Κυριακή, 21 Δεκεμβρίου 2008

Χρονομηχανή και επιστήμη

Χρονομηχανή και Επιστήμη


Κατά την τελευταία δεκαετία είχαμε μια μεγάλη μεταβολή στη στάση της επιστημονικής κοινότητας απέναντι στα ταξίδια στο χρόνο. Αρχικά το βάρος έπεσε στους φυσικούς να αποδείξουν ότι το ταξίδι στο χρόνο ήταν δυνατόν να γίνει. Τώρα το βάρος πέφτει πάλι στους φυσικούς να αποδείξουν ότι πρέπει να υπάρχει ένας νόμος που να απαγορεύει το ταξίδι στο χρόνο.
Γενική Σχετικότητα και Χρονομεταφορά
Κλειστές Χρονοειδείς Καμπύλες


Υποθετικό μοντέλο χρονομηχανής
Το 1949 ένας από τους συναδέλφους του Einstein στο Princeton ήταν ο Kurt Gödel, ένας από τους μεγαλύτερους επιστήμονες της μαθηματικής λογικής της τελευταίας χιλιετίας. Ο Gödel βρήκε μια λύση στις εξισώσεις του Einstein της Γενικής Σχετικότητας στην οποία το Σύμπαν περιστρέφεται. Και εάν το Σύμπαν περιστρέφεται, τότε μέσα σ' ένα διαστημόπλοιο με το οποίο τριγυρίζετε στο Σύμπαν, θα επιστρέφατε πίσω πριν ξεκινήσετε.
Ο Einstein ταράχθηκε πολύ από αυτή την προοπτική. Το ποτάμι του χρόνου όπως πίστευε ο Νεύτωνας ήταν ευθύ και ομοιόμορφο, δεν παρουσίαζε αποκλίσεις, πάντα έρεε με τον ίδιο ρυθμό και μετέφερε τα πάντα μαζί του. Ο Einstein λοιπόν έρχεται και λέει: "Το ποτάμι του χρόνου μπορεί να κάνει και παρεκλίσεις, να επιταχύνεται και να επιβραδύνεται γύρω από τα αστέρια." Το καινούργιο όμως στοιχείο που έδειξε ο Gödel το 1949 ήταν ότι το ποτάμι του χρόνου μπορεί να έχει και δίνες. Οι δίνες αυτές λέγονται στη γλώσσα της φυσικής "κλειστές χρονοειδείς καμπύλες". Για το θέμα αυτό ο Einstein λέει στα απομνημονεύματά του ότι, ναι μεν αυτές είναι λύσεις των εξισώσεών του, αλλά δεν τις παρατηρούμε στη φυσική πραγματικότητα. Το Σύμπαν διαστέλλεται, δεν περιστρέφεται.
Περιστρεφόμενος Κύλινδρος
Οι επιστήμονες τότε κοίταξαν πίσω σε παλιότερες λύσεις των εξισώσεων του Einstein και είδαν ότι και άλλες λύσεις επέτρεπαν επίσης το ταξίδι στο χρόνο. Το 1937 ο W. J. van Stockum θεώρησε έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο απείρου μήκους και έδειξε ότι αν στριφογύριζες γύρω από αυτόν τον κύλινδρο, θα επέστρεφες πριν ξεκινήσεις.
Κοσμικές Σήραγγες ή Σκωληκο-Οπές


Σκωληκο-οπή
Το 1963 ο Roy Kerr, ένας μαθηματικός, βρήκε ότι μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα θα καταρρέει σε ένα δακτύλιο συμπιεσμένης ύλης, όχι σε μια κουκίδα. Αν περάσεις μέσα από τον δακτύλιο, θα μπορούσες να κινηθείς ανάποδα στο χρόνο, ή ακόμα και να βρεθείς σε ένα άλλο σύμπαν. Οι μαθηματικοί αποκαλούν τέτοιους χώρους, πολλαπλά συνεκτικούς χώρους. Οι φυσικοί τους λένε σκουληκότρυπες.


Υποθετικό μοντέλο χρονομηχανής
Κατά το τέλος της δεκαετίας του 1980 ο Kip Thorne και οι συνεργάτες του στο Caltechtook βρήκαν και άλλη μια ακόμα κλάση λύσεων των εξισώσεων του Εinstein στις οποίες κανείς μπορεί να διασχίσει αυτές τις χρονομηχανές. Όπως ένας ανελκυστήρας που συνδέει παράλληλα σύμπαντα, οι λύσεις αυτές έχουν ένα κουμπί ανόδου και ένα κουμπί καθόδου. Κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορούμε να ταξιδέψουμε μέσω αυτών εύκολα, όπως στο σινεμά. Μπορούμε να κοιτάξουμε μέσα από τον καθρέφτη και να γυρίσουμε πίσω.
Μπορούμε να εισέλθουμε στην σκουληκότρυπα αρπάζοντάς την από το κενό, μιας και υπάρχουν παντού. Πιστεύουμε ότι στις πολύ μικρές κλίμακες της τάξης των 10-33 cm, ο χωροχρόνος γίνεται σαν αφρός. Η κύρια δομή σ' αυτές τις κβαντικές αποστάσεις είναι πιθανόν οι σκουληκότρυπες, μικρές φυσαλίδες-σύμπαντα, που ξεπηδούν από το κενό και επιστρέφουν στην ανυπαρξία του κενού. Αν τώρα μπορούσαμε να διαχειριστούμε αυτόν τον κβαντικό αφρό, θα μπορούσαμε να περάσουμε μέσα από μία από αυτές τις φυσαλίδες. Στην αρχική πρόταση του Kip Thorne για μια χρονομηχανή, ο ίδιος λέει ότι ίσως θα μπορούσαμε να φτιάξουμε μια σκουληκότρυπα, αρπάζοντας μια από αυτές τις φυσαλίδες και μεγαλώνοντάς την, την σταθεροποιήσουμε με αρνητική ενέργεια.
Οι σκουληκότρυπες προερχόμενες από το κενό συνδέουν μεταξύ τους τυχαία σημεία του χώρου και χρόνου. Έτσι λοιπόν κανείς δεν ξέρει που θα οδηγούσαν στην άλλη άκρη τους. Οι πιθανότητες λένε ότι οι σκουληκότρυπες είναι πιο πιθανό να συνδέονται με το Σύμπαν σε παλαιότερες στιγμές παρά με το παρόν. Και αν το ένα στόμιο της σκουληκότρυπας είναι ακίνητο σε σχέση με το άλλο, ο χρόνος θα περνάει με τον ίδιο ρυθμό και στα δύο στόμια.

Αρνητική Ενέργεια


Υποθετική χρονομηχανή Αρνητικής Ενέργειας
Η αρνητική ενέργεια είναι ενέργεια κάτω από την ενεργειακή στάθμη του κενού, ή την κατάσταση της απόλυτης ακινησίας. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο παράλληλες αφόρτιστες πλάκες. Λέμε ότι είμαστε στην κατάσταση μηδενικής ενέργειας γιατί τίποτα δεν κινείται. Αλλά αν υπολογίσουμε αυτή την κατάσταση χρησιμοποιώντας κβαντική θεωρία πεδίου, βλέπουμε να υπάρχουν "εικονικά σωματίδια" που χορεύουν παντού. Αυτά τα εν δυνάμει σωματίδια δημιουργούν μια πίεση η οποία είναι μεγαλύτερη στην εξωτερική πλευρά των πλακών, παρά στην εσωτερική. Οι πλάκες συνεπώς έλκονται και τελικά καταρρέουν. Αρχικά όμως οι πλάκες ήταν σε κατάσταση μηδενικής ενέργειας και αφού κατέρρευσαν τώρα βρίσκονται σε κατάσταση μικρότερης ενέργειας δηλαδή αρνητικής. Αυτό είναι το φαινόμενο Casimir. είναι μικροσκοπικό φαινόμενο και χρειαζόμαστε εξεζητημένο εργαστηριακό εξοπλισμό για να το παρατηρήσουμε. Αλλά υπάρχει. Δεν είναι επιστημονική φαντασία. Έχουμε παρατηρήσει αρνητική ενέργεια στο εργαστήριο, και κάτι τέτοιο αποτελεί τον πυρήνα της επιστημονικής αλήθειας στην ταινία "Timeline" του Michael Crichton που έχει ως θέμα της τα ταξίδια στο χρόνο.
Κβαντική Τηλεμεταφορά


Κινηματογραφική Ταινία με τηλεμεταφορά
Κατά τα τελευταία 10 χρόνια έχει γίνει τεράστια πρόοδος στην λεγόμενη κβαντική τηλεμεταφορά. Δεν είναι πια επιστημονική φαντασία. Δεν λέμε βέβαια ότι μπορούμε να στείλουμε έναν άνθρωπο στο χώρο και στον χρόνο. Στέλνουμε μόνο κάποια φωτόνια και μόνο στον χώρο. Σε μερικές δεκαετίες ίσως τηλεμεταφέρουμε κάποιον ιό, αν ο ιός αποτελείται από μερικές εκατοντάδες μορίων. Αλλά σήμερα, αυτό είναι το όριο που μπορούμε να πετύχουμε. Μπορούμε δε να τηλεμεταφέρουμε πράγματα μόνο στο χώρο, όχι στο χρόνο. Η ιδέα όμως να στέλνουμε ένα φαξ αποτελούμενο από ύλη δεν είναι εκτός συζητήσεως. Αυτό φάνηκε και στο βιβλίο μου. Συνεπώς υπάρχει κάποια μικρή αλήθεια εδώ.
Ενέργεια Λειτουργίας Χρονομηχανής
Η ενέργεια που θα κατανάλωνε μία χρονομηχανή κατά την λειτουργία της είναι της τάξης των ενεργειών των άστρων. Θα χρειαζόταν ένας πολιτισμός πολύ πιο προχωρημένος από τον δικό μας, για μπορεί να διαχειριστεί την αρνητική ενέργεια ώστε να δημιουργήσει διόδους προς το παρελθόν. Αν όμως μπορούσαμε να αποκτήσουμε τεράστιες ποσότητες αρνητικής ενέργειας - και αυτό είναι ένα μεγάλο "αν" - τότε θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε μια χρονομηχανή που θα υπακούει στις εξισώσεις του Einstein και ίσως στις εξισώσεις της κβαντικής θεωρίας. Χρειαζόμαστε την θεωρία χορδών για να ελέγξουμε όλες τις αποκλίσεις (δηλ. να σιγουρευτούμε ότι δεν θα ψηθούμε από ένα κατακλυσμό βαρυτονίων όταν ανοίγουμε και κλείνουμε την χρονομηχανή.) Μερικοί λένε ότι τα κβαντικά φαινόμενα είναι ικανά να κάνουν τη μηχανή να ανατιναχτεί. Αλλά τη στιγμή αυτή που μιλάμε το βάρος της απόδειξης έχει μετατοπιστεί: Οι άνθρωποι που είναι σκεπτικιστές για τη δυνατότητα των ταξιδιών στο χρόνο, είναι εκείνοι που πρέπει ν' αποδείξουν ότι κάτι τέτοιο είναι αδύνατο. Και ως τώρα έχουν αποτύχει να το δείξουν.
Παράδοξα της χρονοπεριήγησης
Υπάρχουν περίπου 4 ή 5 κύριες κλάσεις από παράδοξα. Το πιο διάσημο είναι το λεγόμενο παράδοξο των προγόνων, κι έχει να κάνει με το γεγονός ότι, όταν πάμε πίσω στο χρόνο και σκοτώσουμε τους γονείς μας πριν μας γεννήσουν, πως θα μπορούσαμε να γεννηθούμε και να φτιάξουμε τη χρονομηχανή που θα μας γύριζε πίσω στο χρόνο για να τους σκοτώσουμε; Υπάρχουν δύο σχολές σκέψης πάνω σ' αυτό. Πρώτα η Ρωσική σχολή, του Igor Novikov του πανεπιστημίου της Copenhagen, ο οποίος είναι ένας πολύ γνωστός κοσμολόγος. Αυτός προτείνει ότι η ελεύθερη βούληση περιορίζεται κάπως με την επιστροφή στο παρελθόν. Κάτι συμβαίνει που σας εμποδίζει να σκοτώσετε τους γονείς σας πριν γεννηθείτε. Ή ας πούμε ότι πηγαίνετε τόσο πίσω, τότε που οι δυνάμεις της βασίλισσας Ελισάβετ νίκησαν την Ισπανική αρμάδα και δίνετε ένα υποβρύχιο στους Ισπανούς με αυτόματα όπλα. Κάτι τέτοιο θα άλλαζε φυσικά τη ροή της ανθρώπινης ιστορίας και σήμερα θα μιλούσαμε Ισπανικά. Ο Novikov λέει ότι κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατόν, γιατί κάτι σας εμποδίζει να δώσετε το υποβρύχιο στους Ισπανούς. Η δική μου θέση πάνω στο ζήτημα αυτό είναι ότι στο μέλλον οι προηγμένοι πολιτισμοί θα μπορούν να στέλνουν σαν φαξ το υποβρύχιο στους Ισπανούς χωρίς να περιορίζεται η ανθρώπινη ελευθερία της βούλησης. Άψυχη ύλη θα ταξιδεύει στο παρελθόν και θα αλλάζει τη ροή της ιστορίας. Είναι όμως υπερβολικό να υποθέσουμε ότι οι νόμοι του σύμπαντος συνομωτούν για να εμποδίσουν τα παράδοξα.
Ερμηνεία των Διαχρονικών Παραδόξων
Η βασική ερμηνεία των στηρίζεται στα "Πολλαπλά Σύμπαντα". (Η κβαντική θεωρία περιγράφει ένα σωματίδιο με πιθανοκρατικές κυματοσυναρτήσεις, έτσι ώστε η θέση του είναι απροσδιόριστη έως ότου η κυματοσυνάρτηση καταρρεύσει, και το σωματίδιο αποκτήσει μια ορισμένη αν και με τυχαίο τρόπο θέση).
Η θεωρία του Πολυσύμπαντος λέει με απλά λόγια ότι η κυματοσυνάρτηση ίσως να μην καταρρεύσει ποτέ. Ίσως κάθε φορά που αλληλεπιδρά με κάποιο αντικείμενο του περιβάλλοντος, διαλέγει μια από τις διάφορες δυνατότητες που έχει και συνεχίζει να εξελίσσεται μέχρι να συναντήσει ξανά ένα σημείο διχασμού. Έτσι η χρονοεξέλιξη διχάζεται συνεχώς γιατί η κυματοσυνάρτηση διχάζεται συνέχεια. Εμείς συμβαίνει να είμαστε σε μια διακλάδωση αυτής της κυματοσυνάρτησης. Έτσι έχουμε την εντύπωση ότι είμαστε μοναδικοί. Αυτοί που βρίσκονται σε μια άλλη διακλάδωση πιστεύουν το ίδιο για τους εαυτούς τους. Η πραγματικότητα είναι ότι κανενός η κυματοσυνάρτηση δεν έχει καταρρεύσει.
Στα σενάρια των ταξιδιών στο χρόνο, θα πηγαίνατε απλά από τη μια διακλάδωση στην επόμενη, από τη μία χρονική σειρά στην επόμενη χρονική σειρά. Και οι δυο τους μοιάζουν εκπληκτικά όμοιες. Αν η θεωρία των πολλών κόσμων είναι σωστή, σημαίνει ότι αν πάτε πίσω στο χρόνο και σκοτώσετε τους γονείς σας, τότε αυτοί είναι γονείς κάποιου άλλου. Η χρονική σειρά έχει αποκλίνει σε σχέση μ' αυτή που είχε οδηγήσει στη δική σας γέννηση. Οι γονείς σας, σας γέννησαν στο δικό σας σύμπαν στη δική σας χρονική σειρά. Αν λοιπόν ισχύει η θεωρία των πολλών κόσμων, δεν υπάρχουν παράδοξα, μόνο διαφορετικές χρονικές σειρές.
Επιστημονικοί περιορισμοί για τις χρονομηχανές
Στη φυσική έχουμε ένα θεώρημα που λέει ότι αν κάτι δεν είναι απαγορευμένο είναι αναγκαστικό να συμβαίνει. Έτσι όταν λέμε ότι καταλαβαίνουμε τους νόμους για καθετί σημαίνει ότι πρέπει να μπορούμε ν' απαντάμε στα διάφορα "πώς:" Πρέπει ν' απαντάμε σε ερωτήσεις πως πρόκυψε το σύμπαν; πως πρόκυψε το Big Bang; τι περιλαμβάνει η ανωμαλία μιας μαύρης τρύπας; Και έχουμε επίσης και το μεγάλο χάσμα στο ζήτημα της αιτιότητας. Οι μέχρι τώρα προσπάθειες να στηρίξουμε "την υπόθεση της χρονολογικής προστασίας" η οποία θα απαγόρευε το ταξίδι στο χρόνο, έχουν αποτύχει. Δεν γνωρίζουμε συνεπώς τους φυσικούς νόμους και τόσο καλά. Είναι εκπληκτικό ότι κάθε φορά που κοιτάζουμε τους υπολογισμούς, προσπαθώντας να αποδείξουμε ή να απορρίψουμε τη δυνατότητα ταξιδιών στο χρόνο, σπρώχνουμε τη θεωρία του Einstein στα όρια όπου κυριαρχούν κβαντομηχανικά φαινόμενα. Αυτό μας λέει ότι χρειαζόμαστε πραγματικά μια θεωρία των πάντων για να λυθεί το ζήτημα αυτό. Και ο μόνος υποψήφιος είναι η θεωρία χορδών. Να λοιπόν γιατί πρέπει να να μελετήσουμε αυτά τα αντικείμενα, τις χρονομηχανές, έστω κι αν δεν μπορέσουμε να φτιάξουμε καμιά για χιλιετίες.
Θεωρία Χορδών και Πολυσύμπαν
Η θεωρία χορδών σας δίνει τρισεκατομμύρια λύσεων. Κάθε λύση είναι συνεπής με τις εξισώσεις του Einstein και την κβαντική θεωρία. Έτσι στη θεωρία χορδών υπάρχει ένα Πολυ-σύμπαν (Πολλά δυνατά σύμπαντα, που ίσως συνυπάρχουν.) Η θεωρία χορδών είναι όμως συμβιβαστή και με την ερμηνεία τη σχολής της Κοπεγχάγης για την κβαντομηχανική (μια εναλλακτική αντίληψη για τους πολλούς κόσμους.) Έτσι η θεωρία χορδών δεν αποκλείει καμιά ερμηνεία. Προσωπικά πιστεύω ότι αν η ερμηνεία των πολλών κόσμων είναι σωστή θ' αποφασιστεί από τη θεωρία χορδών. Και η θεωρία χορδών μοιάζει να κλίνει υπέρ της ιδέας του πολλαπλού σύμπαντος.
Απόρριψη ύπαρξης UFO


Αναπαράσταση εμφάνισης UFO στο ουράνιο θόλο
Αν συναντήσετε στο δρόμο μια μυρμηγκοφωλιά θα πάτε στα μυρμήγκια και θα τους πείτε: "Σας φέρνω [[Πυρηνική Ενέργεια, σας φέρνω Τεχνολογία του DNA;" Η απάντηση είναι όχι. Και ίσως μάλιστα να τα πατήσετε κιόλας.
Η απόσταση μεταξύ των μυρμηγκιών και των ανθρώπων, από επιστημονική άποψη, είναι συγκρίσιμη με την απόσταση μεταξύ των ανθρώπων και ενός πολιτισμού που μπορεί να χειριστεί ενέργειες της κλίμακας του Planck (η οποία χρειάζεται για να διερευνήσουμε τις πολύ μικρές αποστάσεις και για να λειτουργήσουμε μια χρονομηχανή.)
Θα είμαστε υπερόπτες και εγωϊστές αν πιστεύουμε ότι θα θέλουν οι εκπρόσωποι ενός τέτοιου πολιτισμού να μας επισκεφτούν και να μας δώσουν τεχνολογία. Μάλλον δεν θα νοιαστούν για κάτι τέτοιο.
Όμως θα πρέπει να σας προειδοποιήσω ότι αν κάποια μέρα, στο μέλλον, κάποιος χτυπήσει την πόρτα σας και σας δηλώσει ότι είναι ο εγγονός, του τρισεγγόνου σας, που αποφάσισε να σας επισκεφθεί στο παρελθόν, μην του κλείσετε την πόρτα.
Γιατί ποιός ξέρει;
Ίσως να έχει πρόσβαση σε μια χρονομηχανή.
Επιστημονική Φαντασία


Χρονομεταφορά και Επιστημονική Φαντασία
Οι επιστήμονες ιστορικά ταράζονται με την Επιστημονική Φαντασία. Θέλουν να κρατήσουν αποστάσεις από αυτήν. Όταν όμως διαβάσετε τις βιογραφίες των μεγάλων επιστημόνων, αναγνωρίζετε ότι αρκετοί από αυτούς, όταν ήταν παιδιά έλκονταν από την επιστημονική φαντασία. Ο Edwin Hubble όταν ήταν νέος διάβαζε Ιούλιο Βερν. Και τον συνάρπαζε η ιδέα να ταξιδέψει στο μακρινό διάστημα, στο φεγγάρι κ.λ.π. Αυτή η παιδική φαντασία ήταν τόσο μεγάλη ώστε εγκατέλειψε μια πολλά υποσχόμενη καριέρα νομικού, για να γίνει αστρονόμος. Αν και οι επιστήμονες δεν θέλουν να το παραδεχθούν, πολλοί από αυτούς ως παιδιά επηρεάστηκαν από τον Ιούλιο Βερν και και το Star Trek.
Ιστογραφία
Το άρθρο αυτό βασίζεται σε άρθρο του "Physics4u", που αναφέρει μία συνέντευξη (2003) του "Michio Kaku" στο περιοδικό "Scientific American" για το θέμα
http://www.livepedia.gr/index.php/%CE%A7%CF%81%CE%BF%CE%BD%CE%BF%CE%BC%CE%B7%CF%87%CE%B1%CE%BD%CE%AE

Διαβάστε κι αυτό από την εφ. Το Βήμα

JIM AL KHALILI
* Στο εσωτερικό κάθε μαύρης τρύπας υπάρχει μια περιοχή που την ονομάζουμε "μοναδικότητα". Είναι το σημείο όπου ο χώρος και ο χρόνος τελειώνουν και που η Φυσική είναι εντελώς άχρηστη. Είναι μια νέα περιοχή του Σύμπαντος όπου η Φυσική δεν εξηγεί πολλά

εφ. Το Βήμα Κυριακή 20 Φεβρουαρίου 2005

«Αν είχα φτιάξει μηχανή χρόνου δεν θα έγραφα βιβλία»
Είναι ο ένας εκ των δύο «ανατόμων» του εγκεφάλου του Αϊνστάιν και ευρύτερα γνωστός ως εκλαϊκευτής των επιστημών. Ο ιρακινής καταγωγής καθηγητής Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ Jim Al Khalili επισκέφθηκε τη χώρα μας και έδωσε δύο διαλέξεις, στην Αθήνα και στη Θεσσαλονίκη. Λίγο πριν από την ομιλία του στη Θεσσαλονίκη, ο καθηγητής κ. Ιωάννης Σειραδάκης είχε μαζί του μια ενδιαφέρουσα συζήτηση για την έννοια του χρόνου, για τα ταξίδια στο παρελθόν και στο μέλλον, για τις μαύρες τρύπες, για το αν υπάρχουν πολλά σύμπαντα και πόσα. Πρόσφατα κυκλοφόρησε και στα ελληνικά το βιβλίο του Τζιμ Αλ Χαλίλι «Σκουληκότρυπες, μαύρες τρύπες και χρονομηχανές». Σε ερώτηση τι τον παρακίνησε να γράψει το βιβλίο αυτό, απαντά: «Είμαι μάλλον τυχερός. Οι περισσότεροι φίλοι μου δεν είναι επιστήμονες. Κατά τη διάρκεια της καριέρας μου περνώ τον περισσότερο προσωπικό μου χρόνο προσπαθώντας να τους εξηγήσω τι κάνω. Πέρασα πολλά χρόνια προσπαθώντας να εξηγήσω απλά πράγματα. Το εκπληκτικό είναι όταν μου λένε "πώς και δεν το είχα προσέξει", "έπρεπε να το ξέρω", "πώς και δεν μου το εξήγησε κανείς πριν, ώστε να περάσω την υπόλοιπη ζωή μου γνωρίζοντας". Επρεπε να μοιραστώ αυτές τις απόψεις με περισσότερους ανθρώπους και όχι μόνο με τους φίλους μου». Οι απόψεις που ανταλλάσσουν οι δύο καθηγητές στη συζήτηση που δημοσιεύουμε σήμερα λύνουν σημαντικές απορίες για τα μυστήρια του Σύμπαντος.
- Εχετε γράψει ένα βιβλίο για τις σκουληκότρυπες, τις μαύρες τρύπες και τις μηχανές του χρόνου. Ας αρχίσουμε από τον χρόνο: Ποια είναι η έννοια του χρόνου;
«H άποψή μας για τον χρόνο είναι αυτή που έχουμε εδώ και πολλές εκατοντάδες χρόνια. Πολλοί άνθρωποι, από την εποχή των αρχαίων Ελλήνων ακόμη, συζητούν για την έννοια του χρόνου. Σήμερα φαίνεται πως, με την τρέχουσα αντίληψη περί χρόνου στη φυσική, οι αρχικές απόψεις μας δεν ήταν σωστές. Θεωρούσαμε ότι ο χρόνος είναι κάτι έξω από τον χώρο που ζούμε, έξω από το σύμπαν μας. Οτι υπάρχει ο απόλυτος χρόνος που συνεχίζει να κυλάει το ίδιο για όλους. Ετσι, συνηθίζω να λέω στους μαθητές μου ότι, αν βρίσκουν τις διαλέξεις μου βαρετές, τότε μάλλον είναι εκτενείς, παίρνουν πολύ χρόνο. Αν όμως είναι ενδιαφέρουσες, τότε ο χρόνος περνάει πολύ γρήγορα».
- Εννοείτε τον βιολογικό χρόνο;
«Είναι αυτό που αποκαλώ "η υποκειμενική αντίληψη του χρόνου". Αν σε πάρει ο ύπνος και νομίζεις ότι κοιμήθηκες μερικά λεπτά και όταν ξυπνήσεις κοιτάξεις το ρολόι σου και δεις ότι κοιμάσαι μία ώρα, συνήθως δεν αμφισβητείς το ρολόι σου. Ξέρεις ότι ίσως το μυαλό σου σε ξεγέλασε. Επειδή όλοι δεχόμαστε, παρά την υποκειμενική μας αντίληψη, ότι ο χρόνος είναι απόλυτος. Συνηθίζουμε να λέμε "πώς περνάει ο χρόνος!". H συνήθης εξήγηση είναι ότι ο χρόνος εξελίσσεται με ρυθμό ενός δευτερολέπτου ανά δευτερόλεπτο. Είναι μια καλή εξήγηση αλλά χωρίς ουσία, καθώς δεν μπορείς να μετράς τον χρόνο σε σχέση με τον εαυτό του. Είναι απλώς ένας τρόπος για να μετράμε τη συνέχεια του χρόνου. Εχουν περάσει 100 χρόνια από το 1905, όταν ο Αλμπερτ Αϊνστάιν εμφανίστηκε με πολλές νέες θεωρίες στη φυσική. Μία από αυτές είναι η Θεωρία της Σχετικότητας, όπου διετύπωσε την άποψη ότι η ιδέα που είχαμε ως τώρα για τον χρόνο είναι λανθασμένη. Στην πραγματικότητα ο χρόνος δεν είναι απόλυτος. Είναι σχετικός. Εξαρτάται από το πόσο γρήγορα κινείται ο παρατηρητής. Ετσι, δύο άνθρωποι δεν θα πρέπει ποτέ να συμφωνούν ακριβώς για τον χρόνο. Συνήθως, σε εμάς, υπάρχει μια μικρή διαφορά. Ο χρόνος δεν μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη συναισθηματική κατάσταση, για παράδειγμα».
- Εννοείτε ότι ένα άτομο μπορεί να κινείται σε ένα συγκεκριμένο σύστημα χρόνου ενώ ένα άλλο σε διαφορετικό σύστημα χρόνου. Τα συστήματα αυτά είναι δυνατόν να αλληλεπιδρούν; Αν ναι, τότε μήπως αυτό σημαίνει ότι η ζωή δύο ανθρώπων που πιθανόν να γεννήθηκαν την ίδια χρονική στιγμή μπορεί να εξελίσσεται διαφορετικά: του ενός η ζωή να περνάει πιο γρήγορα και του άλλου πιο αργά;
«Ακριβώς. Αυτό μας λέει η Σχετικότητα. Συνήθως αυτή η διαφορετική ροή του χρόνου για εμάς που ζούμε στη Γη είναι πολύ μικρή και έτσι δεν βλέπουμε καμία διαφορά. Αν θέλουμε να είμαστε ακριβείς, μπορούμε να πούμε, για παράδειγμα, ότι η διάρκεια του χρόνου ζωής ενός κατοίκου επάνω σε έναν αστεροειδή ή ακόμη και του πιλότου ενός τζετ διαφέρει από τη διάρκεια της ζωής κάποιου που ζει στη Γη. Αυτό συμβαίνει επειδή η κατάσταση της κίνησής τους είναι διαφορετική. Στον αστεροειδή και σε ένα τζετ κινούνται πιο γρήγορα. Οσο πιο γρήγορα κινείται κάποιος, όσο πιο πολύ πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, τόσο πιο αργά περνάει ο χρόνος του, και επομένως - σε σύγκριση με τους ανθρώπους στη Γη - ζει περισσότερο».
- Ο χρόνος επομένως είναι σχετικός και ένας αστροναύτης μπορεί να γίνει νεότερος καθώς περιφέρεται γύρω από τη Γη. Σημαίνει δηλαδή αυτό ότι μπορούμε να ταξιδέψουμε στο μέλλον και, κυρίως, στο παρελθόν;
«Το ταξίδι στον χρόνο είναι κάτι που ενδιαφέρει πολλούς. Υπάρχουν θεωρίες που υποδεικνύουν μεθόδους ελέγχου του χρόνου, που εξετάζουν κατά πόσον μπορούμε να τον χρησιμοποιήσουμε, αν δηλαδή μπορούμε να ταξιδέψουμε στον χρόνο έτσι όπως ταξιδεύουμε στο Διάστημα. H κεντρική ιδέα είναι ότι δεν ελέγχουμε τον χρόνο αλλά εξελισσόμαστε μέσω του χρόνου συνεχώς. Το ταξίδι στον χρόνο είναι πιθανό, σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας. Πολλοί όμως συμφωνούν ότι δεν είναι ταξίδι σε πραγματικό χρόνο. Αυτό συμβαίνει όταν κανείς ταξιδεύει με ταχύτητα πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Ενας άλλος τρόπος για να επιβραδύνει κανείς τον χρόνο είναι να κινείται σε πολύ ισχυρό πεδίο βαρύτητας, ας πούμε στο βαρυτικό πεδίο ενός πολύ μεγάλου αστεριού. Επιβραδύνοντας τον χρόνο του κάποιος, θα περνούν λιγότερα χρόνια από πάνω του σε σχέση με τους ανθρώπους στη Γη. Ετσι, αν φανταστούμε δύο δίδυμα και το ένα από αυτά ταξιδέψει με έναν πύραυλο κοντά στην ταχύτητα του φωτός επί έναν χρόνο, ας πούμε, όταν γυρίσει στη Γη θα είναι κατά έναν χρόνο μεγαλύτερο. Θα ανακαλύψει όμως ότι το αδελφάκι του που έμεινε στη Γη είναι κατά δέκα χρόνια μεγαλύτερο, γιατί πάνω στον πύραυλο πέρασε λιγότερος χρόνος για αυτό. Αυτό είναι ένα παράδειγμα ταξιδιού στο μέλλον. Αν κάποιος ταξίδευε με τη "μηχανή του χρόνου" επί ένα έτος, κατά την επιστροφή στη Γη θα μπορούσε να είχαν περάσει εννέα χρόνια. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο μπορούμε να ταξιδεύουμε στο μέλλον».
- Και τι γίνεται με το παρελθόν; Μπορεί, π.χ., κανείς να γυρίσει πίσω και να σκοτώσει τους γονείς του προτού γεννηθεί;
«Αυτή είναι η πιο ενδιαφέρουσα ερώτηση. Αυτό που δεν καταλαβαίνουν οι περισσότεροι άνθρωποι είναι ότι η καλύτερη θεωρία προς το παρόν σχετικά με τον ορισμό του χρόνου είναι η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας. Και η θεωρία αυτή υποστηρίζει μαθηματικά ότι το ταξίδι στο παρελθόν είναι δυνατόν. Οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας δείχνουν ότι δεν μπορούμε να εμποδίσουμε το ταξίδι στο παρελθόν. Πολλοί όμως υποστηρίζουν ότι θα πρέπει να υπάρχει ένα πρόβλημα στη θεωρία, εξαιτίας του οποίου δημιουργούνται διάφορα παράδοξα. Οι περισσότεροι φυσικοί δεν έχουν αποδείξεις ότι δεν μπορούμε να ταξιδέψουμε στο παρελθόν. Ισχυρίζονται όμως ότι θα ήταν γελοίο ένα τέτοιο ταξίδι, γιατί θα μπορούσαμε να γυρίσουμε στο παρελθόν και να σκοτώσουμε τον παππού μας προτού καν γνωρίσει τη γιαγιά μας, και προτού αυτή γεννήσει τη μητέρα μας και προτού αυτή μας γεννήσει. Κι αν δεν γεννηθήκαμε ποτέ, ποιος σκότωσε τον παππού μας; Ετσι, είναι αδύνατον να επιτύχει κανείς στην απόπειρα να σκοτώσει τον παππού του, επειδή ο ίδιος είναι η απόδειξη ότι απέτυχε».
- Υπάρχει δηλαδή η αρχή της αιτίας και του αιτιατού, που δεν μπορεί να παραβιαστεί.
«Ναι. Πολλοί φυσικοί πιστεύουν ότι είναι πιθανόν να ταξιδέψει κανείς στο παρελθόν, αλλά ότι συγχρόνως υπάρχουν μερικοί κανόνες που δεν μπορούν να παραβιασθούν γιατί διαφορετικά οδηγούν σε ανακόλουθες λύσεις. Αυτός είναι ένας όρος πολύ βαρετός που σημαίνει ότι δεν μπορεί κανείς να κάνει παράδοξα, πρέπει να τα αποφεύγει. Δεν εξηγεί όμως γιατί αποτυγχάνει. Αν πάει κάποιος στο παρελθόν και σκοτώσει τον παππού του, πώς μπορεί να αποτύχει; Ξέρει ότι πρέπει να σκοτώσει την απόδειξη της αποτυχίας του. Τι συμβαίνει όμως όταν προσπαθεί να πυροβολήσει, για παράδειγμα, τον παππού του; Αυτό δεν το περιγράφουν, και με αυτό οι περισσότεροι άνθρωποι - και οι φυσικοί - έχουν πρόβλημα».
- Οι εξισώσεις δηλαδή μπορούν να επιτρέψουν να συμβεί κάτι το οποίο γνωρίζουμε ότι δεν μπορεί να συμβεί.
«Νομίζω ότι αυτή είναι η αλήθεια, κάτι πρέπει να πηγαίνει στραβά με τις εξισώσεις επειδή οδηγούν σε μια παράδοξη κατάσταση και ξέρουμε ότι στη φύση δεν αρέσουν τα παράδοξα. H φύση είναι μαγική».
- Στο βιβλίο σας έχετε ένα κεφάλαιο για τις μηχανές του χρόνου. Εχετε κατασκευάσει ποτέ καμία;
«Αν είχα φτιάξει μια μηχανή του χρόνου δεν θα έγραφα βιβλία. Θα έκανα πολύ πιο ενδιαφέροντα πράγματα στη ζωή μου. Θα άλλαζα την Ιστορία, ας πούμε... Οσον αφορά το βιβλίο, διερευνώ και εξηγώ την έννοια του χώρου και του χρόνου και φθάνω σε ένα σημείο που αποδεικνύω ότι το ταξίδι στο παρελθόν είναι μάλλον απίθανο. Αν όμως ήταν δυνατόν να ταξιδέψουμε στο παρελθόν, πώς θα φτιάχναμε μια μηχανή του χρόνου; Στο κεφάλαιο που αναφέρεσθε χρησιμοποιώ μερικές υποθετικές ιδέες σε κάποιες θεωρίες της Φυσικής και προσπαθώ να επινοήσω τρόπους με τους οποίους μπορούμε ίσως να συνδεθούμε με το παρελθόν. Μία από αυτές τις ιδέες είναι και αυτή της σκουληκότρυπας».
- H σκουληκότρυπα είναι κάτι σαν κοσμική σήραγγα ανάμεσα σε δύο μαύρες τρύπες. Σωστά;
«Αυτή είναι η αρχική ιδέα. Οτι η μαύρη τρύπα είναι ένα άκρο στον χώρο και στον χρόνο, είναι ένα σημείο που αν το διέλθει κανείς δεν μπορεί να επιστρέψει. Ο Αϊνστάιν παρουσίασε πρώτος την ιδέα ότι μια μαύρη τρύπα είναι μια πύλη, που οδηγεί μέσω μιας κοσμικής σήραγγας σε μιαν άλλη μαύρη τρύπα. Φυσικά υπήρχε πρόβλημα με αυτή τη θεωρία επειδή μια μαύρη τρύπα έχει κάτι που την περιορίζει, τον "ορίζοντα των γεγονότων". Αν μπεις σε μια μαύρη τρύπα δεν μπορείς να ξαναβγείς. Είναι σαν το παράδειγμα του φυλακισμένου που σκάβει μια σήραγγα για να βγει από το κελί του, η οποία όμως δεν τον οδηγεί στον έξω κόσμο, αλλά σε ένα άλλο κελί. H ιδέα ότι μια σκουληκότρυπα συνδέει δύο μαύρες τρύπες δεν είναι πολύ χρήσιμη για το ταξίδι στον χρόνο. Υπάρχουν πιο πρόσφατες ιδέες, από τη δεκαετία του '90, που υποστηρίζουν ότι πιθανόν να μπορεί κάποιος να σχεδιάσει μαύρες τρύπες που οι έξοδοί τους να μπορούν να κρατηθούν ανοιχτές όταν επιτευχθεί η μεταξύ τους σύνδεση με έναν πολύ εξειδικευμένο τρόπο, έτσι ώστε να διατηρηθεί η σταθερότητα της σκουληκότρυπας. Αν κατασκευαστεί κατά κάποιον τρόπο μια τέτοια σκουληκότρυπα, πιθανόν με την τεχνολογία που θα υπάρχει ύστερα από 1.000 χρόνια, τότε στις μαύρες τρύπες δεν θα υπάρχουν ισχυρές δυνάμεις βαρύτητας και θα μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει τις σκουληκότρυπες σαν έναν κοσμικό αυτοκινητόδρομο. Υπάρχουν πολλές ταινίες που αναφέρονται σε αυτό. Οπως το "Σταρ Τρεκ", ή η "Επαφή" που βασίζεται στο βιβλίο του Καρλ Σαγκάν, το οποίο αποτέλεσε τη βασική ιδέα για την ανάπτυξη της θεωρίας για τις σκουληκότρυπες. Ο Σαγκάν, που ήταν διάσημος αστροφυσικός, έγραψε ένα βιβλίο για το πώς θα πάμε από το ένα σημείο του Γαλαξία σε ένα άλλο μακρινό μέρος του. Φαίνεται ότι οι σοβαρές θεωρίες της Φυσικής επηρέασαν το Χόλιγουντ».
- Είπατε ότι μια σκουληκότρυπα μπορεί να ενώνει δύο μαύρες τρύπες οι οποίες μπορεί να μην έχουν έναν ορίζοντα γεγονότων. Νομίζω ότι αυτό καταστρατηγεί μία από τις βασικές αρχές της θερμοδυναμικής, την «αρχή της κοσμικής λογοκρισίας».
«Σωστά. H ιδέα αυτή οφείλεται στο ότι στο εσωτερικό κάθε μαύρης τρύπας υπάρχει μια περιοχή που την ονομάζουμε "μοναδικότητα". Είναι το σημείο όπου ο χώρος και ο χρόνος τελειώνουν και που η Φυσική είναι εντελώς άχρηστη. Είναι μια νέα περιοχή του Σύμπαντος όπου η Φυσική δεν εξηγεί πολλά. Χρειαζόμαστε αυτόν τον ορίζοντα των γεγονότων για να μας προστατεύσει από αυτή τη μοναδικότητα που δεν καταλαβαίνουμε. H ιδέα της σκουληκότρυπας δεν χρειάζεται μαύρες τρύπες. Αυτό που χρειάζεται - και είναι περίεργο - είναι ένα υλικό που καλείται εξωτική ύλη για να διατηρήσει τη σκουληκότρυπα. Το πρόβλημα με την εξωτική ύλη είναι ότι μια τέτοια ύλη προϋποθέτει την ύπαρξη αρνητικής μάζας. Ακόμη και οι φυσικοί αναρωτιούνται πώς μπορεί να υπάρχει κάτι με αρνητική μάζα. Ακούγεται τρελό, αλλά υπάρχει πιθανότητα να υφίσταται κάτι τέτοιο, όπως υπάρχει πιθανότητα ύπαρξης αρνητικής ενέργειας εξαιτίας αυτών που αποκαλούμε κβαντικές διαταραχές. Το να έχουμε όμως κάτι με αρνητική ενέργεια είναι πολύ διαφορετικό από το υλικό που χρειαζόμαστε για να χτίσουμε μια σκουληκότρυπα. Αρα είμαστε πολύ μακριά από την πραγματικότητα αν σκεφτόμαστε κάτι τέτοιο». «Ισως έχουν δημιουργηθεί πολλά σύμπαντα»
- Υπάρχουν άλλα σύμπαντα; Εχουμε αποδείξεις για αυτό;
«Πιθανόν να υπάρχουν. Ισως ζούμε σε ένα ανάμεσα από ατέλειωτα σύμπαντα. Το πρόβλημα είναι ότι προς το παρόν δεν ξέρουμε πώς να το αποδείξουμε. Προσωπική μου άποψη είναι ότι υπάρχουν, απλώς επειδή το Σύμπαν μας είναι πολύ ξεχωριστό. Είναι ακριβώς συντονισμένο για εμάς και για να ζούμε εδώ. Ακόμη και η μικρότερη αλλαγή σε μία από τις βασικές σταθερές της φύσης - η ενέργεια του ηλεκτρονίου, για παράδειγμα - αν ήταν μικρότερη ή μεγαλύτερη δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν άτομα. Ετσι, δεν θα είχαμε άτομα. Αν δεν είχαμε άτομα, δεν θα είχαμε ύλη, πλανήτες και δεν θα υπήρχαμε. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα στη Φυσική που αποδεικνύουν ότι, αν κάτι ήταν ελάχιστα διαφορετικό, δεν θα ήμασταν εδώ τώρα. H πιο απλή και πιο όμορφη εξήγηση είναι να πούμε ότι υπάρχουν όλοι οι πιθανοί τύποι σύμπαντος, με όλες τις πιθανές τιμές για τα βασικά συστατικά της φύσης. Είμαστε τυχεροί που βρεθήκαμε σε ένα σύμπαν με ακριβώς τα υλικά που είναι απαραίτητα για εμάς».
- Μιλήσατε για φυσικές σταθερές. Μπορείτε να αναφέρετε μερικά παραδείγματα;
«Μία από τις πιο σημαντικές φυσικές σταθερές είναι η ταχύτητα του φωτός. Το περίφημο c στη θεωρία του Αϊνστάιν έχει μια ξεχωριστή και συγκεκριμένη τιμή στο Σύμπαν μας. Δεν είναι ξεχωριστή επειδή είναι η ταχύτητα που ταξιδεύει το φως, αλλά επειδή είναι ένας αριθμός ιδιαιτέρως συνδεδεμένος με το Σύμπαν μας. Απλώς τυχαίνει το φως να ταξιδεύει με αυτή τη συγκεκριμένη ταχύτητα. Μια άλλη φυσική σταθερά είναι η σταθερά του Πλανκ, που εισήγαγε ο Μαξ Πλανκ πριν από 100 χρόνια, η οποία σχετίζεται με το μικρότερο πακέτο ενέργειας που το φως και οποιαδήποτε άλλη ακτινοβολία μπορεί να έχει. Το φως δεν εκπέμπεται συνεχόμενα αλλά αποτελείται από μικρά πακέτα που τώρα αποκαλούμε φωτόνια. H σταθερά του Πλανκ ορίζει αυτό το πακέτο ενέργειας που είναι μια βασική σταθερά για το Σύμπαν μας».
- Πώς θα έμοιαζε ένα διαφορετικό σύμπαν με διαφορετική σύσταση;
«Ισως υπάρχουν πολλά σύμπαντα που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης έκρηξης, όπως το δικό μας, αλλά τα συστατικά τους δεν ήταν ικανά να επιζήσουν για πολύ. Ισως έχουν δημιουργηθεί πολλά σύμπαντα τα οποία τελικά δεν κατάφεραν να επιβιώσουν επειδή τα συστατικά που δημιουργήθηκαν σε αυτά, κατά τη γένεσή τους, ήταν λάθος και έτσι κατέρρευσαν και διαλύθηκαν. Αλλα σύμπαντα ίσως είχαν τα σωστά υλικά αλλά οι έλξεις ανάμεσα στα βασικά συστατικά ήταν πολύ αδύναμες ή πολύ ισχυρές. Νομίζω ότι το Σύμπαν μας, στη φαντασία μας, είναι το πλουσιότερο που θα μπορούσαμε να έχουμε. Φυσικά δεν μπορούμε να φανταστούμε άλλα. Ισως υπάρχουν σύμπαντα με περισσότερες διαστάσεις. Ή χωρίς διαστάσεις».
- Δηλαδή είναι πιθανόν να υπάρχουν πολλά σύμπαντα με διαφορετική σύσταση και ανάμεσα σε αυτά τουλάχιστον ένα που έχει τις φυσικές σταθερές του δικού μας και εμείς είμαστε οι τυχεροί που ζούμε σε αυτό.
«Νομίζω ότι έτσι ακριβώς είναι».
- Μπορούμε να επικοινωνήσουμε με άλλα σύμπαντα;
«Προς το παρόν είναι ένα θέμα που αφορά κάποιους θεωρητικούς. Είναι ακόμη στη σφαίρα της φαντασίας. Λέμε ότι πιθανόν μια σκουληκότρυπα δημιουργήθηκε από ένα προϋπάρχον σύμπαν επειδή υπήρχε πολλή ενέργεια και πολλή εξωτική ύλη. Ισως κάποιες από αυτές να οδηγούν σε κοντινά σύμπαντα. Αλλά είναι μόνο ένα "ίσως". Είναι υπέροχη ιδέα, αλλά χρειαζόμαστε αποδείξεις καθώς η Φυσική είναι μια εμπειρική επιστήμη. Ως τότε, μπορούμε να το συζητάμε σε φιλοσοφικό επίπεδο και όχι στη βάση επιστημονικής έρευνας».
* Το βιβλίο του Τζιμ Αλ Χαλίλι «Σκουληκότρυπες, μαύρες τρύπες και χρονομηχανές» κυκλοφορεί από τις εκδόσεις Τραυλός. Σύντομα θα κυκλοφορήσει και το νέο του βιβλίο, που αφορά την κβαντομηχανική.

Βιβλία στη βιβλιοθήκη

Wells, H. G.: The time machine: an invention, Heinemann Educational Books, Heinemann Educationan Books, 1974. [AC Juvenille Fiction, JUV WELLS ]

Hawking, S. W.: A brief history of time, Bantam Books, 1998. [AC 523. 1 HAW]

White, M. & Gribbin, J. R.: Stephen Hawking: a life in science, Joseph Henry Press 2002. [ACT 530.092 WHI]

Crichton, M.: Timeline, Century 1999 [AC FIC CRICHTON]

Zivkovic, Z.: Time gifts, Northwestern University Press, 2000 [ACT 891.8235 ZIVKOVIC]

Macvey, J. W.: Time travel, Scarborough House, 1990 [AC 530. 1 MAC]

Bergson, H.: Time and free will, MacMillan, NY 1912. [AC 159Ber Tim]

Wiley, J.: Light years and time travel, Wiley, 2001. [ACT 535 CLE]

Wolfson, R.: Simply Einstein: relativity demystified, W.W. Norton, 2003. [ACT 530.11 WOL]

Υλικό σχετικά με την εργασία ΙΙ

(Από τη Wikipedia, s.v. time travel, time travel in fiction, επιστημονική φαντασία, ταξίδι στο χρόνο)
I. Ορισμός
Time travel is the concept of
moving between different moments in time
in a manner analogous to moving between different points in space,

> κίνηση στον χρόνο

> αναλογία με την κίνηση στον χώρο

either sending objects (or in some cases just information) backwards in time to a moment before the present, or sending objects forward from the present to the future without the need to experience the intervening period (at least not at the normal rate).

ΙΙ. Με ποιους τομείς συνδέεται η έννοια του «ταξιδιού στον χρόνο»
a common plot device in fiction since the 19th century
> κοινό θέμα στα μυθιστορήματα από τον 19ο αι. κ.ε.

one-way travel into the future is arguably possible given the phenomenon of time dilation based on velocity in the theory of special relativity (exemplified by the twin paradox) as well as gravitational time dilation in the theory of general relativity
it is currently unknown whether the laws of physics would allow backwards time travel
> σύνδεση με τους νόμους της φυσικής, για να φανεί αν μπορεί να υλοποιηθεί μια μηχανή του χρόνου

ΙΙΙ. Η έννοια του «ταξιδιού στον χρόνο» στη λογοτεχνία
α. Memoirs of the Twentieth Century (1733) by Samuel Madden
πρόκειται για μια σειρά επιστολών Άγγλων πρεσβευτών σε διάφορες χώρες στον Βρεταννό «Lord High Treasurer», παράλληλα με κάποιες απαντήσεις από τον βρεταννικό Foreign Office
Η ιδιαιτερότητα των επιστολών αυτών; Έχουν γραφτεί στα 1997 και 1998 και περιγράφουν τις συνθήκες της μελλοντικής εκείνης εποχής, ενώ παρουσιάζονται ως έγγραφα που παραδίδονται στον αφηγητή από τον φύλακα άγγελό του μία νύχτα του έτους 1728.
Κατά τρόπο ανάλογο υπάρχουν έργα που παρουσιάζουν εικόνες από το μέλλον ή το παρελθόν στο πλαίσιο κάποιου ονείρου ή οράματος (π.χ. Louis-Sébastien Mercier's L'An 2440, rêve s'il en fût jamais ("The Year 2440: A Dream If Ever There Were One"), a utopian novel – ανώνυμο διήγημα "Missing One's Coach: An Anachronism" που εκδόθηκε στα 1838 στο Dublin Literary Magazine [στο οποίο περιγράφεται ένα ταξίδι στο παρελθόν στα όρια ονείρου και πραγματικότητας] – το έργο του Charles Dickens' A Christmas Carol στα 1843 με τα οράματα του Σκρουτζ σχετικά με διαφορετικά χρονικά σημεία χωρίς τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης του πρωταγωνιστή - Paris avant les hommes (Paris before Men) by the French botanist and geologist Pierre Boitard)
Πιο σαφή παραδείγματα, στα οποία χρησιμοποιείται πιο ξεκάθαρα ένα εύρημα-χρονομηχανή: A clearer example of time travel is found in the popular 1861 book, published posthumously. In this story the main character is transported into the prehistoric past by the magic of a "lame demon" (a French pun on Boitard's name), where he encounters such extinct animals as a Plesiosaur, as well as Boitard's imagined version of an apelike human ancestor, and is able to actively interact with some of them. Another clear early example of time travel in fiction is the short story The Clock That Went BackwardPDF (35.7 KB) by Edward Page Mitchell, which appeared in the New York Sun in 1881. Mark Twain's A Connecticut Yankee in King Arthur's Court (1889), in which the protagonist finds himself in the time of King Arthur after a fight in which he is hit with a sledge hammer, was another early time travel story which helped bring the concept to a wide audience, and was also one of the first stories to show history being changed by the time traveler's actions.
Πρώτα έργα στο οποίο χρησιμοπείται μια χρονομηχανή: The first time travel story to feature time travel by means of a time machine was Enrique Gaspar y Rimbau's 1887 book El Anacronópete.[8] This idea gained popularity with the H. G. Wells story The Time Machine, published in 1895 (preceded by a less influential story of time travel Wells wrote in 1888, titled The Chronic Argonauts), which also featured a time machine and which is often seen as an inspiration for all later science fiction stories featuring time travel.
Since that time, both science and fiction (see Time travel in fiction) have expanded on the concept of time travel, but whether it could be possible in reality is still an open question.
Ειδικότερες πληροφορίες σχετικά με έργα που πραγματεύονται ταξίδια στον χρόνο
Early stories featuring time travel without time machines
Although The Time Machine by H. G. Wells was instrumental in causing the idea of time travel to enter the public imagination, non-technological forms of time travel had appeared in a number of earlier stories, and some even earlier stories featured elements suggestive of time travel, but remain somewhat ambiguous.
Εκτός από τα έργα που αναφέρθηκαν μπορούν να συγκαταλεχθούν και τα εξής:
The short story "The Clock That Went Backward", written by editor Edward Page Mitchell appeared in the New York Sun in 1881, another early example of time travel in fiction.
A Connecticut Yankee in King Arthur's Court (1889) by Mark Twain.
Tourmalin's Time Cheques (1891) by Thomas Anstey Guthrie (written under the pseudonym F. Anstey) was the first story to play with the paradoxes that time travel could cause.
Golf in the Year 2000 (1892) by J. McCullough tells the story of an Englishman who fell asleep in 1892 and awakens in the year 2000. The focus of the book is how the game of golf would have changed by then, but many social and technological themes are also discussed along the way, including a device similar to television and women's equality.

Τα επιμέρους μοτίβα που συνδέονται με το ταξίδι στον χρόνο
Taking technology to the past In these stories a visitor to the past changes history using knowledge from their own time, either for evil or good, or sometimes accidentally. Examples of this genre include the classic Lest Darkness Fall by L. Sprague de Camp. Πρόκειται για τους γνωστούς από την ομηρική εποχή αναχρονισμούς.
The Guardians of Time In this genre a group of people are charged with ensuring that time turns out 'properly' (or protecting it from changes by other travellers). This includes Hugo winner The Big Time and the other Change War stories by Fritz Leiber, Terry Pratchett's humorous Thief of Time, and Simon Hawke's TimeWars series. Another good example of this consept is the popular sci-fi series Doctor Who. Παρατηρήστε πώς ακόμη και στις ταινίες, όταν επίκειται κάποια αλλαγή στο παρελθόν σε σχέση με την υπάρχουσα γνώση, κάτι συμβαίνει την τελευταία στιγμή έστω και «διαφυλάσσει» την παράδοση.
Unintentional change or fulfillment. In these stories a time traveller intends to observe past events, but discovers that he or she has unintentionally either prevented or created the events. Behold the Man is an example of this kind.
Στη λογοτεχνία η ιδέα του «ταξιδιού στον χρόνο» παρέχει την απαραίτητη απόσταση, για να καταστεί εφικτή η πραγμάτευση γεγονότων και θεμάτων κρίσιμων.
Προϋποτίθεται επίσης, μέσω της δυνατότητας να επέρχονται τροποποιήσεις από τον «ταξιδιώτη στον χρόνο», ότι ο καθένας είναι σημαντικός για τον καθορισμό της ιστορίας.
Το είδος στο οποίο εντάσσονται αυτά τα έργα: science fiction (μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας), όπου γίνεται λόγος για διαφορετικό παρελθόν, παρόν και το πιθανό μέλλον.
Προσέξτε τη διαφορά:
Stories that involve time travel devices and technologies that take people backwards and forwards in time and space are considered part of the science fiction genre, whereas stories that involve time travel through supernatural, magical, or unexplained means are considered part of the fantasy genre.
The genre of science fiction is often characterized by incorporating technology either as “a driving force of the story, or merely the setting for drama.” Therefore, it is this key component—technology—that can be used to distinguish between time travel of the science fiction and fantasy realms.
Isaac Asimov, when asked to explain the difference between science fiction and fantasy, once explained that science fiction, given its grounding in science, is possible; fantasy, which has no grounding in reality, is not.”Any story involving time travel may be considered to include an element of science fiction. However, novels and short stories from the science fiction genre usually feature time travel via technology (a 'time machine') rather than time travel by supernatural means, and often play with the possibility of time paradoxes such as the grandfather paradox.

Υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εργασία Ι

Εισαγωγή


Από το άρθρο που υπάρχει στο site:
http://science.howstuffworks.com/time-travel.htm
καθώς και τα στοιχεία που εντοπίζονται στο site:
http://www.pbs.org/wgbh/nova/time/
"Time is nature's way to keep everything from happening at once." (John Wheeler)


There may be no other concept that captures the imagination more than the idea of time travel -- the ability to travel to any point in the past or future. What could be cooler? You could jump into your time machine to go back and see major events in history and talk to the people who were there! Who would you travel back to see? Julius Caesar? Leonardo da Vinci? You could go back and meet yourself at an earlier age, go forward and see how you look in the future... It's these possibilities that have made time travel the subject of so many science fiction books and movies.
Ideas of time travel have existed for centuries, but when Albert Einstein released his theory of special relativity, he laid the foundation for the theoretical possibility of time travel.


Χρήσιμα στοιχεία για τον ορισμό του ΧΡΟΝΟΥ
Time is also defined as being the fourth dimension of our universe. The other three dimensions are of space, including up-down, left-right and backward-forward. Time cannot exist without space, and likewise, space cannot exist without time. This interconnected relationship of time and space is called the spacetime continuum, which means that any event that occurs in the universe has to involve both space and time.


Ποιες προοπτικές ανοίγονται με τη θεωρία σχετικότητας του Einstein:
According to Einstein's theory of special relativity, time slows as an object approaches the speed of light. This leads many scientists to believe that traveling faster than the speed of light could open up the possibility of time travel to the past as well as to the future. The problem is that the speed of light is believed to be the highest speed at which something can travel, so it is unlikely that we will be able to travel into the past. As an object nears the speed of light, its relativistic mass increases until, at the speed of light, it becomes infinite. Accelerating an infinite mass any faster than that is impossible, or at least it seems to be right now.

Έχετε δει την ταινία
Back to the Future?
The spacetime continuum was frequently mentioned in the movie "Back to the Future." Doc Brown and Marty travel from 1985 to 1955 in a DeLorean that has been converted into a time machine.
What Marty and the Doc soon realize is that interactions with Marty's parents in 1955 threaten to unravel the fabric of the spacetime continuum. Check out more information about DeLorean DMC-12.

Στη ζωή δεν θα χρησιμοποιηθούν μηχανές του χρόνου, αλλά φυσικά φαινόμενα (blackholes, wormholes και cosmic strings). Οι μηχανές του χρόνου συνδέονται με την προσπάθεια του ανθρώπου να συσχετίσει χρόνο με χώρο και να αναπαραστήσει την πορεία σε άλλες χρονικές βαθμίδες ως τοπική πορεία προς άλλο σημείο, ενώ η έννοια του χρόνου λειτουργεί διαφορετικά.

Σκεφτείτε:
Ηow popular media portrays time travel in science fiction literature and movies, such as "Back to the Future," "Terminator I" and "II," "Contact," and "Star Trek." Why you think time travel is such an appealing subject?

Διαβάστε σχετικά με την παρακάτω έννοια: Time Paradox ή grandfather paradox

One of the complications with time travel is an idea known as the grandfather paradox. Stated simply, it says that if you traveled to the past and accidentally killed your grandfather before your parents are conceived, there would be no way for you to be born. Therefore, you would not exist to travel back in time in the first place. So how could you have killed your grandfather?
Στη συνέχεια αναπτύξτε το δικό σας σχέδιο: Develop your own scenario where you go back in time and change something. List the many ways you think your change might affect a future timeline.


Bibliography
Hawking, Stephen W. "A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes." New York: Bantam Books, 1988.Describes what we know of the universe and includes discussions on space and time and the direction of time.
Nahin, Paul J. Time Machines: "Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction." New York: Springer-Verlag, 1999.Explores time and space, time travel, and some of the paradoxes involved in time travel. The author examines the science and science fiction of many popular ideas.
Sagan, Carl. "Contact." New York: Simon and Schuster, 1985.This is a fictional account of looking for evidence of life other than on Earth and describes the physics involved in making such a journey.
NOVA Online - Time Travelhttp://www.pbs.org/wgbh/nova/time/Includes text and audio from Carl Sagan about subjects ranging from wormholes to the nature of time, an excerpt from a book by an author who claims time travel is possible, a dictionary of words and concepts scientists use when discussing time travel, and an interactive game that encourages players to "think like Einstein."
Everything You Always Wanted to Know About Time Travel


Provides background information on time and the universe and the possibility of time travel.
Time Travel: Fact or Fiction? Describes the problems and paradoxes of time travel. http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/time_travel.html
http://www.crystalinks.com/timetravel.html
http://www.poiein.gr/archives/2269/index.html#more-2269