω στο αναπηρικό μου καροτσάκι υπάρχουμε σε τρεις διαστάσεις. Όλα έχουν ένα μήκος, πλάτος και ύψος.
Υπάρχει όμως και ένα άλλο είδος μήκους, το μήκος του χρόνου. Ενώ ο άνθρωπος ζει περίπου 80 χρόνια, οι πέτρες του Stonehenge για παράδειγμα υπάρχουν εκεί εδώ και χιλιάδες χρόνια. Το ηλιακό μας σύστημα θα υπάρχει για δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα. Όλα έχουν μια τιμή στο χρόνο όπως ακριβώς και το διάστημα. Ταξιδεύοντας στο χρόνο σημαίνει ακριβώς να ταξιδεύουμε στην τέταρτη διάσταση.
Για να το καταλάβουμε, ας φανταστούμε ότι κάνουμε μια συνηθισμένη καθημερινή διαδρομή με το αυτοκίνητό μας. Πηγαίνοντας ευθεία ταξιδεύουμε σε μία διάσταση. Αν στρίψουμε δεξιά ή αριστερά προσθέτουμε και μια δεύτερη διάσταση. Εάν οδηγήσουμε ανεβαίνοντας έναν ανηφορικό δρόμο σε ένα βουνό, τότε προσθέτουμε το ύψος δηλ. μια τρίτη διάσταση. Αλλά πώς στην ευχή ταξιδεύουμε μέσω της τέταρτης διάστασης (χρόνος)?
Ας επιδοθούμε σε λίγη επιστημονική φαντασία προς στιγμή. Στις ταινίες με ταξίδια στο χρόνο βλέπουμε συχνά τεράστιες και ενεργοβόρες μηχανές. Οι μηχανές αυτές δημιουργούν ένα μονοπάτι στην διάσταση του χρόνου (τέταρτη διάσταση) ένα τούνελ στο χρόνο δηλαδή. Ένας ταξιδιώτης του χρόνου, ένας γενναίος, πιθανώς ανόητος άνθρωπος, έχοντας προετοιμαστεί ποιος ξέρει πόσο, μπαίνει από την μια άκρη του τούνελ και βγαίνει, ένας θεός ξέρει πότε από την άλλη. Η πραγματικότητα βέβαια είναι κάπως διαφορετική από τις ταινίες, αλλά η πρωταρχική ιδέα πάνω κάτω είναι η ίδια και δεν είναι και τόσο τρελή.
Οι φυσικοί έχουν μελετήσει τέτοιου είδους θεωρητικά χρονικά τούνελ στο χρόνο, αλλά καθένας από την δική του επιστημονική οπτική γωνία. Αναρρωτιόμαστε εάν είναι ποτέ δυνατό να ταξιδέψουμε στο παρελθόν ή το μέλλον εφαρμόζοντας τους νόμους της φύσης. Τελικά νομίζουμε ότι τέτοιες χρονικές πύλες πραγματικά υπάρχουν. Επιπλέον τις έχουμε δώσει και όνομα : «σκουληκότρυπες». Η αλήθεια είναι ότι οι σκουληκότρυπες υπάρχουν παντού τριγύρω μας, μόνο που είναι πολύ μικρές για να τις δούμε. Είναι πραγματικά μικροσκοπικές. Υπάρχουν σε σχισμές και γωνιές του χώρου και χρόνου. Μπορεί όλα τα παραπάνω να σας φαίνονται βαριά, μα μείνετε μαζί μου.



Η σκουληκότρυπα είναι μια θεωρητική σήραγγα ή συντόμευση, που προβλεψε η θεωρία σχετικότητας του Αινστάιν, η οποία ενώνει δύο σημεία στο χώρο και χρόνο και η οποία απεικονίζεται παραπάνω ως το περίγραμμα ενός 3D χάρτη, όπου η αρνητική ενέργεια σπρώχνει τον χώρο και χρόνο στην είσοδο της σήραγγας εξελθόμενη σε ένα άλλο σύμπαν. Είναι καθαρά υποθετική έννοια, μιας και κανείς δεν έχει δει καμία σκουληκότρυπα ακόμα, έχουν όμως χρησιμοποιηθεί σε ταινίες όπως στην Stargate (1994), όπου ενώνονται μέσω πυλών δύο σύμπαντα και στην ταινία Bandits (1981) στην οποία οι θέσεις των απεικονίζονται σε έναν ουράνιο χάρτη.
Τίποτα δεν είναι επίπεδο και συμπαγές. Αν κοιτάξετε προσεκτικά όλα τα αντικείμενα θα βρείτε τρύπες και ρυτίδες μέσα τους. Αυτό είναι μια αρχή της Φυσικής και περιλαμβάνει και την έννοια του χρόνου. Ακόμα και μια λεία μπάλα του μπιλιάρδου έχει επάνω της μικροσκοπικές σχισμές και κενά.Αυτό είναι σχετικά εύκολο να το δείξουμε στις τρεις διαστάσεις. Πιστέψτε με όμως ότι συμβαίνει και στην τέταρτη διάσταση. Υπάρχουν μικροσκοπικά κενά και σχισμές και στο χρόνο. Ταξιδεύοντας σε υποατομική επίπεδο σε έναν κόσμο μικρότερο από τα άτομα και μόρια βλέπουμε τον «κβαντικό αφρό». Εκεί λοιπόν υπάρχουν οι σκουληκότρυπες. Αυτές στην πραγματικότητα ενώνουν δύο διαφορετικά σημεία και δύο διαφορετικές χρονικές στιγμές.
Δυστυχώς αυτές οι μικρές σήραγγες έχουν μέγεθος ενός δισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριαστού του εκατοστόμετρου, δηλαδή έχουν μήκος τέτοιο που ένας άνθρωπος είναι αδύνατον να τις διαβεί. Δείτε όμως πού μας οδηγεί η έννοια της μηχανής του χρόνου μέσω μιας σκουληκότρυπας. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορούμε να «συλλάβουμε» μια μικρή σκουληκότρυπα και μετά να την μεγενθύνουμε τρισεκατομμύρια φορές, τόσο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά το δοκούν είτε για να περάσει από μέσα της άνθρωπος είτε διαστημόπλοιο.
Εάν είχαμε τη δυνατότητα (μεγάλη ισχύ και ανεπτυγμένη τεχνολογία), θα μπορούσαμε ενδεχομένως να κατασκευάσουμε μια τεράστια σκουληκότρυπα στο διάστημα. Δεν λέω ότι μπορεί να γίνει, αλλά εάν μπορούσε θα ήταν ένα καταπληκτικό επίτευγμα. Η μία άκρη της θα βρίσκονταν εδώ, κοντά στη Γη και η άλλη πολύ, μα πολύ μακριά, σε κάποιον απομακρυσμένο πλανήτη.
Θεωρητικά μιλώντας, μια σήραγγα του χρόνου (ή σκουληκότρυπα) θα μπορούσε να κάνει πολύ περισσότερα πράγματα από το απλά να μας πάει σε έναν άλλο πλανήτη. Εάν, ας πούμε, και οι δύο άκρες της βρίσκονταν εδώ στη Γη θα μπορούσαμε να ταξιδέψουμε μέσω αυτής μπαίνοντας από τη μία άκρη και ταξιδεύοντας όχι στο χώρο αλλά στο χρόνο, στο παρελθόν του σημείου αυτού. Κάποιος λοιπόν ίσως να μπορεί να ταξιδέψει πίσω στο χρόνο στην εποχή των δεινοσαύρων οι οποίοι ξαφνικά θα έβλεπαν ένα τεράστιο διαστημόπλοιο να προσγειώνεται μπροστά τους.
Το ταχύτερο διαστημόπλοιο πλοηγούμενο από ανθρώπινα χέρια (όχι εξ΄αποστάσεως) ήταν το Apollo 10. Ανέπτυξε ταχύτητα 25.000 μίλια την ώρα (περίπου 40.225 χιλ/ώρα), αλλά για να ταξιδέψουμε στο χρόνο χρειαζόμαστε όιχημα που να κινείται 2000 φορές περισσότερο από το Apollo10.
Αντιλαμβάνομαι ότι το να σκεφτόμαστε σε τέσσερις διαστάσεις είναι κάπως δυσνόητο και μπορεί να σας τρελάνει. Μη φύγετε όμως. Έχω ετοιμάσει ένα μικρό πείραμα που μπορεί να μας δείξει εάν ο άνθρωπος μπορεί να ταξιδέψει στο χρόνο σήμερα ή στο άμεσο μέλλον, μέσω μιας σκουληκότρυπας. Μου αρέσουν τα απλά πειράματα συντροφιά με σαμπάνια! Για το σκοπό αυτό έχω συνδιάσει δύο πράγματα ώστε να δούμε εάν είναι δυνατό ένα ταξίδι από το μέλλον στο παρελθόν.
Ας πούμε για παράδειγμα ότι ετοιμάζω ένα πάρτυ, μια τελετή υποδοχής για τους επίδοξους επισκέπτες από το μέλλον. Αλλά δεν το λέω σε κανένα μέχρι να γίνει το πάρτυ. Έχω λοιπόν φτιάξει μια πρόσκληση στην οποία δίνω τις ακριβείς συντεταγμένες μου στο χώρο και το χρόνο. Ελπίζω ότι πολλά αντίγραφα των προσκλήσεων αυτών θα υπάρχουν για πολλές χιλιάδες χρόνια ακόμα και ότι στο μέλλον κάποιος θα βρει μία από αυτές και μέσω μιας χρονικής σήραγγας θα ταξιδέψει πίσω στον χρόνο (το δικό μου παρόν) στο πάρτυ που έχω ετοιμάσει, αποδεικνύοντας έτσι ότι το ταξίδι πίσω στο χρόνο είναι εφικτό.
Στο μεταξύ οι δικοί μου προσκαλεσμένοι ταξιδιώτες του μέλλοντος θα φανούν όπου νά’ ναι. Πέντε, τέσσερα, τρία, δύο, ένα. Και όμως δεν έφτασε κανείς. Τι κρίμα αλήθεια. Έλπιζα ότι μια Miss Universe του μέλλοντος θα χτυπούσε την πόρτα μου. Γιατί όμως το πείραμά μου δεν πέτυχε? Ίσως ένας από τους λόγους είναι πως τα ταξίδια στο παρελθόν αντιμετωπίζουν ένα γνωστό πρόβλημα που είναι γνωστό ως Παράδοξο.
Τα παράδοξα αυτά έχουν κάποια πλάκα όταν τα σκέφτεσαι. Το πιο διάσημο παράδοξο είναι αυτό του Παππού. Εγώ έχω μια νεότερη έκδοση που την ονομάζω «το Παράδοξο του τρελού επιστήμονα».
Προσωπικά δεν μου αρέσει που στις ταινίες οι επιστήμονες παρουσιάζονται κάπως σαν τρελοί. Στην περίπτωσή μας όμως είναι. Ο επιστήμονας αυτός λοιπόν ετοιμάζεται να δημιουργήσει ένα Παράδοξο, ακόμα και αν του κοστίσει τη ζωή του. Φανταστείτε, κάπως, πως έχει κατασκευάσει μια σήραγγα χρόνου η οποία σε ταξιδεύει πίσω στο χρόνο κατά ένα λεπτό της ώρας.

Ο Hawking σε μια σκηνή από το Star Trek με καλεσμένους από το παρελθόν και το μέλλον: (από αριστερά) Albert Einstein, Data και Isaac Newton
Μέσω της σκουληκότρυπας του ενός λεπτού πίσω στο χρόνο, ο τρελός επιστήμονας θα δει τον εαυτό του όπως ήταν ένα λεπτό πριν. Τι θα γίνει όμως αν ο επιστήμονας αποφασίσει να πυροβολήσει τον εαυτό του όπως ήταν ένα λεπτό πριν? Θα είναι νεκρός. Αν όμως, έχοντας σκοτώσει τον παλιό εαυτό του, είναι τώρα νεκρός (παρόν) τότε ποιος πυροβόλησε αρχικά? Αυτό είναι ένα παράδοξο. Δεν βγάζει κανένα νόημα. Είναι μια κατάσταση που πανικοβάλλει με εφιάλτες όλους τους κοσμολόγους.Αυτό το είδος της μηχανής του χρόνου θα παραβίαζε μια βασική αρχή του κόσμου που μας περιβάλλει: το αίτιο προηγείται πάντοτε του αποτελέσματος και όχι αντίστροφα. Πιστεύω ότι κανένα αντικείμενο δεν μπορεί να αυτοανεραιθεί. Εάν αυτό γινόταν στο σύμπαν θα οδηγούμασταν σε ένα χάος. Άρα κάτι υπάρχει που να εμποδίζει την εμφάνιση των παραδόξων. Επομένως, για κάποιο λόγο, δεν μπορεί ο επιστήμονάς μας να πάει πίσω στο παρελθόν και να σκοτώσει τον εαυτό του. Λυπάμαι που το λέω αλλά το πρόβλημα είναι η ίδια η σκουληκότρυπα.
Τελικά σκέφτομαι ότι τέτοιου είδους σήραγγα του χρόνου δεν μπορεί να υπάρξει. Και ο λόγος για αυτό είναι η λεγόμενη ανατροφοδότηση (feedback) . Σε ένα μικρόφωνο ο ήχος εισέρχεται μέσα του, μεταδίδεται μέσα από τα καλώδιά του, ενισχύεται από τον ενισχυτή και εξέρχεται από τα ηχεία. Αν όμως μεγάλο μέρος του ήχου που βγαίνει από τα ηχεία επιστρέψει πίσω στο μικρόφωνο θα ξαναρχίσει ο ίδιος κύκλος ξανά και ξανά (loop) ενισχυόμενος σε κάθε κύκλο. Αν κανείς δε το σταματήσει η διαδικασία αυτή (feedback) θα καταστρέψει τελικά το ηχοσύστημα.
Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και σε μια σκουληκότρυπα με τη διαφορά ότι αντί για ήχο έχουμε ακτινοβολία. Όσο η σκουληκότρυπα μεγαλώνει, ακτινοβολία μπαίνει μέσα της και κάνει τον ίδιο κύκλο. Η ανατροφοδότηση θα είναι τόσο ισχυρή που στο τέλος η σήραγγα θα καταστραφεί. Παρόλο που στη φύση υπάρχουν μικροσκοπικές σκουληκότρυπες και ίσως να μπορούσαμε μια μέρα να τις μεγενθύνουμε αρκετά, δεν θα διαρκούσαν πολύ. Αυτός είναι ο πραγματικός λόγος που οι καλεσμένοι από το μέλλον δεν θα μπορούν να ταξιδέψουν πίσω στο χρόνο και να εμφανιστούν στο πάρτυ μου.
Κάθε ταξίδι στο παρελθόν, μέσω των σηράγγων αυτών ή οποιωνδήποτε άλλων παρόμοιων μηχανών είναι αδύνατο επειδή θα δημιουργούσε συνεχώς παράδοξα. Δυστυχώς τα ταξίδια στο παρελθόν είναι αδύνατα. Μια απογοήτευση για τους κυνηγούς δεινοσαύρων και μια ανακούφιση για τους ιστορικούς.
Η ιστορία όμως δεν τελειώνει εδώ ακόμα. Δεν είναι όλα τα ταξίδια στο χρόνο αδύνατα. Πιστεύω στα ταξίδια στο χρόνο. Αλλά προς το μέλλον. Ο χρόνος κυλά σαν ένα ποτάμι και μαζί του μας παρασέρνει αδυσώπητα μαζί του. Ο χρόνος όμως μοιάζει με ποτάμι με έναν διαφορετικό τρόπο. Κυλά με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέρη. Αυτό είναι και το κλειδί του ταξιδιού στο μέλλον. Η ιδέα αυτή προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Einstein 100 χρόνια πριν. Σκέφτηκε ότι θα πρέπει να υπάρχουν μέρη όπου ο χρόνος κυλά πιο αργά και μέρη που κυλά πιο γρήγορα. Και σωστά σκέφτηκε. Η απόδειξη για αυτό βρίσκεται ακριβώς πάνω από τα κεφάλια μας: στο διάστημα, στο Παγκόσμιο Σύστημα Προσδιορισμού Θέσης ή GPS (Global Positioning System).
Ένα δίκτυο δορυφόρων σε τροχιά γύρω από τη Γη. Χάρη σε αυτούς μπορούμε να πλοηγούμε με ακρίβεια. Όμως αποκαλύπτουν ότι ο χρόνος τρέχει πιο γρήγορα στο διάστημα από όσο στη Γη. Κάθε συσκευή δορυφόρου έχει μέσα της ένα ρολόι μεγάλης ακριβείας. Παρόλο που είναι τόσο ακριβές το ρολόι αυτό κερδίζει περίπου ένα δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου κάθε μέρα. Το σύστημα λοιπόν πρέπει να κάνει την απαραίτητη διόρθωση ειδάλλως αυτή η, κατά τα άλλα, ελάχιστη διαφορά θα προκαλούσε διαφορά έξι μιλίων απόκλιση την ημέρα στις επίγειες συσκευές GPS. Ένα πραγματικό χάος δηλαδή.
Το πρόβλημα αυτό δεν οφείλεται στα ίδια τα ρολόγια. Πάνε πιο γρήγορα επειδή ο ίδιος ο χρόνος πάει πιο γρήγορα στο διάστημα από ότι εδώ κάτω στη Γη. Αυτό συμβαίνει λόγω της μάζας της Γης και συνεπακόλουθα της βαρύτητας που αυτή προκαλεί. Ο Eistein συνειδητοποίησε ότι η μάζα καμπυλώνει το χρόνο, τον στρεβλώνει δηλαδή, όπως γίνεται σε ένα ποτάμι που σε κάποια στροφή επιβραδύνεται η ταχύτητά του. Όσο πιο μεγάλο σε μάζα είναι το αντικείμενο τόσο περισσότερο καμπυλώνει, αλλοιώνει το χρόνο, δηλαδή τον επιβραδύνει. Αυτό ακριβώς το στοιχείο είναι που μας δίνει την ελπίδα ότι κάποια μέρα θα μπορούμε να ταξιδέψουμε στο χρόνο, συγκεκριμένα στο μέλλον και όχι στο παρελθόν.
Στο κέντρο του γαλαξία μας (Milky Way) σε απόσταση 26.000 ετών φωτός από μας, βρίσκεται το βαρύτερο αντικείμενο σε αυτόν. Μια μαύρη τρύπα με μάζα ίση με τέσσερα εκατομμύρια φορές τη μάζα του δικού μας Ήλιου συμπυκνωμένη σε ένα συγκεκριμένο σημείο, εξαιτίας της ίδιας της βαρύτητάς της. Ακόμα και το φως, εάν πλησιάσει αρκετά, δεν μπορεί να της ξεφύγει. Μιά τέτοια μαύρη τρύπα επηρεάζει με δραματικό τρόπο την έννοια του χρόνου, επιβραδύνοντάς τον τόσο πολύ όσο τίποτε άλλο στον γαλαξία μας (Milky Way). Αυτή η μαύρη τρύπα από μόνη της είναι μια φυσική μηχανή του χρόνου.
Μου αρέσει να φαντάζομαι πώς ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά γύρω της θα μπορούσε να εκμεταλευτεί αυτό το φαινόμενο της επιβράδυνσης του χρόνου. Εάν κάποια διαστημική υπηρεσία στη Γη παρακολουθούσε ένα διαστημόπλιο σε τροχιά γύρω από την μαύρη αυτή τρύπα, θα μετρούσε μία πλήρη τροχιά κάθε 16 λεπτά. Όμως για τους γενναίους αστροναύτες του διαστημοπλοίου, βρισκόμενοι τόσο κοντά σε ένα τόσο βαρύ σώμα, όπως η μαύρη τρύπα, ο χρόνος θα επιβραδύνονταν πάρα πολύ. Καμία σχέση με το φαινόμενο της βαρύτητας που αισθανόμαστε εδώ στη Γη. Ο χρόνος του πληρώματος θα επιβραδύνονταν στο μισό από αυτόν της Γης. Σε κάθε μία περιστροφή γύρω από την μαύρη τρύπα τα ρολόγια τους θα μετρούσαν 8 λεπτά αντί για 16 των γήινων παρατηρητών. Ο χρόνος μέσα στο διαστημόπλοιο κυλά πιο αργά λόγω της βαρύτητας της μαύρης τρύπας.



Σε κάθε μία περιστροφή γύρω από τη μαύρη τρύπα οι αστροναύτες θα μετρούν λιγότερο χρόνο από κάθε άλλον που βρίσκεται εδώ στη Γη. Με αυτό το τρόπο το διαστημόπλοιο και το πλήρωμά του ταξιδεύουν στο μέλλον. Φανταστείτε ότι το διαστημόπλοιο ταξιδεύει συνεχώς γύρω από τη μαύρη τρύπα για πέντε δικά τους χρόνια. Οπουδήποτε αλλού (και στη Γη) θα έχουν περάσει δέκα χρόνια. Όταν θα επιστρέψουν πίσω στη Γη θα αντικρύσουν όλους τους γήινους κατοίκους γερασμένους κατά δέκα χρόνια, ενώ οι αστροναύτες θα μεγαλώσουν μόνο κατά πέντε. Με αυτό το τρόπο ταξίδεψαν στο μέλλον κατά πέντε χρόνια.Έτσι λοιπόν μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα είναι από μόνη της μια χρονομηχανή. Δεν είναι όμως και πολύ πρακτική. Έχει κάποια πλεονεκτήματα σε σχέση με τις σκουληκότρυπες στο γεγονός κυρίως πως δεν προκαλεί παράδοξα και επιπλέον δεν προκαλεί το φαινόμενο της ανατροφοδότησης που έχουμε πει πιο πάνω. Όμως είναι τρομερά επικίνδυνη. Αφενός βρίσκεται πολύ μακριά από μας και αφετέρου δεν μας ταξιδεύει και πολύ μακριά στο μέλλον. Ευτυχώς όμως υπάρχει και άλλος τρόπος ταξιδιού στο χρόνο δίνοντάς μας την ελπίδα ότι μια μέρα θα φτιάξουμε μια πραγματική μηχανή του χρόνου.
Απλά θα πρέπει να ταξιδέψετε πολύ μα πολύ γρήρορα. Πολύ γρηγορότερα από την ταχύτητα διαφυγής γύρω από μια μαύρη τρύπα. Αυτό συμβαίνει επειδή στο σύμπαν υπάρχει ένα ακόμα παράξενο γεγονός. Υπάρχει μια ανώτατη κοσμική ταχύτητα ίση με 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο (περίπου 300.000 χιλ/δευτερόλεπτο) γνωστή ως η ταχύτητα του φωτός. Τίποτα δεν μπορεί να κινηθεί γρηγορότερα από αυτή την ταχύτητα και αυτό το γεγονός έχει αποδειχτεί και αποτελεί μια βασική αρχή της επιστήμης. Είτε το πιστεύετε είτε όχι, ταξιδεύοντας με ταχύτητα πολυ κοντά στην ταχύτητα του φωτός στην ουσία ταξιδεύετε στο μέλλον.
Για να εξηγήσουμε γιατί συμβαίνει αυτό, ας σκεφτούμε ένα σύστημα μεταφοράς σαν αυτό που χρησιμοποιούν σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας. Φανταστείτε μια τροχιά επάνω στη Γη, στην οποία ταξιδεύει ένα πολύ γρήγορο τρένο. Θα χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα αυτού του φανταστικού τρένου ώστε να φτάσουμε όσο πιο κοντά γίνεται στην ταχύτητα του φωτός και να δούμε έτσι πώς το τρένο μετατρέπεται σε μια χρονομηχανή. Μέσα στο τρένο οι επιβάτες έχουν εισητήριο one-way to the future. Σιγά σιγά το τρένο αρχίζει να επιταχύνει. Σύντομα αυξάνει την ταχύτητά του και αρχίζει να πραγματοποιεί περιστροφές γύρω από τη Γη όλο και πιο γρήγορα.
Προκειμένου να προσεγγίσει την ταχύτητα του φωτός το τρένο κυκλώνει τη Γη γρήγορα. Επτά φορές την περίμετρο της Γης κάθε δευτερόλεπτο. ΄Οσο δυνατή μηχανή και αν διαθέτει, ποτέ δεν θα μπορέσει να φτάσει την ταχύτητα του φωτός, μιας και οι νόμοι της φυσικής το απαγορεύουν. Ας πούμε ότι πλησιάζει αρκετά αυτή την ταχύτητα. Αυτή τη στιγμή όμως κάτι ασυνήθιστο συμβαίνει. Ο χρόνος μέσα στο τρένο κυλά πιο αργά σε σχέση με το χρόνο που μετρούν οι κάτοικοι της Γης. Όχι τόσο όσο στο διαστημόπλοιο της μαύρης τρύπας, αλλά πιο αργά. Όλα μέσα στο τρένο βρίσκονται σε αργή κίνηση.
Αυτό συμβαίνει για να μην παραβιαστεί το όριο ανώτατης ταχύτητας και δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε το γιατί. Ας φανταστούμε ένα κοριτσάκι πάνω στο τρένο που τρέχει προς την κατεύθυνση κίνησης του τρένου. Στην συνολική ταχύτητα του παιδιού προστίθεται και αυτή του τρένου. Άρα θα μπορούσαν οι δύο αυτές ταχύτητες να δώσουν συνολικά την μέγιστη ταχύτητα του φωτός? Η απάντηση είναι όχι. Οι νόμοι της φύσης το απαγορεύουν και το εμποδίζουν να συμβεί με το να επιβραδύνουν το χρόνο εντός του τρένου.
Το μικρό παιδί δεν μπορεί λοιπόν να φτάσει την ταχύητητα του φωτός. Ο χρόνος πάντα θα επιβραδύνεται ώστε να αποτρέψει το γεγονός αυτό. Έτσι προκύπτει η πιθανότητα να ταξιδέψουμε στο χρόνο προς τα εμπρός, προς το μέλλον.
Φανταστείτε ότι το εν λόγω τρένο αναχωρεί από το σταθμό στις 1 Ιανουαρίου 2050. Το τρένο ταξιδεύει με τον τρόπο που αναφέραμε, κάνοντας πολλές περιστροφές γύρω από τη Γη με μια πολύ μεγάλη ταχύτητα που πλησιάζει αυτή του φωτός. Το τρένο σταματά το ταξίδι του γύρω από τη Γη την Πρωτοχρονιά του 2150. Οι επιβάτες θα έχουν ζήσει μόνο μία εβδομάδα επειδή ο χρόνος εντός του τρένου έχει επιβραδυνθεί πάρα μα πάρα πολύ λόγω της τρομερά μεγάλης ταχύτητας. Όταν θα αποβιβαστούν από το τρένο θα αντικρίσουν έναν πολύ διαφορετικό κόσμο από αυτόν που άφησαν το έτος 2050. Μέσα σε μία εβδομάδα ταξίδεψαν 100 χρόνια στο μέλλον. Φυσικά το να κατασκευαστεί ένα τέτοιο τρένο είναι μάλλον αδύνατο. Παρόλα αυτά έχουμε καταφέρει να κατασκευάσουμε κάτι που μοιάζει με την κίνηση του τρένου στον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων του κόσμου στο CERN που βρίσκεται στα γαλλοελβετικά σύνορα στη Γενέβη της Ελβετίας.
Βαθιά κάτω από τη Γη, μέσα σε ένα κυκλικό τούνελ 16 μίλια μακρύ βρίσκεται μια δέσμη τρισεκατομμυρίων μικροσκοπικών σωματιδίων. Όταν ανεβάζουμε την ισχύ τα σωματίδια επιταχύνονται μέχρι την ταχύτητα των 60.000 μιλίων ανά ώρα μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου. Όσο αυξάνουμε την ισχύ τόσο πιο γρήγορα επιταχύνονται τα σωματίδια κάνοντας 11.000 περιστροφές το δευτερόλεπτο που αντιστοιχεί σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός (μέχρι το 99,99% αυτής). Την στιγμή αυτή τα σωματίδια ταξιδεύουν στο χρόνο. Το γνωρίζουμε από την εξαιρετικά βραχύβια ύπαρξή τους (των pi-mesons). Κανονικά θα έπρεπε να αποσυντεθούν μετά από 25 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Αλλά όταν επιταχύνονται σε τόσο υψηλές ταχύτητες αποσυντίθενται μετά από χρόνο 30 φορές μεγαλύτερο από το σύνηθες.
Είναι τόσο απλό. Εάν θέλουμε να ταξιδέψουμε στο μέλλον απλά πρέπει να το κάνουμε με πάρα πολύ μεγάλες ταχύτητες. Πραγματικά μεγάλες. Όσο το σκέφτομαι, ο μόνος τρόπος να το πετύχουμε αυτό είναι μόνο στο διάστημα. Το γρηγορότερο διαστημόπλοιο που το χειρίζονταν απευθείας ανθρώπινο χέρι ήταν το Apollo 10. Έφτασε τα 25.000 μίλια την ώρα. Για να ταξιδέψουμε στο μέλλον πρέπει να βρούμε συσκευή που να ταξιδεύει 2.000 φορές γρηγορότερα από το Apollo 10. Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα πραγματικά τεράστιο διαστημόπλοιο, αρκετά μεγάλο ώστε να μεταφέρει το καύσιμο που απαιτεί ένα τέτοιο ταξίδι. Για να φτάσουμε στην ταχύτητα του φωτός ή έστω πολύ κοντά σε αυτή θα χρειαζόντουσαν έξι ολόκληρα χρόνια με πλήρη ισχύ των μηχανών αυτού του διαστημοπλοίου.
Η αρχική του επιτάχυνση θα ήταν μικρή εξαιτίας του τεράστιου βάρους και μεγέθους του. Σταδιακά θα αυξάνει την ταχύτητά του καλύπτοντας όλο και μεγαλύτερες αποστάσεις στο διάστημα. Μέσα σε μία εβδομάδα από την εκτόξευση θα έφτανε μέχρι τους εξωπλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Σε δύο χρόνια θα είχε το μισό της ταχύτητας του φωτός και θα βρίσκονταν πολύ μακρύτερα από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος. Μετά από άλλα δύο χρόνια θα ταξίδευε με ταχύτητα ίση με 90% αυτής του φωτός. Στα 30 τρισεκατομμύρια μίλια από τη Γη και τέσσερα χρόνια από την εκτόξευσή του το διαστημικό όχημα θα ξεκινούσε το ταξίδι του στο χρόνο. Για κάθε μία ώρα μέσα στο όχημα, εδώ στη Γη θα περνούσαν δύο. Μια παρόμοια δηλαδή κατάσταση με αυτή του διαστημόπλοιου γύρω από την μεγάλη μαύρη τρύπα.
Ύστερα από άλλα δύο χρόνια πλήρους ισχύους μηχανών το όχημα θα φτάσει το 99 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός. Έχοντας αυτή την ταχύτητα, κάθε μία μέρα εντός του διαστημοπλοίου θα ισούται με έναν ολόκληρο χρόνο στη Γη. Έτσι το όχημά μας θα ταξίδευε πραγματικά στο μέλλον.
Η επιβράδυνση (συστολή) του χρόνου έχει ακόμα ένα πλεονέκτημα. Σημαίνει πως, θεωρητικά τουλάχιστον, θα μπορούσαμε να ταξιδεύουμε πολύ μεγάλες αποστάσεις στη ζωή μας. Ένα ταξίδι στα πέρατα του γαλαξία μας θα διαρκούσε 80 χρόνια. Το πραγματικό όμως ταξίδι βρίσκεται στο να αποκαλύψουμε πόσο παράξενο είναι το ίδιο το σύμπαν. Ένα σύμπαν στο οποίο ο χρόνος κυλά με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέρη. Ένα σύμπαν όπου μικροσκοπικές σκουληκότρυπες υπάρχουν παντού τριγύρω μας. Ένα σύμπαν, τέλος, όπου χρησιμοποιώντας την γνώση μας περί των φυσικών φαινομένων, μπορούμε να γίνουμε πραγματικοί ταξιδιώτες του χρόνου, ταξιδιώτες της τέταρτης διάστασης.



Δημοσίευση σχολίου

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...