Paradoksy podróży w czasie

Gratulacje! Masz wehikuł czasu! Możesz wyskoczyć, by zobaczyć dinozaury, być w Londynie na koncercie Beatlesów na dachu, usłyszeć, jak Jezus wygłasza Kazanie na Górze, ocalić książki z Biblioteki Aleksandryjskiej lub zabić Hitlera. Przeszłość i przyszłość są w Twoich rękach. Wszystko, co musicie zrobić, to wejść do środka i nacisnąć czerwony przycisk.

Czekajcie, nie róbcie tego!

Poważnie, jeśli cenicie swoje życie, jeśli chcecie chronić tkankę rzeczywistości – uciekajcie na wzgórza! Fizyka i logiczne paradoksy będą waszą zgubą. Od paradoksu dziadka po prawa mechaniki klasycznej, przygotowaliśmy kompleksowy przewodnik po zagrożeniach związanych z podróżami w czasie. Strzeż się niebezpieczeństw, które na ciebie czyhają.

Wyczerpujący przewodnik po zagrożeniach związanych z podróżami w czasie. Maszyna z „Wehikułu czasu” H. G. Wellsa. Kredyt: .

Paradoks dziadka

Chcesz zmienić rzeczywistość? Najpierw zastanówcie się dobrze nad wkładem waszych dziadków w wasze życie.

Paradoks dziadka zasadniczo opisuje następującą sytuację: Z tego czy innego powodu postanowiliście cofnąć się w czasie i zabić swojego dziadka w młodości. Tak, jasne, oczywiście, że go kochasz – ale to jest eksperyment naukowy; nie masz wyboru. Tak więc twoja babcia nigdy nie urodzi twojego rodzica – a zatem ty nigdy się nie urodzisz, co oznacza, że nie możesz zabić swojego dziadka. O rany! To niezła sprzeczność!

Rozszerzona wersja paradoksu dotyczy praktycznie każdej pojedynczej zmiany, jakiej nasz hipotetyczny podróżnik w czasie dokona w przeszłości. W chaotycznej rzeczywistości nie wiadomo, jakie będą konsekwencje każdego kroku w rzeczywistości, z której się przybyło. Tak jak motyl trzepoczący skrzydłami w Amazonii może spowodować tornado w Teksasie, nie ma sposobu, aby przewidzieć, co jeden zły ruch z twojej strony może zrobić dla całej historii, nie mówiąc już o tak drastycznym posunięciu jak zabicie kogoś.

Jest możliwe rozwiązanie tego paradoksu – ale anuluje ono wolną wolę: Nasz podróżnik w czasie może robić tylko to, co już zostało zrobione. Więc nie martw się – wszystko co zrobiłeś w przeszłości już się wydarzyło, więc nie jest możliwe, abyś zabił dziadka, lub stworzył jakąkolwiek sprzeczność w inny sposób. Innym rozwiązaniem jest to, że działania podróżnika w czasie doprowadziły do rozszczepienia wszechświata na dwa wszechświaty – jeden, w którym podróżnik w czasie się urodził, i drugi, w którym zamordował dziadka i się nie urodził.

Przechodzenie informacji z przyszłości do przeszłości powoduje podobny paradoks. Powiedzmy, że ktoś z przyszłości, kto ma na uwadze mój najlepszy interes, próbuje mnie ostrzec, że fortepian zaraz spadnie mi na głowę na ulicy, albo że mam rodzaj raka, który jest uleczalny, jeśli zostanie wykryty wystarczająco wcześnie. Z powodu tego ostrzeżenia mógłbym podjąć kroki, aby zapobiec temu zdarzeniu – ale wtedy nie ma powodu, aby odsyłać z powrotem informacje z przyszłości, które ratują mi życie. Kolejna sprzeczność!

Marty znajduje się w gorącej wodzie kąpany z paradoksem dziadka, z 'Powrotu do przyszłości’ 1985

Załóżmy teraz, że informacja jest inna: Bogatszy ja z przyszłości buduje wehikuł czasu, aby dać znać mi z końca lat 90-tych, że powinienem kupić akcje małej firmy o nazwie „Google”, dzięki czemu mogę zbić fortunę. Jeśli mam wolną wolę, to znaczy, że mogę odmówić. Ale przyszły ja wie, że już to zrobiłem. Czy mam wybór, ale muszę zrobić to, o co sam siebie proszę?

Pętla czasowa

W książce All You Zombies pisarza science fiction Roberta A. Heinleina, Bohater zostaje wysłany w czasie, aby zapłodnić młodą kobietę, która później okazuje się być nim, po operacji zmiany płci. Potomstwem tego połączenia jest sam młody człowiek, który spotka się w młodszym wieku i zabierze go z powrotem do przeszłości, aby zapłodnić wiesz kogo.

Zrozumiałeś? To tylko jeden ze skrajnych przykładów pętli czasowej – sytuacji, w której zdarzenie z przeszłości jest przyczyną zdarzenia w innym czasie, a także jego skutkiem. Prostszym przykładem może być podróżnik w czasie dający młodemu Williamowi Shakespeare’owi kopię kompletnych dzieł Szekspira, aby mógł je skopiować. Jeśli tak się stanie, to kto jest genialnym autorem Makbeta?

Zjawisko to jest również znane jako Paradoks Bootstrapa, oparty na innej historii Heinleina, który porównał go do osoby próbującej podciągnąć się za sznurowadła (wyrażenie, które z kolei pochodzi z klasycznej książki Zaskakujące przygody barona Munchausena). Słowo „paradoks” jest tu nieco mylące, ponieważ w pętli nie ma sprzeczności – istnieje ona w sekwencji zdarzeń i sama się zasila. Jedyną sprzecznością jest porządek rzeczy, który znamy, gdzie przyczyna prowadzi do skutku i nic dalej, a pytanie „jak to wszystko się zaczęło?”

Terminator 2 (1991). Zmiennokształtny android (Arnold Schwarzenegger) niszczy samego siebie, aby przerwać pętlę czasową, w której sama jego obecność w teraźniejszości umożliwiła jego produkcję w przyszłości

Podróżnicy w czasie – gdzie oni wszyscy się podziali?

W 1950 roku, podczas lunchu fizyk Enrico Fermi słynnie zapytał: „Jeśli we Wszechświecie istnieje inteligentne życie pozaziemskie – to gdzie oni są?” wskazując, że nigdy nie spotkaliśmy kosmitów ani nie natknęliśmy się na dowody ich istnienia, takie jak sygnały radiowe, które byłyby dowodem istnienia społeczeństwa technologicznego. Moglibyśmy postawić to samo pytanie o podróżników w czasie: „Jeśli podróże w czasie są możliwe, to gdzie są wszyscy podróżnicy w czasie?”

Pytanie to, znane jako Paradoks Fermiego, jest pytaniem ważnym. W końcu, jeśli byłoby możliwe podróżowanie w czasie, czy nie wpadlibyśmy na grupę obserwatorów z przyszłości w krytycznych momentach historii? Mało prawdopodobne jest założenie, że wszyscy oni zdołali się doskonale ucharakteryzować, nie popełniając żadnych błędów w konstrukcji noszonych ubrań, akcencie, słownictwie itp. Inna opcja jest taka, że podróże w czasie są możliwe, ale używa się ich z najwyższą ostrożnością i ścisłą kontrolą, ze względu na wszystkie niebezpieczeństwa, o których tu mówimy.

Ale gdzie są wszyscy? Obraz włoskiego fizyka Enrico Fermiego – Emilio Segrè Visual Archives SPL

28 czerwca 2009 roku fizyk Stephen Hawking przeprowadził eksperyment naukowy, który miał odpowiedzieć na to pytanie raz na zawsze. Przyniósł przekąski, balony i szampana i zorganizował tajne przyjęcie tylko dla podróżników w czasie – ale wysłał zaproszenia dopiero następnego dnia. Jeśli nikt się nie pojawi, to będzie to dowód na to, że podróże w czasie do przeszłości nie są możliwe. Zaproszenia nie dotarły. „Siedziałem i czekałem przez jakiś czas, ale nikt nie przyszedł” – relacjonował na Festiwalu Nauki w Seattle w 2012 roku.

Wielokrotni podróżnicy w czasie podważają również możliwość istnienia stałej i spójnej linii czasu, zakładając, że przeszłość rzeczywiście można zmienić. Wyobraźmy sobie, na przykład, zacięte derby pomiędzy najlepszymi klubami, Hapoel Jerycho i Maccabi Jerycho. Pierwotnie wygrywało Maccabi, więc kibic Hapoelu cofnął się w czasie i zdołał doprowadzić do zwycięstwa swojej drużyny. Fani Maccabi nie poddali się i zrobili to samo. Wkrótce cały stadion wypełnił się podróżnikami w czasie i paradoksami.

Podróż w jedną stronę czy w obie strony?

Gdy rozważamy podróż, jest ona zawsze ciągła – z punktu A do punktu B, przez wszystkie punkty pomiędzy. Podróże w czasie powinny być takie same: podróżnicy wsiadają do swojej maszyny, naciskają przycisk i przechodzą z czasu A do czasu B, przez wszystkie czasy pomiędzy. Ale jest pewien haczyk: jeśli podróżujemy tylko w czasie, to dla przypadkowego obserwatora wehikuł czasu stale istnieje w tej samej przestrzeni pomiędzy punktami w czasie. W rezultacie nasza podróż jest jednokierunkowa, a podróżujący w czasie utkną w przyszłości lub przeszłości, ponieważ maszyna sama zablokuje im drogę powrotną. I to jeszcze zanim zaczniemy się zastanawiać, jak w ogóle zbudować tę rzecz w pierwszej kolejności, jeśli ona już istnieje w miejscu, w którym chcemy ją zbudować.

Jeśli tak jest, to nie ma innego wyboru, jak tylko założyć, że istnieje jakiś sposób na przeskakiwanie z czasu do czasu lub miejsca do miejsca i materializowanie się w miejscu przeznaczenia. Skąd nasza maszyna będzie „wiedziała”, żeby przeskoczyć do pustego obszaru i uniknąć zmaterializowania się w ścianę lub żywe stworzenie, które miało pecha zajmować to samo miejsce? Pasażerowie niewątpliwie będą potrzebowali skutecznego sprzętu nawigacyjnego i obserwacyjnego, aby zapobiec nieszczęśliwym wypadkom w punkcie wejścia.

Czy podróżując z jednego punktu w czasie do drugiego pasażerowie przechodzą przez wszystkie momenty pomiędzy nimi? Dobre pytanie! Zdjęcie:

Zaawansowane podróże w czasie

Oprócz problemów, jakie podróże w czasie stwarzają dla każdego, kto stara się utrzymać w porządku pojęcie przyczyny i skutku, podróżnicy w czasie mogą również napotkać – lub już napotkali – inne wyzwania ze strony fizyki, nawet klasycznej.

Jedną z kwestii, którą trzeba rozważyć podczas podróży w czasie, a którą pisarze science fiction zwykle wolą ignorować dla wygody, jest kwestia przybycia do określonego miejsca docelowego w czasie i tego, co by się tam z nami stało.

Zazwyczaj zakłada się, bez dobrego powodu, że jeśli ktoś podróżuje w czasie, to wyląduje w tym samym miejscu, ale w innym czasie – przeszłym lub przyszłym. Ale tu właśnie trafiamy na przeszkodę: Ziemia obraca się wokół Słońca z prędkością 110 000 km/h, a sam Układ Słoneczny porusza się po swojej trajektorii wokół galaktyki z prędkością 750 000 km/h. Jeśli przeniesiemy się w czasie nawet na kilka sekund i pozostaniemy w tych samych współrzędnych przestrzeni, prawdopodobnie znajdziemy się w przestrzeni kosmicznej i być może uda nam się nawet rzucić okiem na okolicę przed śmiercią. Nasz wehikuł czasu będzie musiał wziąć pod uwagę ten ruch ciał niebieskich i umieścić nas dokładnie we właściwym miejscu w przestrzeni.

Tylko to może być rozwiązane, ponieważ podróże w czasie, w każdym przypadku, odbywają się między dwoma punktami w czterowymiarowej czasoprzestrzeni. Zgodnie z ogólną teorią względności, teoretyczną podstawą podróży w czasie, przestrzeń i czas są pojedynczym bytem fizycznym, znanym jako czasoprzestrzeń. Byt ten może być zagięty i zniekształcony – w rzeczywistości sama grawitacja jest zewnętrzną manifestacją zniekształcenia czasoprzestrzeni.

Pan Czasu ,Doktor Who wyjaśnia, czym dokładnie jest „czas” (Doctor Who, Season 3, Chapter 10: Blink).

Podróże w czasie byłyby możliwe, gdybyśmy mogli stworzyć zamkniętą pętlę czasoprzestrzenną, lub gdybyśmy mogli przejść z jednego punktu do drugiego przez skrót zwany „Wormhole”. W każdym razie nie byłoby to tylko przemieszczanie się z jednego punktu w czasie do drugiego, ale także przemieszczanie się przez przestrzeń. Tak więc, od samego początku, podróż nie odbywa się tylko w czasie, ale koniecznie zawiera punkt docelowy w przestrzeni, który oczywiście będziemy musieli zaprogramować w naszej maszynie

W praktyce sytuacja jest bardziej skomplikowana – zwłaszcza jeśli chcemy udać się w odległą przeszłość lub daleką przyszłość. Prędkości ciał niebieskich, a nawet kształt Ziemi i struktura kontynentów, mórz i gór na jej powierzchni, zmieniają się z biegiem lat. A ponieważ nawet drobne odchylenie w naszej wiedzy o przeszłości może nas wylądować w jądrze Ziemi, w przestrzeni kosmicznej lub gdzie indziej, co natychmiast skraca oczekiwaną długość życia do zera – podróże w czasie stają się rosyjską ruletką.

Jak podróżować w czasie i pozostać przy życiu

Załóżmy, że poradziliśmy sobie z tym problemem i udało nam się dotrzeć dokładnie do takiego punktu czasoprzestrzeni, który może podtrzymać życie. Uwaga – jeszcze tam nie dotarliśmy; wciąż musimy zająć się pędem.

Moment jest wielkością konserwowaną, która w zasadzie reprezentuje potencjał ciała do kontynuowania ruchu z prędkością i w kierunku, w którym już się porusza. Jeśli mielibyśmy wyskoczyć z jadącego samochodu (nie daj Boże!), zachowanie pędu jest tym, co spowodowałoby, że stoczylibyśmy się na ziemię i prawdopodobnie zostalibyśmy ranni (w najlepszym przypadku). I tak, jeśli przeskoczymy w czasie – powiedzmy miesiąc wstecz – i wylądujemy dokładnie w tym samym punkcie na Ziemi, odkryjemy, ku naszemu przerażeniu, że nawet jeśli zaczęliśmy nieruchomo w stosunku do ziemi, teraz ziemia pod nami porusza się szybko pod takim czy innym kątem w naszą stronę. Tak więc, nawet jeśli mielibyśmy szczęście nie rozbić się natychmiast przy uderzeniu, to prawdopodobnie uderzymy w jakąś przeszkodę. A gdybyśmy jakimś cudem przeżyli, to szybko okazałoby się, że spłoniemy w atmosferze lub będziemy łapać powietrze w przestrzeni kosmicznej – ponieważ znacznie przekroczyliśmy prędkość ucieczki z Ziemi.

Wciąż musimy sobie radzić z kwestią pędu w naszych podróżach w czasie / Ilustracja,

Możliwym rozwiązaniem tego problemu jest zaplanowanie naszego punktu lądowania z wyprzedzeniem, tak aby prędkość naziemna była równa wielkości i kierunkowi naszej prędkości wylotowej, ale to nakłada wiele ograniczeń na naszą podróż. Zawsze moglibyśmy skoczyć w przestrzeń kosmiczną, gdzie nie ma prawie żadnych ruchomych obiektów, na które moglibyśmy wpaść, a dopiero potem wylądować ponownie w punkcie docelowym na Ziemi.

Powiedziawszy to wszystko, problem ten pojawia się głównie wtedy, gdy założymy, że przeskakiwanie w czasie jest natychmiastowe – że znikamy z jednego punktu w czasie i natychmiast pojawiamy się w innym, bez utraty masy, energii czy pędu. Ponieważ jednak „realistyczna” podróż w czasie nie jest natychmiastowa, a raczej polega na podróżowaniu wzdłuż czasoprzestrzeni, nie różni się od innych rodzajów podróży. W związku z tym możemy mieć nadzieję, że będziemy mogli dostosować naszą prędkość do pożądanej wartości i kierunku przed lądowaniem, tak jak statek kosmiczny zwalnia przed lądowaniem na planecie.

Powinniśmy również pamiętać, że na szczęście będziemy mieli dostęp do potężnej technologii, która pozwoli nam poradzić sobie z takimi problemami: Sama technologia podróży w czasie. Na przykład, możemy zdecydować się na wysłanie tysięcy maleńkich sond przed siebie, każda do nieco innego punktu w czasoprzestrzeni. Niektóre z nich, a może nawet większość, zostaną zniszczone z jednego z powodów, o których była już mowa. Pozostałe będą cierpliwie czekać do chwili obecnej, a następnie wprowadzą swoje zaprogramowane współrzędne do wehikułu czasu. Tak więc z definicji miejsce docelowe będzie dla nas bezpieczne, może z wyjątkiem irytującego deszczu sond uderzających w podróżników. Dla samych podróżników cały proces będzie natychmiastowy.

Gramatyka podróży w czasie

Na koniec dochodzimy do pytania: Jak właściwie mówić o podróżach w czasie? Trzy czasy – przeszły, teraźniejszy i przyszły – są niewystarczające, aby rozmawiać o przyszłym wydarzeniu, które miało miejsce w przeszłości z kimś, kto jest w teraźniejszości, która jest przeszłością innego człowieka i przyszłością jeszcze innego. A jakiego czasu gramatycznego należy użyć, gdy mówimy o alternatywnej przyszłości, która powstałaby po tym, jak zabiliśmy naszego dziadka? Albo jak wyrażamy czas przyszły-przeszły (lub przeszły-przyszły, lub przeszły-przyszły-przeszły?), kiedy utkniemy w pętli czasowej, gdzie to, co się wydarzy, prowadzi do tego, co już miało miejsce, i tak dalej? I oczywiście największe pytanie, z którym od lat borykają się redaktorzy i tłumacze języka hebrajskiego – czy naprawdę istnieje coś takiego jak present continuous?

To skomplikowane.

Arguing about tenses and a time machine, The Big Bang Theory, Season 8, Episode 5, 2014

W swojej książce, The Restaurant at the End of the Universe, pisarz science fiction Douglas Adams sugeruje swoim czytelnikom, aby skonsultowali (autorstwa Dr. Dana Streetmentionera) Time Traveler’s Handbook of 1001 Tense Formations (autorstwa Dr. Dana Streetmentionera), aby znaleźć odpowiedzi na te pytania. To wszystko jest bardzo dobre, ale, Adams mówi nam, „większość czytelników dociera tak daleko jak Future Semi-Conditionally Modified Subinverted Plagal Past Subjunctive Intentional zanim się poddaje; i w rzeczywistości w późniejszych wydaniach książki wszystkie strony poza tym punktem zostały pozostawione puste, aby zaoszczędzić na kosztach druku.”

Jeśli, mimo wszystko, nadal zamierzasz podróżować z powrotem do Góry Synaj lub lądowania na księżycu Apollo 11 – pozwól nam wtedy życzyć Ci bon voyage, i proszę pozdrów Neila Armstronga!

.