Σήμερα είναι προγραμματισμένη η παρουσίαση της εργασίας.
Βλ. στο site http://sites.google.com/site/interdiscipl/diathematikes-ergasies-b-gymnasiou για περισσότερα στοιχεία, καθώς και την παρουσίαση.
Κυριακή 3 Μαΐου 2009
Πέμπτη 30 Απριλίου 2009
Εργασία ομάδας για τη μέτρηση του χρόνου
Βλ. τη γενική παρουσίαση, καθώς και την παρουσίαση για την ιστορία των μηχανών μέτρησης του χρόνου: http://sites.google.com/site/interdiscipl/diathematikes-ergasies-b-gymnasiou
Βλ. επίσης στην ίδια θέση εργασίες για τις μαύρες τρύπες, τη ραδιοχρονολόγηση, ταινίες για τη χρονομηχανή.
Βλ. επίσης στην ίδια θέση εργασίες για τις μαύρες τρύπες, τη ραδιοχρονολόγηση, ταινίες για τη χρονομηχανή.
Σάββατο 7 Μαρτίου 2009
Μην ξεχνάτε...
Μην ξεχάσετε να παρακολουθήσετε:
http://www.youtube.com/watch?v=SafwXdP7ylc (του National Geographic, πολύ καλό),
http://www.youtube.com/watch?v=oRWwI61so5Q.
Επίσης για ταινίες:
συλλογική θεώρηση - http://www.youtube.com/watch?v=Mf5oPSuNjXY
Σταρ Τρεκ - http://www.youtube.com/watch?v=gty9tLOXpwk.
Kate and Leopold - http://www.youtube.com/watch?v=hDstY67gCv4.
- (το τραγούδι του Sting) http://www.youtube.com/watch?v=2wmaUw_I33g&feature=related
The Lake House - http://www.youtube.com/watch?v=Vgd2pvBu6es&feature=related
- (μουσική) http://www.youtube.com/watch?v=HwZeB7tbQvA&feature=related,
http://www.youtube.com/watch?v=FstKPZGQG6U&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=ie093AirMvE&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=SafwXdP7ylc (του National Geographic, πολύ καλό),
http://www.youtube.com/watch?v=oRWwI61so5Q.
Επίσης για ταινίες:
συλλογική θεώρηση - http://www.youtube.com/watch?v=Mf5oPSuNjXY
Σταρ Τρεκ - http://www.youtube.com/watch?v=gty9tLOXpwk.
Kate and Leopold - http://www.youtube.com/watch?v=hDstY67gCv4.
- (το τραγούδι του Sting) http://www.youtube.com/watch?v=2wmaUw_I33g&feature=related
The Lake House - http://www.youtube.com/watch?v=Vgd2pvBu6es&feature=related
- (μουσική) http://www.youtube.com/watch?v=HwZeB7tbQvA&feature=related,
http://www.youtube.com/watch?v=FstKPZGQG6U&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=ie093AirMvE&feature=related
Αν είχατε στη διάθεσή σας μια χρονομηχανή, πώς θα την αξιοποιούσατε;
Ρωτήθηκαν σχετικά μαθητές της Β' Γυμνασίου. Και ιδού τα αποτελέσματα:
Ι. α. Κάποιοι επέλεξαν να ταξιδέψουν στο παρελθόν.
β. Κάποιοι προτίμησαν το μέλλον.
γ. Ελάχιστοι συνδύασαν τις δύο χρονικές βαθμίδες.
δ. Μια μαθήτρια θεώρησε ότι δεν είναι τόσο απαραίτητη η χρονομηχανή, ενώ αντίθετα ένας μαθητής αρνείται να επανέλθει πίσω στην εποχή του. Κάποιος άλλος πιστεύει ότι ποτέ δεν πρόκειται να δημιουργηθεί μια ανάλογη δυνατότητα.
ΙΙ. α. Οι περισσότεροι θεώρησαν ισοδύναμο ποσοτικά τον χρόνο που έμειναν στο παρελθόν ή το μέλλον με τον χρόνο που θα περνούσαν στη δική τους εποχή.
β. Δύο μαθήτριες υποστήριξε ότι, ενώ τις φάνηκε μεγάλο το διάστημα που "έλειψαν" από την εποχή τους, στην πραγματικότητα αποδείχτηκε ότι απουσίασαν για κάποια δευτερόλεπτα ή λεπτά.
ΙΙΙ. α. Οι περισσότεροι περιέγραψαν ένα μοναχικό ταξίδι.
β. Μία μαθήτρια προτίμησε να ξεφύγει από τον κίνδυνο της "μοναξιάς" ΄παίρνοντας μαζί, για καλό και για κακό, την οικογένειά της.
γ. Μια άλλη είχε μαζί της τη φίλη της Μελίνα.
IV.
α. Ένας μαθητής ανατρέχει στην εποχή της δημιουργίας της γης και παρακολουθεί το φαινόμενο του Big Bang. Φέρνει πίσω υλικό για έρευνα.
β. Αρκετοί μαθητές ταξίδεψαν στην Αρχαία Ελλάδα. Δύο επιλέγουν την περίοδο του Τρωικού Πολέμου. Ο ένας μάλιστα αναλαμβάνει δράση στον Τρωικό Πόλεμο σκοτώνοντας βασικούς ήρωες, απαγάγοντας την Αφροδίτη και διεκδικώντας την εξουσία στην αρχαία Ελλάδα. Δύο μαθητές επιθυμούν να πολεμήσουν με τον Λεωνίδα εναντίον των Περσών, για να διηγηθούν στους σύγχρονούς τους απο πρώτο χέρι τα χαρακτηριστικά και τον τρόπο ζωής των Σπαρτιατών. Ο ένας μάλιστα επιχειρεί να σκοτώσει τον Εφιάλτη, πριν προδώσει τους Σπαρτιάτες. Ένας ακόμη συμμετέχει σε πολέμους ενάντια στους Πέρσες και σε άλλη χρονική περίοδο ενάντια στους Ρωμαίους διεκδικώντας για τον εαυτό του απόλυτη εξουσία. Τρεις προτίμησαν να επισκεφτούν την Αθήνα του Περικλή. Μία μαθήτρια γνωρίζει φιλοσόφους και μαθηματικούς, παρακολουθεί μαθήματα, καθίσταται αυτόπτης μάρτυς μιας μάχης Σπαρτιατών-Περσών. Ένας μαθητής τέλος καταγράφει έναν κατάλογο προορισμών: Αθήνα του Περικλή, Αίγυπτος της Κλεοπάτρας, Βενετία του Μάρκο Πόλο, Λος Άντζελες-Χόλιγουντ, Ανταρκτική εκατό χρόνια μετά.
γ. Δύο μαθήτριες ταξίδεψαν στην Αίγυπτο. Η μία μπαίνει σε ένα σακί και μεταφέρεται ως λαθρεπιβάτις από ένα καραβάνι σε μια μακρινή πόλη. Ξεναγείται εκεί, διασχίζει με ένα πλοιάριο τον Νείλο, γνωρίζει την αιγυπτιακή φύση και τους ...κροκόδειλους, ξαφνιάζει τους ιερείς σε έναν ναό με την ετεροχρονισμένη αμφίεσή της και, όταν καταδιώκεται, εντοπίζει μέσα σε μια πυραμίδα -τελευταία στιγμή- τη χρονομηχανή, για να σωθεί. Η άλλη περιηγείται στις πυραμίδες και σε άλλα μνημεία. Πέρασαν αρκετό χρόνο εκεί, τόσο που η μία τουλάχιστον κιδύνεψε να χάσει τη χρονομηχανή και την ανακαλύπτει στην τύχη "πεταμένη και σκουριασμένη". Η μία γέμισε βαλίτσες με ...σουβενίρ και η άλλη ανακάλυψε στην επιστροφή ότι είχε για συντροφιά της μια βασιλική γάτα, σύμβολο τύχης και ευημερίας. Την άλλη φορά θα προσπαθήσει να φέρει στο παρόν έναν γνήσιο φαραώ.
δ. Ένας μαθητής επιστρέφει στη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, στο χωριό του Αστερίξ και του Οβελίξ. Δοκιμάζει τον μαγικό ζωμό και δέρνει αρκετούς Ρωμαίους. Επιχειρεί μάλιστα να κατακτήσει τον κόσμο επιστρέφοντας στην εποχή του με όλα τα αγαθά που τπυ επιτρέπουν να περάσει μια ...ήρεμη και άνετη ζωή.
ε.Ένας μαθητής "ανατρέχει" στον Μεσαίωνα και επιδεικνύοντας αντικείμενα της εποχής του πείθει τους ανθρώπους ότι είναι "ελέω Θεού" βασιλιάς τους. Μέσω ενός βιβλίου ιστορίας μάλιστα τους ενημερώνει σχετικά με το δικό τους μέλλον. Ένας άλλος ταξιδεύει στα χρόνια βασιλείας του Ιουστινιανού και "σφετερίζεται" την εξουσία δημιουργώντας μια ισχυρότατη αυτοκρατορία. Κάποιος μαθητής επιλέγει να ζήσει στην εποχή των ιπποτών με αφετηρία ένα μικρό χωριό της Νότιας Γαλλίας.
στ. Μία μαθήτρια ταξίδεψε στην Β. Αμερική του 16ου αι., στη φυλή των Απάτσι, όπου φιλοξενήθηκαν για ένα μήνα και αναγκάστηκαν να "φύγουν" κατά τη διάρκεια μιας σύρραξης με τον Ντιέγκο Σαν Τέρας, τον χειρότερο εχθρό των Ινδιάνων, για να σωθούν.
ζ. Ένας μαθητής απήγαγε το 1913 τον Χίτλερ και τον μετέφερε στην Αρχαία Ελλάδα, όπου τον έκανε μαθητή του Σωκράτη συμβάλλοντας έτσι στη γαλούχησή του με τις αρχές της αθηναϊκής δημοκρατίας και αποσοβώντας τον κίνδυνο ενός Β' παγκόσμιου πολέμου.
η. Δύο μαθητές έχουν την περιέργεια να παρακολουθήσουν από κοντά τις δύσκολες συνθήκες του Β' Παγκόσμιου πολέμου και της Κατοχής.
θ. Αρκετοί μαθητές και μαθήτριες θέλησαν να ταξιδέψουν στην Αμερική του '40 και του '60 και να επισκεφτούν τον τραγουδιστή Bob Marley. Κάποιος επιλέγει ειδικότερα τη χρονολογία 1966, για να παρακολουθήσει μια συναυλία του Jimi Mendsix. Μία μαθήτρια "τοποθέτησε" τη συνάντηση αυτή στην Τζαμάικα. Ένας μαθητής συνδυάζει το ταξίδι του αυτό με την προσπάθειά του να αποτρέψει τον Αϊνστάιν από την αποκάλυψη της φόρμουλας της ατομικής βόμβας στον Αμερικανό πρόεδρο και επιπλέον προ-λειαίνει για τον εαυτό του την οικονομική του κατάσταση, κυνηγώντας τυχοδιωκτικά "το χρυσάφι του Κλοντάικ".
ι. Ένας μαθητής ταξιδεύει στη δεκαετία του '70, όταν δημιουργούνται συγκροτήματα των Metal. Αγοράζει έναν αυθεντικό δίσκο των Venom "Black Metal" σε βινύλιο και συμμετέχει στην πρώτη περιοδεία των Celtic Frost. Στη δεκαετία του '80 εμποδίζει τη δημιουργία των GUNS N' ROSES και καθοδηγεί στα βήματά του τον Steve Harris, δημιουργό των IRON MAIDEN.
κ. Ένας μαθητής ταξιδεύει στην Άγρια Δύση των Ντάλτον και του Λούκυ Λουκ και ζει μαζί τους περιπέτειες.
λ. Μια μαθήτρια "επιστρέφει" στο πρόσφατο παρελθόν και ειδικότερα στο καλοκαίρι της έκτης δημοτικού.
μ. Μια μαθήτρια "κινείται" στην προηγούμενη ημέρα, για να επαναληφθεί ο αγώνας των τμημάτων 2Α-2D μήπως και πετύχει η τάξη της τη νίκη.
ν. Ένας μαθητής ταξιδεύει στον χωροχρόνο εντοπίζοντας τις απαντήσεις των διαγωνισμάτων και βελτιώνοντας έτσι τους βαθμούς του αλλά και τα οικονομικά του, αφού αποφασίζει να "πουλήσει" τις απαντήσεις στους συμμαθητές του έναντι εξωφρενικών τιμών. Ο ίδιος κινείται στο άμεσο μέλλον αγοράζοντας ό,τι επιθυμεί σε περιόδους εκπτώσεων...
ξ. Μια μαθήτρια επιλέγει ως προορισμός της το 2013, έτος της αποφοίτησής της από το σχολείο, προκειμένου να απαλλαγεί από τις σχολικές της υποχρεώσεις και να έχει μεγαλύτερη ελευθερία στο πλαίσιο των σπουδών της. Κάποιος άλλος μαθητής κινείται στο έτος 2020 και φαντάζεται το μέλλον του. Φαντάζεται ότι έχει ένα λευκό αυτοκίνητο, ένα άνετο σπίτι με ένα πιάνο με ουρά. Εργάζεται ως οδοντίατρος σε ένα ζεστό περιβάλλον, ενώ παράλληλα συνεργάζεται με την κλινική "Άγιος Λουκάς". Έχει παντρευτεί και έχει ήδη έναν γιο πέντε χρονών.
ο. Ένας μαθητής σπεύδει στο μέλλον, την εποχή που έχει κερδίσει ο ΠΑΟΚ το πρωτάθλημα και το κύπελλο.
π. Μία μαθήτρια επισκέφτεται τη Θεσσαλονίκη του μέλλοντος, που έχει εξελιχθεί σε ένα είδος "μεταλλαγμένης Βενετίας" (όλοι κυκλοφορούν με ειδικά υποβρύχια οχήματα και τα κτήρια είναι σαν ενυδρεία). Συναντά ρομπότ και πίνει έναν robochino! Μια ακόμη μαθήτρια κατευθύνεται προς τη Θεσσαλονίκη του μέλλοντος (μετά από 200 χρόνια), για να δει αν θα επαληθευθούν οι φόβοι μας σχετικά με τις κλιματολογικές αλλαγές και τη λειψυδρία. Ένας μαθητής επίσης ταξιδεύει στη μελλοντική Θεσσαλονίκη και εξασφαλίζει έναν άνετο τρόπο ζωής, αφού τον βοηθούν στην εργασία του τα ρομπότ. Δύο μαθητές δεν παραλείπουν να αναζητήσουν το σπίτι τους.
ρ. Κάποιος κατευθύνεται στο Παρίσι του μέλλοντος, που είναι πλέον μισογκρεμισμένο λόγω της οικολογικής καταστροφής.
σ. Κάποιος κάνει λόγο για την κατάσταση 500 χρόνια μετά, ενώ κάποιος άλλος ταξιδεύει γενικά στο μέλλον, για να ανιχνεύσει την οικολογική καταστροφή που έχει συντελεστεί.
τ. Μία μαθήτρια, αν και ήταν σε δίλημμα για τον "προορισμό" της, προτίμησε τελικά, αντί να επισκεφτεί την αρχαία Ελλάδα να κινηθεί προς την Αμερική του 2830, να περιπλανηθεί στα καταστήματα, όπου έχουν αυξηθεί πλέον οι μηχανές, και να ταξιδέψει με ένα πύραυλο στο φεγγάρι και στη συνέχεια με ένα υποβρύχιο στον βυθό της θάλασσας.
υ. Μία μαθήτρια επέλεξε να επισκεφτεί τον παράδεισο, για να εμποδίσει την Εύα να φάει το μήλο, πιστεύοντας ότι με τον τρόπο αυτό θα εξαλείψει καθετί άσχημο από την προσωπική και την κοινωνική μας ζωή.
V. α. Η χρονομηχανή ήταν ένα επίτευγμα της τεχνολογίας που εκτίθεται σε μουσείο. Διαθέτει πληκτρολόγιο με γράμματα (για τις πόλεις) και αριθμούς (για τη χρονολογία).
β. Η χρονομηχανή είναι τελευταίο μοντέλο που μπορεί να προμηθευτεί ο καθένας.
γ. Η χρονομηχανή ήταν ένα μεγάλο κράνος, δημιούργημα του παππού, που φυλάσσεται στο πατάρι.
δ. Πρόκειται για ένα περιδέραιο.
ε. Πρόκειται για όνειρο.
στ. Σε κάποιες περιπτώσεις δεν περιγράφεται.
VI. α. Οι περισσότεροι δεν θεώρησαν ότι μπορούν να επέμβουν με τον τρόπο αυτό στον ρου της ιστορίας.
β. Κάποιος μαθητής θέλησε να δημιουργήσει τις συνθήκες για την αποτροπή του Β' Παγκόσμιου Πολέμου.
γ. Κάποια μαθήτρια "σβήνει" τα κακώς κείμενα στον κόσμο εμποδίζοντας την Εύα να φάει στο μήλο.
δ. Δύο μαθητές "δείχνουν" στους αρχαίους Έλληνες αντικείμενα από τη σύγχρονη εποχή που έχει μαζί της (στυλό, χαρτί, βιβλία, φωτογραφική μηχανή, πλαστικά, όπλα).
ε. Μια μαθήτρια που ταξιδεύει στο μέλλον "απομνημονεύει" τεχνολογικά ευρήματα, για να τα προτείνει στη δική της εποχή επιστρέφοντας.
στ. Κάποιος μαθητής θα "έφερνε" στην εποχή του φωτογραφικό υλικό από το "κατεστραμμένο" περιβάλλον του μέλλοντος, προκειμένου να ευαισθητοποιήσει την ανθρωπότητα σχετικά με την καταστροφή του περιβάλλοντος.
ζ. Ένας μαθητής φέρνει υλικό για έρευνα από την εποχή της δημιουργίας του κόσμου, προκειμένου να ενισχυθούν ή να απορριφθούν επιστημονικές θεωρίες.
Τρίτη 10 Φεβρουαρίου 2009
Πλούσιο υλικό με βίντεο στο Youtube
Μπορείτε να βρείτε πλούσιο υλικό εκεί. Βλ. π.χ. http://www.youtube.com/watch?v=oRWwI61so5Q.
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
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.
* 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.
Εγγραφή σε:
Αναρτήσεις (Atom)
