AIKAMATKAN TEORIAA

© Katse Kaikkeuteen 2020

Tilaa ohjelman YouTube-kanava!
   / katsekaikkeuteen  

Seuraa ohjelmaa Facebookissa!
  / katsekaikkeuteen  

Seuraa ohjelmaa Instagramissa!
  / katsekaikkeuteen  

Ota yhteyttä kommenttien ja kysymysten kera!
katsekaikkeuteen@gmail.com

AIKAMATKAN TEORIAA

Aikamatkustus on meille hyvin kaukanen konsepti, joillekin jopa mahdoton. Mutta moderni tiede tuntee monet aikamatkustuksen teoreettiset periaatteet, eikä yhtäkään fysiikan lakia, joka estäis aikamatkan mahdollisuuden.

INTRO

Kun sä oot vapaapudotuksessa hissin sisällä, eli kuljet sen hissin kanssa tismalleen samaa vauhtia tismalleen samaan suuntaan, sä et aisti enää painovoimaa. Jos sä kykenisit ratsastaan valonsäteellä, samaa vauhtia samaan suuntaan, kykenisitkö sä enää aistimaan aikaa? Molemmat näistä ajatusleikeistä on saksalaisen fyysikon Albert Einsteinin päästä ja molemmat johti sen luomaan vuonna 1905 julkastun suhteellisuusteoriansa, joka onnistu ensimmäistä kertaa tekeen aikamatkustuksesta mahdollista.

VALONNOPEUDEN VAUHDISSA

Kuvitellaan että sulla on avaruusalus, joka kykenee kiihdyttään vauhtiaan kosmiseen nopeusrajotukseen asti. Nopeus tarkottaa sitä matkan määrää, jonka jokin kappale taittaa tietyssä ajassa. Kun sun alukses alkais lähestyä valonnopeutta, mitä universumi tekee estääkseen sua ylittämästä sitä ja fysiikan lakeja rikkoutumasta? Hidastaa aikaa, jollon sä taitat yhtä paljon matkaa, mutta et yhtään sen lyhyemmässä ajassa. Ja mitä niin abstrakti käsite kun ajankulun hidastuminen tarkottais käytännössä? Paitsi että kellon viisarit alkais kulkee hitaammin siellä sun aluksessas kun täällä Maassa, sun ruumiintoiminnot, verenkierto, aineenvaihdunta ja soluhengitys hidastuu. Sun ikääntyminen hidastuu. Yhdessä tunnissa, jonka sä vietät lähes valonnopeudessa, Maassa olis vierähtäny vuosia. Eli mitä kauemmin sä aluksessas matkaat, sitä kauemmas tulevaisuuteen sä kuljet. Voitko sä jo päätellä mitä aika tekee, jos sun alukses tavottais täydellisen valonnopeuden? Se pysähtyis. Fotonit, eli valon välittäjähiukkaset, kulkis sun kanssa yhtä nopeesti. Fysiikka olis seisahtunu. Sä voisit tällasen pienen aikamatkas jälkeen palata takas Maahan, jossa olis voinu kulua satojakin vuosia, vaikka sä olisit lähteny sieltä vasta viikko sitten. Tää on Einsteinin esittämä aikadilataation ilmiö, joka kertoo että painovoima ja nopeus vaikuttaa mitattavan matkan kestoon. Valonnopeus mahdollistaa teoreettisen matkustamisen vaikka kuinka kaukasiin kohteisiin välittömästi. Ja sitähän aikamatka tulevaisuuteen on. Mutta siihen toiseen suuntaan matkustaminen onkin vähän vaikeempaa.

MENOSUUNTA MENNEISYYTEEN

Aikamatkustus tulevaisuuteen on siis teoreettisesti mahdollista, eikä minkään tieteisfiktion, vaan sata vuotta vanhan suhteellisuusteorian mukaan. Aikamatka tulevaisuuteen on suhteellisen yksinkertasta, koska aika kulkee samaan suuntaan. Aikamatkustus menneisyyteen on se, joka tuottaa ongelmia, koska aika kulkee vaan yhteen suuntaan. Einsteinin suhteellisuusteoria osottaa että, siinä missä aika pysähtyy valonnopeudessa, sen nopeuden ylittettyämme aika alkais kulkee takaperin, mutta koska sama teoria osottaa valonnopeuden nopeusrajotuksen, menopaluu menneisyyteen on mahdollisettava toisin keinoin. Einsteinilla oli epäilyksensä aikamatkustuksen suhteen, mutta sen erittäin hyvä ystävä Kurt Gödel, yks kaikkien aikojen merkittävimmistä loogikoista, täytteli joitakin Einsteinin teorioiden aukkoja ja tuli vuonna 1949 vahvistaneeks niin kutsutun suljetun aikasilmukan mahdollisuuden. Gödelin esitti, että jos univerumi olis kauttaaltaan pyörimisliikkeessä niin kun Maa, me voitais kulkee sen ympäri saapuen takasin ennen kun me lähdettiin. Tää mahdollisuus askarrutti Einsteinia vuosia, kunnes se muistelmissaan kirjotti, ettei se oo enää huolissaan siitä, koska oli käyny ilmi, että universumi ei pyöri. Sen sijaan se laajenee, mahdollistaen monia muita sitäkin hullumpia keinoja kulkee ajassa niin kun avaruudessa.

TULEVAISUUDEN TEORIAT

Einsteinin jälkeen sen elämäntöistä on onnistuttu jalostaan jo lukuisia eri vaihtoehtoja, jotka mahdollistaa aikamatkustuksen. Gödelin aikasilmukoiden lisäks puhutaan muun muassa Tiplerin sylinteristä ja madonreiästä. Se minkä takia teoria madonrei’istä on se joka on selviytyny puheenaiheena tähänkin päivään asti, on se että se on kaikkein vähiten ristiriidassa suhteellisuusteorian aika- ja avaruuskäsitysten kanssa. Koska aikamatkalla menneisyyteen meidän pitäis päästä pisteestä A pisteeseen B ennen kun valo ehtii taittaa saman matkan, eikä mikään kulje valoo nopeempaa, meidän täytyy nopeuden sijaan vaikuttaa matkan pituuteen. Jos aika-avaruuden kangas olis paperiarkki, jonka yhdessä päässä on piste A toisessa B, meidän tulis taivuttaa se kaksinkerroin ja luoda niiden pisteiden välille tunneli, jonka läpi vois kulkee, ei valoo nopeempaa, mutta sitä lyhyemmän matkan...