Ταξίδια στον χρόνο

ΑΠΟ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΟΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ

Σωτήρης Σόρογκας, Καμένο καΐκι στο Λαύριο (μέρος δίπτυχου), κάρβουνο και ακρυλικό χρώμα σε καμβά, 150 x 200 εκ.

ΤΟΥ ΧΡΗΣΤΟΥ ΛΑΣΚΟΥ

PAUL DAVIES, Χρονομηχανές, Μετάφραση: Θεοφάνης Γραμμένος, εκδ. Τραυλός, σελ. 180

Η διάκριση μεταξύ παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος είναι απλώς μια, έστω επίμονη, ψευδαίσθηση

Άλμπερτ Αϊνστάιν

Η έννοια του χρόνου είναι από τις πιο θεμελιώδεις για τον προσανατολισμό μας στον κόσμο. Σύμφωνα με τον Καντ, ως γνωστόν, από κοινού με τον χώρο αποτελούν τις μορφές της αισθητικότητας, το πλαίσιο, δηλαδή, εντός του οποίου οργανώνεται όλη η ανθρώπινη εμπειρία. Κι όσο κι αν ο «υποκειμενικός ιδεαλισμός» του μπορεί να υποστεί διαφόρων ειδών κριτική δεν υπάρχει αμφιβολία πως, σε ό,τι αφορά τη βαρύτητα που του αποδίδει αναφορικά με την ανθρώπινη αντίληψη, η άποψή του είναι απολύτως βάσιμη.

Η κοινή αντίληψη ταυτίζει τον χρόνο με κάποιο είδος ροής, κίνησης σε μια κατεύθυνση. Από το παρελθόν προς το μέλλον, με το παρόν να συνιστά ένα σημείο μετάβασης χωρίς διάρκεια, ο χρόνος εκτυλίσσεται ακολουθώντας την πορεία ενός προσανατολισμένου βέλους. Η υποκειμενική αίσθηση του χρόνου, λοιπόν, τον διακρίνει με σαφήνεια σε δύο περιοχές, το παρελθόν, που «έχει περάσει» και το μέλλον που «έρχεται». Το παρόν είναι το αδιάστατο όριο των δύο περιοχών.

Να, όμως, που ένας από τους πλέον αρμόδιους να διατυπώσει άποψη σχετικά, ο Αϊνστάιν, στο αρχικό παράθεμα, φαίνεται να έχει μια εντελώς διαφορετική εικόνα. Γι’ αυτόν, η προφανής διάκριση μεταξύ παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος, αυτή η αυτονόητη αλήθεια, που μοιραζόμαστε όλοι, δεν είναι παρά μια απλή ψευδαίσθηση!

Τι μπορεί, όμως, να σημαίνει αυτό;

Η σημασία, λοιπόν, αυτής της διατύπωσης είναι πως, στην πραγματικότητα, παρελθόν, παρόν και μέλλον αντιστοιχούν σε διαφορετικές περιοχές του τετραδιάστατου χωροχρονικού συνεχούς, που ταυτίζεται με το Σύμπαν και, από αυτήν την άποψη, είναι «διαρκώς παρόντα» ως τμήματα αυτού του συνεχούς. Με άλλα λόγια, παρελθόν και μέλλον θα μπορούσε να είναι «ανά πάσα στιγμή» επισκέψιμα, όπως ακριβώς ισχύει και για διαφορετικές περιοχές του χώρου. Που σημαίνει πως, όπως μπορούμε να μεταβούμε στο Παρίσι στις 24 Αυγούστου 2016, εξίσου μπορούμε να φανταστούμε και την «παρουσία» μας στις ίδιες χωρικές συντεταγμένες (το Παρίσι) σε ένα μέλλον, π.χ. στις 24 Αυγούστου του 12016, που, βάσει του «ρυθμού» με τον οποίο κυλάει ο δικός μας χρόνος φαίνεται καταρχήν απαγορευμένη. Όπως, ίσως, να βρεθούμε «πίσω», στις 24 Αυγούστου του 1572, και να παραστούμε μάρτυρες της σφαγής των Ουγενότων, στην τρομερή Νύχτα του Αγίου Βαρθολομαίου.

Γίνονται, όμως, αυτά; Ή συνιστούν επιστημονική φαντασία – με κάποια φυσικομαθηματική υποστήριξη, ίσως, αλλά πάντως φαντασία;

Η απάντηση που δίνει ο Ντέιβις είναι πως γίνονται, καλύτερα πως, από πολλές απόψεις, συμβαίνουν. Και όχι μόνον αυτό. Η έρευνά του καταλήγει να προτείνει και τεχνικές λύσεις, προκειμένου όχι μόνο να αποδεχτούμε τη δυνατότητα των ταξιδιών στον χρόνο, αλλά και να τα πραγματοποιήσουμε.

Η αλήθεια είναι ότι η σύγχρονη Φυσική, από τον 20ό αι. κι έπειτα, είναι απολύτως συμφιλιωμένη με κάτι τέτοιο. Η Θεωρία της Σχετικότητας έχει αποδείξει, χωρίς καμιά αμφιβολία και από πειραματική άποψη, πως «το ταξίδι στο μέλλον» είναι διαρκής πραγματικότητα. Όπως είναι γνωστό, ένα από τα καταστατικά της πορίσματα είναι η απόρριψη της έννοιας του απόλυτου χρόνου, ομοιογενούς και ίδιου σε ολόκληρο το Σύμπαν, που είχε κυριαρχήσει μετά από την εμφάνιση της Νευτώνειας Μηχανικής, αυτής που ακόμη διδασκόμαστε στα σχολεία. Αυτής, επιπλέον, που καθοδηγεί τα διαστημόπλοιά μας στις περιηγήσεις τους στο Ηλιακό Σύστημα – και πέρα από αυτό.

Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, λοιπόν, «ο ρυθμός με τον οποίο ρέει ο χρόνος» εξαρτάται από μια σειρά παράγοντες, που τον καθορίζουν, σχετικοποιώντας τον. Είναι διαφορετικός, ανάλογα με την ταχύτητα του σημείου, στο οποίο αναφερόμαστε, όπως διαφοροποιείται και ανάλογα με την θέση στο εσωτερικό ενός πεδίου βαρύτητας. Όταν, π.χ. η ταχύτητα προσεγγίζει το ανώτατο φυσικό όριο της ταχύτητας του φωτός, εμφανίζεται το φαινόμενο της διαστολής του χρόνου. Πράγμα που συμβαίνει, επίσης, και όταν το σημείο βρίσκεται σε περιοχή πολύ ισχυρής βαρύτητας. Για να το κάνουμε περισσότερο σαφές, ας προσφύγουμε για λίγο στους αριθμούς.

Έστω πως δύο τριαντάχρονα δίδυμα αδέλφια αποφασίζουν σήμερα να ελέγξουν την Θεωρία της Σχετικότητας αναφορικά με την πρόβλεψή της για διαστολή του χρόνου σε ταχέως κινούμενα συστήματα. Προκειμένου γι’ αυτό, η πρώτη επιβιβάζεται σε ένα διαστημόπλοιο που ταξιδεύει με ταχύτητα ίση με 99% της ταχύτητας του φωτός, προς τον αστέρα του Barnard σε απόσταση 6 ετών φωτός, ενώ ο δεύτερος παραμένει στη Γη. Το ταξίδι μαζί με την επιστροφή διαρκεί 12 χρόνια, όπως τα μετράει αυτός που έμεινε πίσω, σε «χρόνο Γης», δηλαδή. Για την ταξιδιώτισσα, όμως, μόλις που έχουν περάσει 2 χρόνια. Πράγμα που σημαίνει πως ο ένας είναι, κατά την συνάντησή τους 42 χρονών, ενώ η δίδυμη αδελφή του 32!

Ξεπερνώντας τον «παράδοξο» χαρακτήρα αυτής της περιγραφής κατανοούμε πως αυτό που έχουμε δεν είναι παρά ένα ταξίδι της αστροναύτισσας στο μέλλον της Γης κατά δέκα χρόνια. Αυξάνοντας κατάλληλα την ταχύτητα του ταξιδιού μπορούμε να κινηθούμε σε οποιαδήποτε μελλοντική χρονολογία. Έτσι, θα ήταν δυνατόν να μεταφερθούμε 1000 χρόνια «μπροστά», στην αντίστοιχη, με τη σημερινή, μέρα του 3016, ταξιδεύοντας λιγότερο από έξι μήνες, αν πιάναμε ταχύτητα ίση με το 99,99999% της ταχύτητας του φωτός. Αυξάνοντάς την θα μπορούσαμε να πάμε 800000 χρόνια στο μέλλον, στη Γη των Ελόι και των Μόρλοκ, που προτείνει ο Τζωρτζ Χέρμπερτ Γουέλς στην περίφημη Μηχανή που ταξιδεύει μέσα στα χρόνια. Και ανάλογα εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον προσαρμόζοντας την ταχύτητά μας στην κατάλληλη τιμή.

Αξιοποιώντας, από την άλλη, την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, μπορούμε να πετύχουμε τα ίδια αποτελέσματα με τη μεταφορά σε σημεία του χώρου, όπου ασκούνται ισχυρά πεδία βαρύτητας. Αν η δίδυμη αδελφή μεταβεί κοντά στον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας,, όπως συνέβαινε στο πρόσφατο κινηματογραφικό Interstellar του Κρίστοφερ Νόλαν, η διαστολή του χρόνου εμφανίζεται με τα ίδια χαρακτηριστικά, αρκεί να επιλεγεί η κατάλληλη απόσταση από τον ορίζοντα. Πράγμα που σημαίνει ότι το ταξίδι στο μέλλον θα πραγματοποιηθεί με «βαρυτική» και όχι «κινητική» αιτιολογία, όπως προηγουμένως.

Αναρίθμητα πειράματα έχουν αποδείξει πως το ταξίδι στο μέλλον, όπως περιγράφεται με τους όρους της Σχετικότητας, είναι δυνατό και συμβαίνει συνεχώς. Προκειμένου να το πραγματοποιήσουμε για τη δική μας μεταφορά το μόνο που μένει είναι η αντιμετώπιση τεχνικών λεπτομερειών, δύσκολων, αλλά κάθε άλλο παρά ανυπέρβλητων.

Τι γίνεται, όμως, με το ταξίδι «πίσω», στο παρελθόν; Υπάρχει κάτι που εμποδίζει αυτήν την μετάβαση, δημιουργώντας μια καταστατική ασυμμετρία σε σχέση με την κίνηση στο μέλλον; Η απάντηση, λοιπόν, είναι όχι! Η Φυσική δεν απαγορεύει καμιά «ταξιδιωτική διαδρομή». Τίποτε δεν αποκλείει τη δυνατότητα να βρεθούμε δίπλα στον Ξέρξη στο όρος Αιγάλεω, στις 22 Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ., μάρτυρες της Ναυμαχίας της Σαλαμίνας. Ή 65 εκατομμύρια χρόνια πριν, λίγο πριν ο μετεωρίτης τερματίσει βίαια την Εποχή των μεγάλων ερπετών, ανοίγοντας χώρο στην δική μας εξέλιξη ως ανθρώπινο είδος. Οι Χρονομηχανές επιμένουν αναλυτικά να δείξουν και πρακτικούς τρόπους προκειμένου να υλοποιηθεί ένα τέτοιο ταξίδι.

Αν για παράδειγμα βρεθούμε κοντά σε έναν άπειρου μήκους περιστρεφόμενο κύλινδρο τότε μπορούμε να «αξιοποιήσουμε» κλειστούς χρονικούς βρόχους, που επιτρέπουν τη μετάβαση στο παρελθόν. Το πιο δημοφιλές, ωστόσο, θεωρητικό «εγχείρημα» ταξιδιού στο παρελθόν – και από την ταινία Επαφή του Ρόμπερτ Ζεμέκις, βασισμένη στο μυθιστόρημα του Καρλ Σάγκαν- είναι αυτό μέσω μιας σκουληκότρυπας (wormhole), η οποία ενώνει δύο οσοδήποτε μακρινά, από χωροχρονική άποψη, σημεία του Σύμπαντος μέσω μιας σήραγγας, που παρακάμπτει την απόσταση στρεβλώνοντας εντονότατα τα τοπολογικά χαρακτηριστικά της. Η είσοδός της είναι μια μαύρη τρύπα, η οποία, υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις, δεν καταλήγει σε μια άπειρης πυκνότητας καταστροφική ανωμαλία (singularity), στο «τέλος του χώρου και του χρόνου», αλλά, μέσα από ένα στόμιο, στην «έξοδο» σε ένα άλλο σημείο του Σύμπαντος (ή σε ένα άλλο Σύμπαν;).

Ο Ντέιβις παρέχει πολλές πληροφορίες σχετικά με το πώς θα μπορούσε να κατασκευαστεί μια διαβατή χωροχρονική σήραγγα. Τόσες που στο τέλος αρχίζει να εμφανίζει κάθε άλλο παρά εξαιρετικά ή «παράδοξα» χαρακτηριστικά, για να μην πω πως αποκτά μια σχεδόν κοινότοπη εικόνα.

***

Δεν θα πρέπει, ωστόσο, να θεωρηθεί πως οι Χρονομηχανές είναι ένα βιβλίο Φυσικής αποκλειστικά, που αγνοεί το προφανές φιλοσοφικό ενδιαφέρον του θέματος. Κάθε άλλο! Ο Ντέιβις αφιερώνει το τελικό κεφάλαιο, με τίτλο «Πώς να βγάλετε νόημα με όλα αυτά» στα σχετικά πραγματικά (αναπόφευκτα;) οντολογικά και γνωσιολογικά παράδοξα.

Όπως σημειώνει, «[ί]σως το πιο γνωστό από αυτά είναι εκείνο στο οποίο ο ταξιδιώτης του χρόνου πηγαίνει πίσω στον χρόνο και δολοφονεί […] τη μητέρα του. Το πρόβλημα, τότε, είναι προφανές. Αν η μητέρα του πεθάνει προτού γεννήσει, τότε ο χρονοταξιδιώτης δεν θα υπάρξει ποτέ. Όμως, στην περίπτωση αυτή, είναι αδύνατον να διαπράξει τη δολοφονία. Άρα, αν η γυναίκα ζήσει, στο μέλλον θα δολοφονηθεί, αλλά, αν πεθάνει, στο μέλλον δεν θα δολοφονηθεί!». Στην πραγματικότητα, σε περιπτώσεις σαν κι αυτή, παρελθόν και παρόν συμπλέκονται μέσα από λογικά ασυνεπείς αιτιακούς βρόχους, που οδηγούν σε προφανείς ασυνέπειες ή και ανοησίες. Όσο εύκολο είναι, ωστόσο, να το χαρακτηρίσουμε τόσο δύσκολο είναι να το προσεγγίσουμε αναλυτικά.

Ο Ντέιβις το κάνει με πολύ ικανοποιητικό τρόπο, εμπλέκοντας στη συζήτηση προβληματισμούς επιστημολογικούς, σκέψεις αναφορικά με την «ελεύθερη βούληση» (της οποίας η απουσία θα έλυνε πολλές από τις αντιφάσεις), καθώς και εφαρμογές από την κβαντομηχανική θεωρία των πολλών κόσμων. Πολύ συχνά, μάλιστα, έχουμε μπροστά στα μάτια μας υψηλού επιπέδου φιλοσοφική ανάλυση.