In de film Back to the Future deel 2 reizen Marty en Doc van 26 oktober 1985 naar woensdag 21 oktober 2015, da’s dus over drie dagen (zie ook het videofragment onderaan de blog en deze aftelklok). OK het is maar een film, het is maar science fiction, maar toch is het een leuke aanleiding om na te denken over het fenomeen van tijdreizen en over degenen die dat kunnen, de tijdreizigers. Sinds Albert Einstein honderd (-tien) jaar geleden aan kwam zetten met z’n Algemene (Speciale) relativiteitstheorie zijn wetenschappers serieus na gaan denken over de vraag of je door de tijd kunt reizen. Met de relativiteitstheorie in de hand kunnen we in ieder geval vaststellen dat ieders klok relatief gaat ten opzichte van de klok van een ander en dat die klok kan versnellen of vertragen, afhankelijk van je snelheid. Astronauten worden daarom door hun hoge snelheid in de ruimte relatief iets jonger ten opzichte van ons stervelingen hier op aarde, die minder snel bewegen. Maar ja, dat is niet hetzelfde als door de tijd reizen.
Wat ook uit de relativiteitstheorie volgt is de invloed van massa op ruimte en tijd, massa kan beiden vervormen. Eén van de manieren om een voorstelling te maken van iets dat met de lichtsnelheid uitbreidt is de zogeheten lichtkegel, hierboven te zien. Vanuit een bepaald punt wordt licht uitgezonden, dat zich met de lichtsnelheid c naar alle kanten verspreid. Een driedimensionale weergave is op papier of scherm niet mogelijk, dus we maken er een tweedimensionale voorstelling van, waarbij de naar boven gerichte kegel het expanderende licht weergeeft – hoe hoger des te verder in de tijd. Een object – bij voorbeeld een ruimtevaarder – dat hetzelfde pad (‘wereldlijn‘) volgt wordt ’tijdachtig’ genoemd, dat wil zeggen dat het object binnen de kegel blijft. De vraag is nu of zo’n pad zodanig gekromd kan worden dat het uitkomt bij z’n eigen verleden, een pad dat ook wel een closed timelike curve (CTC) wordt genoemd – in het Nederlands een gesloten tijdachtige kromme – en dat er ongeveer zo uitziet:
Links een pad volgens CTC, rechts een normaal pad ( Credit: Ben Tippett and David Tsang).
Het bestaan van zo’n CTC kan volgens de Algemene Relativiteitstheorie niet worden uitgesloten. Het zou kunnen voorkomen in een model dat het Gödel universum wordt genoemd, een heelal dat roteert. In zo’n heelal (wat overigens niet realistisch) is zou zo’n CTC kunnen voorkomen, zoals in onderstaande afbeelding wordt geschetst.
Een CTC pad in een zogeheten Gödel universum.
Het heelal roteert niet, Gödels heelal is slechts een hypothese, maar zwarte gaten roteren wel. En daar kunnen ook CTC’s voorkomen, met name binnen de waarneemhorizon door iets wat frame-dragging wordt genoemd en waarbij de massa van het roterende zwarte gat ruimte en tijd in een draaikolk laat bewegen. De natuurkundige Kip S. Thorne kwam in de jaren tachtig met de theorie dat lichtreizen ook kan met behulp van wormgaten, een idee dat hij in de film Interstellar heeft mogen visualiseren, een heel groot voorrecht voor een natuurkundige. De natuurkundige Ron Mallet beweert in een vakartikel dat zelfs zonder waarneemhorizon CTC’s kunnen voorkomen, een claim die door anderen betwijfeld wordt.
Kortom, in theorie kan tijdreizen, maar of het ook in werkelijkheid kan is sterk de vraag. Doc en Marty zullen we woensdag zeker niet tevoorschijn komen, nou ja in zekere zin wel want beiden leven nog, dertig jaar ouder inmiddels. Of we ooit echte tijdreizigers te zien krijgen moeten we maar afwachten, ik denk het zelf van niet. Tenslotte nog een infografiek over de verschillende manieren van tijdreizen in diverse science fictionfilms.
Source SPACE.com: All about our solar system, outer space and exploration.
Bron: Koberlein.
