Podróż w czasie: instrukcja obsługi

Marty! Nie myślisz w czterech wymiarach!
– Tak, mam z tym problemy.
„Powrót do przyszłości III”

Wszyscy jesteśmy podróżnikami w czasie – z każdym ruchem sekundnika pokonujemy dokładnie sekundę ku przyszłości. Zgodnie z wiedzą współczesnej fizyki nie da się odwrócić kierunku tej podróży.

Jednak jej tempo może być różne dla różnych osób.

Chodnik zwany życiem

Aby pojąć tę koncepcję, najprościej podmienić czas na przestrzeń, w której przemieszczamy się intuicyjnie i ze swobodą. Wyobraźmy sobie bardzo długi (w istocie: nieskończonej długości) chodnik ruchomy, poruszający się naprzód z prędkością 1 m/s. Po jego prawej stronie znajduje się identyczny ruchomy chodnik, poruszający się w tę samą stronę, jednak dwukrotnie szybciej. Uznajmy, że chodnik lewy odpowiada układowi odniesienia naszej planety. Stojąca na nim osoba pokona w ciągu godziny 3600 m. W ciągu doby 86,4 km. A w ciągu roku 31 536 km.

Wyobraźmy sobie następnie, że na owym lewym chodniku-zwanym-życiem rodzą się bliźnięta. Na nieruchomej poręczy oddzielającej chodniki oznaczamy markerem moment ich narodzin oraz wszystkie kolejne urodziny. Dziesiąte urodziny oznaczamy więc 315 tys. km od miejsca przyjścia bliźniąt na świat. Jedno z bliźniąt zostaje jednak tuż po urodzeniu przekazane rodzinie zastępczej jadącej na prawym chodniku. Ze względu na tempo poruszania się tego chodnika – 2 m/s względem nieruchomej poręczy lub 1 m/s względem chodnika lewego – ów „prawy” bliźniak dotrze do miejsca, w którym oznaczone są dziesiąte urodziny bliźniaka „lewego”, dokładnie po pięciu latach.

Z punktu widzenia „lewego” bliźniaka spotkanie z o połowę młodszym bliźniakiem mogłoby faktycznie sprawiać wrażenie podróży w czasie – i to „wstecz” (ku przeszłości)! Brat „prawy” mógłby z kolei uznać, że – skoro ogląda swego własnego brata bliźniaka starszego o pięć lat – niechybnie nastąpiła podróż w czasie „naprzód” – ku przyszłości…

Prawda jest jednak taka, że obaj bracia nieustannie przemieszczają się zawsze do przodu. A za efekt „podróży w czasie” odpowiedzialne jest po prostu różne tempo ich podróży.

Zasada „to se ne vrati”

Metafora chodnika ruchomego, choć ma swoje ograniczenia, świetnie ujmuje podstawową własność współczesnego naukowego rozumienia czasu. Możną ją wyrazić lakonicznie jako zasadę „to se ne vrati”. Jeśli pozostawimy w pewnym momencie kreskę na poręczy, oznaczając jakieś ważne zdarzenie w naszym życiu, to bez względu na to, jak kreatywnie będziemy przeskakiwać pomiędzy chodnikami ruchomymi – wolniejszymi lub szybszymi – nigdy więcej na tę kreskę nie natrafimy. Możemy oddalać się od niego wolniej lub szybciej. Zawsze jednak będziemy się od niego oddalać.

Jeśli czytając ten tekst, zaczynasz odczuwać rosnący niepokój, jesteś w dobrym towarzystwie. Można by się choćby zastanawiać, czy bliźniak „prawy” w ogóle natrafi po pięciu latach na kreskę oznaczającą dziesiąte urodziny swojego brata? Przecież brat „lewy” powinien „w tym samym momencie” znajdować się wiele kilometrów wcześniej, zdmuchując właśnie pięć świeczek i stawiając odpowiedni znak na barierce.

To właśnie tego typu rozumowanie skierowało początkowo Alberta Einsteina ku wizji „Wszechświata-bloku”, w którym wszystkie zdarzenia, przeszłe i przyszłe, istnieją tak samo realnie, a poszczególni obserwatorzy po prostu przesuwają się po różnych trajektoriach w owym zamrożonym, ustalonym, „gotowym” Wszechświecie. Ja, piszący ten tekst, miałbym być tworem równie realnym i aktualnym, co ja piszący swoje pierwsze dyktando w Szkole Podstawowej nr 2 w Będzinie, czy Hun Attyla galopujący po azjatyckim stepie.

Ten tekst pisany jest jednak dla praktyków, a nie teoretyków podróży w czasie. Zastanówmy się więc, jak – w zgodzie z wielokrotnie potwierdzonymi eksperymentalnie teoriami fizyki – samemu dołączyć do tego grona, zamiast roztrząsać prastare paradoksy. Istnieją dwa podstawowe znane nauce sposoby na manipulowanie tempem upływu czasu, przewidywane przez – kolejno – szczególną i ogólną teorię względności. Pierwszy polega na wykorzystywaniu prędkości. Drugi – grawitacji.

Jak podróżować w czasie ku przyszłości (metoda pierwsza)

1. Zbuduj wygodną rakietę.
2. Rozpędź ją do prędkości 299 777 km/s (99,995 proc. prędkości światła).
3. Podróżuj pół roku, oddalając się od Ziemi.
4. Zawróć.
5. Podróżuj pół roku w kierunku Ziemi.
6. Wyląduj bezpiecznie.

Podróżnik, który postanowi spędzić rok w tego typu podróży, wyruszając dziś, powróci na Ziemię w roku 2115 – starszy o rok.

Jak podróżować w czasie ku przyszłości (metoda druga)

1. Zbuduj zgniatarkę do gwiazd.
2. Zgnieć Słońce albo inną wybraną gwiazdę do postaci kuli o sześciokilometrowej średnicy.
3. Spędź rok w wygodnej rakiecie unoszącej się niecały metr nad powierzchnią owej kuli.
4. Wróć na Ziemię.

Podróżnik, który spędzi rok w warunkach tak olbrzymiej grawitacji, z jaką oddziaływałaby podobna kula, jeśli wyruszy dziś, również powróci na Ziemię w roku 2115 – starszy o rok.

Jak podróżować w czasie ku przeszłości

1. Zrewolucjonizuj fizykę (plus, na wszelki wypadek, logikę).
2. Po powrocie koniecznie zgłoś się po Nobla i na wywiad do działu naukowego „Tygodnika”. ©

Dr ŁUKASZ LAMŻA jest filozofem przyrody i popularyzatorem nauki, specjalizuje się w kosmologii i astrofizyce. Członek Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych, redaktor działu naukowego „TP”.

ŁUKASZ ŁAMŻA