A Queenslandi Egyetem egyik hallgatója, Germain Tobar még 2020-ban olyan úttörő felfedezést tett, amely megváltoztathatja azt, ahogy az időutazásról gondolkodunk. Tobar a témavezetőjével, Dr. Fabio Costa fizikussal együtt megtalálta a módját a hagyományos dinamika és az Einstein-féle relativitáselmélet ellentmondásainak az összeboronálásra – megnyitva ezzel az utat a paradoxonmentes időutazás, mint lehetőség előtt – olvasható a sajtóközleményben.

Na de, kezdjük az elején: egyáltalán miért feszül ellentmondás a klasszikus fizika és az Einstein-féle relativitáselmélet között? A klasszikus dinamika szerint, ha egy rendszer állapotát egy adott időpontban ismerjük, akkor ki tudjuk számolni a rendszer teljes történetét – például ha ismerjük a Földön egy, a gravitációs erő hatására zuhanó objektum aktuális helyzetét és sebességét, akkor bármely időpontra ki tudjuk számolni az aktuális helyzetét. Ennek számos gyakorlati jelentősége akad: ennek segítségével modellezhetjük a folyadékok áramlását vagy küldhetünk az űrbe rakétákat. Einstein általános relativitáselmélete szerint azonban létezhet időhurok – tehát olyan esemény, amely egyszerre létezhet a saját múltjában és a jövőjében. Ez a lehetőség viszont így tehát a feje tetejére állíthatja a hagyományos modellt. A megoldás tehát a kétféle modell összeegyeztetésére lehetne a fizika Szent Gráljaként is emlegetett egyesített elmélet -- ennek kidolgozásáig viszont a két feltevés egyszerre nem lehet igaz. Legalábbis az eddigi feltételezések szerint.

Tobar és Dr. Costa eredményei ugyanis épp azért jelentősek, mert a számításaik alapján elképzelhető, hogy az esemény olyan logikus úton módosítják magukat, amellyel elkerülik a rendszer következetlenségeit vagy önellentmondásait – tehát a klasszikus paradoxonokat. Ezek a paradoxonok azok, amik miatt az időutazást még elvi szinten is kizártnak tartották, és szemléltetésként általában a nagypapa-paradoxont szokták felhozni, ami bár rendkívül közismert, de azért most gyorsan összefoglaljuk: A nagypapa-paradoxon lényege, hogy ha valaki visszautazik a múltba, és megöli a saját nagyapját, mielőtt az még gyereket vállalhatott volna, az elvileg azzal jár, hogy az időutazó sem születhet meg, és így a gyilkosságot sem követheti el.

Tobar és Dr. Costa a számításaik szemléltetésére egy 2020-ban aktuálisabb témát, a világjárványt vették elő: lehetséges-e egy időutazónak megakadályozni a járvány kitörését? Ehhez egy időutazónak nem is kell mást tennie, csak megakadályoznia, hogy a zéró-páciens elkapja a vírust. Ezzel azonban ismét egy paradoxont kapunk: ha visszautazunk az időben, és sikeresen megállítjuk a Covid kitörését, akkor a jelenben már nem lesz okunk visszautazni az időben, hogy megállítsuk a járványt, mivel nem volt járvány.

A fizikusoknak minderre jellemzően kétféle válaszuk akad: az egyik tehát, hogy épp a hasonló paradoxonok miatt az időutazás lehetetlen. A másik válasz, hogy az időutazónak lényegében nincs szabad akarata a múltban, tehát nem tehet semmi olyat, ami megváltoztatná az események addig ismert végkifejletét. A mostani számítások azonban egy harmadik megoldásra utalnak: ez alapján az események képesek logikus módon hozzáigazodni az időutazók tetteihez. Mit jelent mindez a Covid-ot megakadályozni kívánó időutazó szempontjából? Azt, hogy el lehet érni, hogy a zéró páciens ne fertőződjön meg, de ebben az esetben a vírust valaki más kapja el, akár az időutazó maga – magyarán mindig lesz egy zéró páciens. Ez viszont azt is jelenti, hogy a járvány mindig végigsöpör a világon, és az időutazónak mindig lesz oka visszautazni az időben, hogy ezt megakadályozza. Magyarán az események a beavatkozás hatására újrakalibrálják maguk, és így sem a végkifejlet nem változik meg (ami megfelel a hagyományos fizika felvetésének), sem pedig az időutazó nem veszti el a szabad akaratát.

Mindez persze csak az időutazás egyik módja. Egy másikhoz meg kell ismerkednünk a féreglyukak egy speciális fajtájával, azokkal a féreglyukakkal, melyek nem a tér két pontját, hanem Stephen Hawking felvetése alapján az idő két pontját kötik össze: ezek a CTC-k (closed time-like curve vagy magyarul: zárt, időszerű görbe). Ez az elmélet már sokkal inkább a kvantumfizika irányából közelíti meg a kérdést, ami szerint tehát egy eseménynek többféle lehetséges végkimenetele is feltételezhető eltérő előfordulási valószínűségekkel. Ez vezet el minket a kvantumfizika „sok világ” értelmezéséhez, amely alapján tehát ezen végkimenetelekre mind sor kerül egymással párhuzamos idősíkokon.

Mindez 1991-ig csak egy olyan elméleti játék volt, amihez szívesen nyúltak adott esetben a sci-fi szerzők – ekkor azonban egy fizikus, David Deutsch kimutatta, hogy míg a párhuzamos idősíkok általában nem képesek kölcsönhatásba lépni egymással, a helyzet megváltozik egy CTC közelében, amikor egy féreglyuk visszazárul önmagába. Itt, ahogy a sci-fi írók elképzelték, a különböző idővonalak keresztezhetik egymást – így amikor egy CTC visszakanyarodik a múltba, az már egy másik idősík múltja. Vagyis megölhetjük a nagyapánkat, megállíthatjuk a világjárványt, és ezzel ráadásul az események végkimenetelére is hatással lehetünk, de mindez egy másik idősíkon fogja kifejteni a hatását.

Talán meglepő, de Deutsch megoldását 2014-ben kísérletileg is letesztelték: 2014-ben a Queenslandi Egyetem egyik csapata egy egyszerűbb időutazási forgatókönyvet vizsgált meg, amely viszont hasonló logikai paradoxonnal járt. Az elképzelés az volt, hogy egy szubatomi részecskének vissza kell mennie az időben ahhoz, hogy átváltsa a kapcsolót, amely a részecske létrejöttét eredményezte – ha a kapcsoló nem fordul át, a részecske eleve nem is létezhet.

Deutsch elméletének egyik fő felvetése, hogy a különböző valószínűségeknek önkonzisztensnek kell lenniük. A queenslandi kutatás esetén például ha 50:50 az esélye annak, hogy a részecske visszautazik az időben, akkor annak is 50:50 az esélye, hogy a kapcsoló átfordul, hogy létrehozza a szóban forgó részecskét. Időgép hiányában a kutatók kísérletet hajtottak végre egy fotonpárral, amelyről azt állították, hogy logikailag egyenértékű egyetlen fotonnal, amely visszautazik az időben, hogy „létrehozza” saját magát. A kísérlet sikeres volt, az eredmények pedig igazolták Deutsch önkonzisztencia-elméletét.

Az időutazás esetén elő szokott kerülni egy másik jelenség is, az úgynevezett pillangó hatás. A pillangó hatás egy közismert fogalom a chaos theory (káoszelmélet) területén, amely azt jelenti, hogy apró változások a kezdeti feltételeknél (pl. egy pillangó csapkodása a dél-amerikai esőerdőben) óriási következményekkel járhat a jövőben (pl. a Dominó-elv szerűen beindított meteorológiai események vége egy óriási esőzés lehet az Egyesült Államokban). A pillangó effektus lényege tehát az, hogy kis változásoknak is nagyon nagy hatásai lehetnek a jövőben, amit nehéz előrejelezni. Ez az időutazás esetén azért szokott előkerülni, mivel a pillangó hatás így arra utal, hogy a múlt legkisebb mértékű változtatása is beláthatatlan mód és akár gigantikus mértékben befolyásolhatja a jövőt – de tényleg így van?

Bizonyos mértékben ezt a feltételezést tehát már a 2020-as számítások kizárták, mivel ezek szerint tehát az események hozzáigazodnak a beavatkozáshoz anélkül, hogy a végkimenetel megváltozna, de a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban végzett közelmúltbeli kísérletek is azt erősítik meg, hogy a történelem menete jóval rugalmasabb, mint azt a pillangóeffektus sugallná – és mint ahogy az mondjuk a Vissza a jövőbe filmekben előkerült. A kutatók kvantumszámítógép segítségével szimulálták az időutazást a múltba, ahol szándékosan roncsoltak egy információt – ez a számítási megfelelője annak, ha valaki mondjuk rátapos egy pillangóra a jura korszakban. A filmek történetével ellentétben viszont a számítógépes szimuláció „jelenében” a megjelenő hatás viszonylag kicsinek és jelentéktelennek bizonyult, tehát közel sem járt drámai konzekvenciákkal.

(Kép: Pixabay/TheDigitalArtist)