Tidsreiser er et av de mest spennende fantasikonseptene. Men det reiser mange spørsmål - både for fysikere og filosofer - og kan også føre til forskjellige paradokser. Det "myrdede bestefarparadokset" er en av dem.
Begrepet tidsreiser brukes i full gang i litteratur og kino, uansett sjanger. Ofte i sentrum av alle slike historier er endringene gjort av den reisende til fortidens hendelser, som fører til reelle katastrofer i fremtiden. Det er verdt å huske minst historien om Ray Bradbury "And Thunder Rocked".
Dette dilemmaet, også kjent som det drapssiktede bestefarparadokset, representerer fysikernes og filosofens viktigste innvending mot tidsreiser: et mulig krenkelse av kausaliteten. Og mens tidsreise fremdeles er spekulasjoner, diskuteres de sannsynlige resultatene av brudd på årsakssammenheng og hvordan naturen kan forhindre dem blant forskere som Stephen Hawking og Kip Thorne.
Hva er det "myrdede bestefarparadokset"
The Murdered Grandfather Paradox presenterer en hypotetisk situasjon der en tidsreisende reiser tilbake i tid og gjør noe som får ham til aldri å eksistere (vanligvis anses den utilsiktede døden til den reisendes bestefar), eller en hendelse som gjør hans reise umulig … Paradokset skyldes at denne personen aldri ble født. Og siden han aldri eksisterte, hvordan kunne han gå tilbake i tid og drepe bestefar? Dermed fører selve ideen om tidsreiser til et mulig brudd på årsakssammenheng - regelen om at en årsak alltid går foran en effekt.
I følge spesiell relativitet går fortiden (årsaken) alltid fremtiden (effekten) / Helen Klus.
La oss forestille oss et scenario der en talentfull ung oppfinner - la oss kalle ham Eugene - lager en tidsmaskin i 2018. Siden Eugene aldri kjente bestefaren, bestemmer han seg for å reise tilbake i tid for å møte ham. Etter nøye undersøkelser finner han ut nøyaktig hvor bestefaren hans var - fremdeles ung og singel - klokka 15:43 22. november 1960. Han kommer inn i tidsmaskinen og begynner reisen.
Salgsfremmende video:
Dessverre tar Zhenya alt bokstavelig talt, og da han fant ut hvor bestefaren hans ville være, dro han til akkurat dette stedet. Han "lander" akkurat der bestefaren skulle være i det øyeblikket … med et veldig forutsigbart resultat. Etter en rask DNA-test innser han at det virkelig var faren til faren, kommer tilbake i bilen og venter på at han forsvant.
Hva du skal gjøre videre
Fysikere og filosofer har foreslått flere løsninger på paradokset. Novikovs selvkonsistensprinsipp, utviklet på 1970-tallet av den russiske fysikeren Igor Dmitrievich Novikov (Evolution of the Universe, 1979), antyder å bruke geodesiske linjer for å beskrive tidens krumning (omtrent hvordan romets krumning er beskrevet i Einsteins generelle relativitetsteori). Disse lukkede, tidslignende kurvene vil ikke bryte noen årsakssammenhenger som er på samme kurve. Prinsippet forutsetter også at tidsreiser bare vil være mulig i områder der disse lukkede kurvene er til stede - for eksempel i nærvær av ormehull, som beskrevet av Kip Thorne og kollegene i deres papir fra 1988 Wormholes, Time Machines and the Weak Energy Condition (Wormholes, Tidsmaskiner og den svake energitilstanden). I dette tilfellet vil hendelser være sykliske og selvgående. Dette innebærer igjen at tidsreisende ikke ville være i stand til å endre fortiden - enten det er gjennom en slags fysiske barrierer eller mangelen på muligheten til å ta et slikt valg. Så uansett hvor hardt Eugene prøvde, ville han ikke ha klart å lande bilen sin på akkurat dette tidspunktet, selv om han plutselig var fast bestemt på å drepe bestefaren.
Igor Dmitrievich Novikov / Fotoarkiv for GAISh MSU.
Denne ideen ble senere utvidet av Caltech-studentene Fernando Esheverria og Gunnar Klinghammer i samarbeid med Kip Thorn. I artikkelen deres presenterte de en biljardkule kastet i fortiden gjennom et ormhull langs en bane som til slutt ville forhindre ham fra å komme inn i den. De hevdet at de fysiske egenskapene til ormhullet ville endre banen til ballen på en slik måte at den ikke kunne forstyrre seg selv, eller at ballen ikke kunne komme inn i ormhullet på grunn av faktisk forstyrrelse utenfra.
Hvis du følger Novikovs teori, blir handlinger som den gang reisende har gjort, blitt en fullstendig bragd, og observatører kan ikke se disse hendelsene i Cauchy-horisonten.
Da han kom tilbake til 2018, oppdager vår Evgeny at familiens hus har forsvunnet, så vel som andre spor etter dets eksistens. Etter å ha lest om Novikovs teori og biljardkuler fra Caltech-forskere, forbanner han universet for passivitet. Og i dette øyeblikket innser han at kanskje ikke universet grep inn, siden dette krevde en viss korrigerende handling. Han løper tilbake til tidsmaskinen for å endre sine egne handlinger og redde fremtiden.
Esheverria og Klinkhammer-løsning / Wikipedia.
Novikovs løsning kan se noe langsiktig ut, siden den definitivt krever mange mekanismer som fremdeles er ukjente for fysikk. Det er av denne grunn at det vitenskapelige samfunnet avviser denne løsningen av "myrdet bestefarparadoks".
Kan det være en mer økonomisk løsning på paradokset, bygget på allerede eksisterende aspekter av fysikk introdusert av andre teorier? Det viser seg at en hypotese som mangeverdens tolkning av kvantemekanikk kan gi den.
Mange-verdens tolkning av kvantemekanikk skynder seg
Mange-verdens tolkning av kvantemekanikk ble foreslått av Hugh Everett III på 1950-tallet som en løsning på bølgefunksjonens kollaps-problem som ble observert i Youngs berømte to-spalte eksperiment.
Når det beveger seg gjennom spalten, kan et elektron beskrives med en bølgefunksjon med en begrenset sannsynlighet for å passere enten spalte 1 eller spalte 2. Når et elektron vises på skjermen, ser det ut som en uskarp bølge. Og i andre tilfeller manifesterer det seg som en partikkel. Dette kalles bølgefunksjon kollaps. Med andre ord ser det ut til at bølgen forsvinner, og en partikkel forblir på sin plass. Dette er på sin side en nøkkelfaktor i Københavns tolkning av kvantemekanikk. Men forskere forsto ikke hvorfor bølgefunksjonen kollapset.
Everett stilte et annet spørsmål: kollapser bølgefunksjonen i det hele tatt?
Han presenterte en situasjon der bølgefunksjonen fortsetter å vokse eksponentielt uten å kollapse. Som et resultat anskaffer hele universet en av to mulige tilstander: "verdenen" der partikkelen passerte gjennom spalte nr. 1, og "verden" der partikkelen gikk gjennom spalte nr. 2. Everett hevdet at den samme "inndelingen" av stater oppstår i alle kvantehendelser, der flere utfall eksisterer i forskjellige verdener i en superposisjonstilstand. Bølgefunksjonen for oss ser ut som den kollapser, siden vi lever i en av disse verdenene som ikke er i stand til å samhandle med hverandre.
Diagram over inndelingen av verdener i henhold til mange-verdens tolkning av kvantemekanikk / Wikipedia.
Når Eugene ankommer 1960, er universet delt. Han er ikke lenger i den verdenen han kom fra (la det være verden nr. 1). I stedet skapte han og okkuperte en ny verden. Når han reiser til fremtiden, beveger han seg sammen med kronologien i denne verden. Han eksisterte aldri i det, og drepte faktisk bestefaren aldri. Hans bestefar fortsetter å eksistere ved god helse i verden nr. 1.
Oppsummer
Ingen av de foreslåtte løsningene og hypotesene gjør selvfølgelig tidsreiser til virkelighet. Einsteins spesielle relativitetsteori og begrensningene i hastigheten til et masseobjekt utgjør alvorlige hindringer for dette. De gir imidlertid interessante løsninger på puslespillet. Ironisk nok kommer den mest sannsynlige løsningen på det "myrdede bestefarparadokset" fra en enkelt fysisk hypotese, som har gitt opphav til enda mer fantastiske historier enn mange andre ideer og hypoteser uttrykt av forskere det siste århundret.
Merkelig nok kan tolkningen av mange verdener også svare på et annet forhold forbundet med tidsreiser. Hvis slik teknologi noensinne kommer til å være noe mer enn fantasi, hvor er da de reisende? Hvorfor har de ikke kommet til oss for å fortelle oss om oppdagelsen deres?
Det sannsynlige svaret er at vi lever i en eldgammel verden der tidsmaskiner er bestemt til å bli opprettet. Og oppfinnere og deres medreisende havner ganske enkelt i andre verdener, som de selv genererer. Hvis dette er sant, vil oppfinnelsen av tidsmaskinen føre vår verden til at mange fysikere og oppfinnere vil forsvinne fra den.
Vladimir Guillen
