Időutazás – A sc-fi és a tudomány határán

Amióta Herbert George Wells, angol író, a sci-fi egyik megteremtője (a másik a francia Jules Verne volt) 1895-ben megírta Az időgép című tudományos-fantasztikus regényét, megannyi sci-fi elbeszélés, regény, film, filmsorozat dolgozta fel az időutazás témáját. De vajon mindez alaptalan fantáziálás? Nem éppen. Ugyanis a kiváló, Nobel-díjas német elméleti fizikus, Albert Einstein 1905-ben közzétette a speciális, majd 1915-ben az általános relativitáselméletét, melyek utóbb bizonyítást is nyertek, és bizony, megengedik az időutazás megvalósítását. S nem egy elméleti fizikus foglalkozik a múltba való visszatérés vagy a jövőbe való előreugrás kérdésével, sőt lehetségesnek is tartják azokat.

Az általános relativitáselmélet szerint a tér és az idő összekapcsolódik, együtt alkotják a téridőt, s a magasság, a szélesség és a hosszúság mellett tulajdonképpen az idő a tér negyedik dimenziója (kiterjedése). Az idő múlásának a gyorsasága pedig nem állandó. A nagy tömegű testek hatalmas tömegvonzásukkal (gravitációs erejükkel) egyrészt meggörbítik maguk körül a teret, másrészt lelassítják az időt. Például a föld magjában, ahol erősebb a gravitáció, lassabban múlik az idő, mint a felszínen, ahol a tömegvonzás már kisebb, így a földmag négy és fél évvel fiatalabb, mint a kéreg. S minél messzebb kerülünk a Föld középpontjától, ha csak kismértékben is, de annál gyorsabban járnak az órák, annál gyorsabban múlik az idő. Emellett nagyon gyors mozgás esetén is lelassul az idő, ezért kell naponta újraállítani a Föld körül nagy sebességgel keringő GPS-műholdakat, hogy mindig pontos helymeghatározásokat adjanak. S mivel a Nemzetközi Űrállomás is igen gyorsan, óránként 28 160 kilométeres sebességgel kering planétánk körül, a hosszabb ideig a fedélzetén tartózkodó űrhajósok is, ha csak nagyon kis mértékben, de lassabban öregszenek, mivel az ő esetükben az idő múlása egy picit lelassul, s pár ezredmásodperccel fiatalabban térnek vissza a Földre, mint ha a bolygónkon maradtak volna.

S mindebből mi következik? Mint tudjuk, a Világegyetemben a fekete lyukak rendelkeznek a legnagyobb gravitációs erővel, így ezek az objektumok görbítik meg a legjobban maguk körül a teret, és lassítják le a legnagyobb mértékben az időt. Ugyanakkor az idő múlása akkor is erősen lelassul, ha egy jövőbeni űrhajó minél jobban meg tudja majd közelíteni a létező legnagyobb sebességet, a fénysebességet (ami vákuumban, vagyis légüres térben 300 ezer kilométer/ másodperc), ezért a benne utazó asztronauták számára is lassabban fog múlni az idő. S ha egy fekete lyukhoz repülnek, melynek közelében szintén lassan múlik az idő, majd biztonságos parkoló pályára állva keringeni kezdenek az objektum körül, ezt követően pedig a fénysebességet megközelítő sebességgel térnek vissza a Földre, akkor az űrhajósok számára ugyan csak évek, vagy pár évtized telt el (melyeket hibernált állapotban töltöttek), de közben a Földön már évszázadok múltak el. Így kozmonautáink a saját jelenükből elindulva megérkeznek a jövőbe, s nemcsak űrutazókká, hanem időutazókká is válnak.

De más módjai is lehetnek az időutazásnak. Willem Jacob van Stockum holland matematikus már 1936-ban előállt egy időgép-elképzeléssel. Szerinte ha egy félvégtelen (tehát anyagában véges) hengert fél fénysebességgel forgatnánk a tengelye körül, akkor ha valami/valaki ezt megkerülné, akkor bizonyos pályákon haladva, visszajut a múltba. Természetesen ez az elképzelés ma még megvalósíthatatlan, sőt talán teljesen megvalósíthatatlan, mivel egyes vélemények szerint fél fénysebességgel való forgatás során akkora centrifugális erő lépne fel, mely darabjaira törve, szétrepítené a hengert. Stockum ötletét aztán 1962-ben továbbfejlesztette Roy Kerr új-zélandi fizikus, aki félvégtelen henger helyett egy forgó fekete lyuk körüli gyűrűt képzelt el, melynél már nem jelent gondot a félvégtelen hossz elérése, mivel a gyűrű önmagába záródik. S szerinte, ha bizonyos irányban megkerüljük ezt a gyűrűt, visszatérhetünk a múltba. Később Kip Stephen Thorne Nobel-díjas amerikai elméleti fizikus, csillagász, író felvetette, hogy egyes kozmikus féregjáratok olyan átjárókat nyithatnak a téridőben, melyek összeköthetik a különböző idősíkokat, így időutazásra lehet használni azokat. A fizikusok lehetségesnek tartják a kozmikus féregjáratok keletkezését, de többségük csak mikroméretűeknek, és instabiloknak, könnyen összeomolhatóknak tartja azokat. Tehát – amennyiben mikroméretűek és instabilak –, akkor először valahogy fel kell azokat nagyítani, majd stabilokká kell őket tenni, amit a hatásai alapján nemrég felfedezett, a Világegyetem gyorsuló tágulásáért felelős, de még teljesen ismeretlen, antigravitációs hatású sötét energia (helyesebb lenne az ismeretlen energia kifejezés) segítségével lehetne a jövőben elérni. Ronald Mallett, az amerikai Connecticut Egyetem elméleti fizika professzora pedig 2001-ben azzal a felvetéssel állt elő, hogy ha elég nagy energiájú lézerfényt gyűrűvé alakítanak egy elég kis térben, akkor ez erősen meggörbíti a teret, s mivel a tér összefügg az idővel, meggörbíti, hurokba hajlítja az amúgy a jövőbe vezető idővonalat, s ezáltal lehetővé teszi a múltba való visszautazást. Ám mindez csak kis térben valósulhat meg, így csupán egy mikroméretű szondát lehetne visszajuttatni a múltba.

A múltba való visszautazáskor azonban fellép a híres nagypapa-paradoxon: ha valaki visszatér nagyapja fiatalkorába, és valahogy megakadályozza, hogy feleségül vegye a nagyanyját, akkor a saját apja vagy anyja, s végső soron ő maga sem születhet meg, tehát nem mehet vissza az időben, hogy megakadályozza nagyapja és nagyanyja egybekelését. És felmerül a kérdés: egy, a múltba visszatérő időutazó megváltoztathatja-e valahogy a történelmet? A kérdésre három lehetséges válasz adható: vagy mégsincs mód a múltba való visszatérésre, vagy van valamilyen, még ismeretlen fizikai törvény, mely megakadályozza a múlt megváltoztatását, vagy létezik a multiverzum, saját Univerzumunk mellett léteznek párhuzamos, egymástól különböző, de egymással összefüggő világegyetemek. A múltba való visszatéréskor pedig nem a saját univerzumunkba, hanem egy párhuzamos világegyetembe térünk vissza, vagy saját történelmünk megváltoztatásakor a mi univerzumunkról hasad le egy újabb párhuzamos világegyetem. A multiverzum ötlete William James amerikai pszichológustól származik, de az elméleti fizika is foglalkozik vele, bár a párhuzamos világegyetemek léte vagy nem léte – legalábbis még – bizonyíthatatlan…

Lesz-e a jövőben időutazás? Ma még a fentebb felvázolt, jövőbe való előreutazás a legelképzelhetőbb, de az is csak akkor, ha majd lesznek fénysebességet megközelítő sebességgel száguldó űrhajók. Ám azt sem állíthatjuk, hogy teljesen kizárt a múltba való visszatérés lehetősége, legalábbis a távoli jövőben. Pár száz éven belül minden kiderül…

Lajos Mihály