Μπορούμε να ταξιδέψουμε στο χρόνο
 
Μπορούμε να ταξιδέψουμε στο... παρελθόν ή στο μέλλον;
 

Του Βασίλη Χατζηγιάννη*

Πριν από 110 χρόνια, το 1895, το κλασικό έργο επιστημονικής φαντασίας ,Η μηχανή του χρόνου, The Time Machine, του H.G Wells κυκλοφόρησε για πρώτη φορά σε βιβλίο. Όπως συμφέρει οικονομικά στο αντικείμενο, ήταν η δέκατη επέτειος που έγινε το 1905, της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας του Albert Einstein. O Einstein ήταν εκείνος, όπως ξέρει ο κάθε φοιτητής , που περιέγραψε για πρώτος τον χρόνο για “την τέταρτη διάσταση”… και ο κάθε φοιτητής κάνει λάθος . Ο Wells ήταν εκείνος που για πρώτη φορά έγραψε στο παραπάνω ρομάντζο του , The Time Machine, ότι δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ του χρόνου και μιας οποιασδήποτε των τριών διαστάσεων του χώρου, με την προϋπόθεση ότι η συνείδηση μας μετακινείται κατά την κατεύθυνση του.

Από την εποχή του Wells και του Einstein , υπήρξε μια συνεχής λογοτεχνική παρουσίαση του χρονικού ταξιδιού και κυρίως με τα παράδοξα που αντιμετωπίζει ο κάθε αυθεντικός χρονικός ταξιδιώτης ( κάτι που ο Wells παρέλειψε να εξερευνήσει ).Το κλασικό παράδειγμα είναι εκείνο το λεγόμενο « παράδοξο της Γιαγιάς » όπου ο χρονικός ταξιδιώτης προκαλεί άθελά του τον θάνατο της Γιαγιάς του στην παιδική της ηλικία, ώστε η μητέρα του χρονικού ταξιδιώτη, και κατά συνέπεια ο ίδιος ο ταξιδιώτης δεν θα είχε ποτέ γεννηθεί. Επομένως δεν θα μπορούσε να πάει ποτέ πίσω για να σκοτώσει τη Γιαγιά… και πάει λέγοντας

Αλλά και σχετικά με τον Τιτανικό κάποιος θα μπορούσε να εκμεταλλευθεί την ιδιοφυή εφεύρεση της χρονομηχανής για να γυρίσει στο παρελθόν και να ξαναζήσει μια από τις πιο τραγικές καταστροφές του 1900;

Στο μυθιστόρημα της Alessandra Bellazzi ( επιστροφή στον Τιτανικό ) " Ritorno sul Titanik " μας λέει ότι στο πλοίο ήταν 2603 επιβάτες και ένας από αυτούς θα μπορούσε να αλλάξει την ιστορία της ανθρωπότητας και να αποτρέψει αυτή τη τραγωδία αλλά χρειάζεται η δράση του δισέγγονου ενός επιβάτη που σώθηκε και αφού ανακάλυψε τη χρονομηχανή ταξίδεψε πίσω στο χρόνο ώστε να αποτρέψει την τραγωδία.

Αλλά και ο γράφων σε ένα μυθιστόρημά του επιστημονικής φαντασίας κάνει χρήση της Μηχανής του Χρόνου. Το Μυθιστόρημα αυτό είναι ένα θρίλερ που διαδραματίζεται στη φυσικομαθηματική σχολή του Πανεπιστημίου Κρήτης με τίτλο « Μετά την Τελευταία σταγόνα πετρελαίου » όπου ένας καθηγητής , αυθεντία και βραβείο Nobel για τις πρακτικές εφαρμογές της σχετικότητας του χρόνου, εμπλέκεται άθελά του σε μια συνωμοσία που έχει να κάνει με το ενεργειακό και τον καθιστούν υπεύθυνο για την απώλεια των λύσεων που προτάθηκαν από τα πλέον ειδικά μελετητικά γραφεία . Εκείνος αποφασίζει να επιβιβασθεί στην χρονομηχανή του και να ταξιδέψει στο μέλλον ώστε να δει τις λύσεις του ενεργειακού….Πρόκειται για ένα ευχάριστο και μορφωτικό διήγημά μου που μπορεί ο κάθε ένας να το απολαύσει αυτοτελές και προφανώς δωρεάν από το Internet μπαίνοντας στην ιστοσελίδα μου http://tm.teiher.gr/vhatz. Το ταξίδι στον χρόνο είναι ένα κυρίως φυσικομαθηματικό πρόβλημα δυσεπίλυτο . Αλλά ας αφήσομε την επιστημονική φαντασία και ας προσπαθήσομε να προσεγγίσομε , όσο μας το επιτρέπει ο χώρος και ο εν λόγω ...χρόνος, με την επιστήμη το γοητευτικό αυτό θέμα.

Κατά τις επισκέψεις μου στα διάφορα βιβλιοπωλεία το μάτι μου γούρλωσε κυριολεκτικά πέφτοντας πάνω σε ένα βιβλίο με τίτλο: « Πώς να κατασκευάσετε μια μηχανή του χρόνου » με συγγραφέα ένα διάσημο επιστήμονα που αποφεύγω, για ευνόητους λόγους, να αναφέρω το όνομά του. Πάντως πρόκειται για ένα πολύ σοβαρό φυσικό Γάλλο επιστήμονα γνωστό σε παγκόσμιο επίπεδο που έχει το « ψώνιο » της εκλαϊκευμένης διάδοσης της επιστήμης για όλους.

Το βιβλίο εξηγεί πως η Μηχανή του χρόνου είναι κάτι το πολύ δύσκολο αλλά πραγματοποιήσιμο …

Στην ουσία επιτυγχάνεται με την καμπύλωση του χώρου και συνδέοντας τα δύο άκρα, χρησιμοποιώντας μια μαύρη τρύπα που δημιουργήθηκε ad hoc θα μπορούσαν να φέρουν σε επαφή δύο σημεία που απέχουν στο διάστημα και να χρησιμοποιηθεί η επαφή αυτή ως πόρτα των 2 διαφορετικών χρόνων.

Όμως ατά τη θεωρία της σχετικότητας του Einstein είναι δυνατό, έστω και θεωρητικά, να ταξιδέψουμε στο χρόνο; Το θέμα αυτό είναι από τα πιο ενδιαφέροντα στη κοινή γνώμη, όμως η σύγχυση που υπάρχει είναι τέτοια που οι διάφορες απαντήσεις που δίδονται προκαλούν ακόμη περισσότερη σύγχυση. Το να αποδειχθεί η διαβεβαίωση " είναι ή δεν είναι δυνατό το ταξίδι στο χρόνο " χωρίς τη χρησιμοποίηση μιας μαθηματικής ανάλυσης ιδιαίτερα υψηλής στάθμης, δεν είναι δυνατόν, γι αυτό θα προσπαθήσω να το αποδείξω χωρίς να συντελέσω και εγώ στην αύξηση της σύγχυσης που, όπως είπαμε πιο πάνω, περιβάλλει το γοητευτικό αυτό θέμα. Ας προσπαθήσομε να σχηματίσομε στο μυαλό μας ένα πιθανό ταξίδι στο χρόνο, και για να το κάνουμε, υποθέτουμε ότι μπορούμε να μετακινηθούμε με ένα διαστημόπλοιο από ένα σημείο Α σε ένα σημείο Β μιας περιοχής του σύμπαντος σε χρόνο μικρότερο από το χρόνο που θα έκανε το φως, που ταξιδεύει με ταχύτητα 300.000 Km/sec, και στη συνέχεια να επιστρέψομε στο σημείο Α από το οποίο ξεκινήσαμε ( θεωρώντας την απόσταση ΑΒ μικρή). Εδώ θα διαπιστώσομε αμέσως ότι ταξιδέψαμε στο χώρο και στο χρόνο γιατί τώρα βρισκόμαστε στο δικό μας παρελθόν. Μπορούμε να το επιτύχομε αυτό; Το πρώτο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπίσομε είναι η ταχύτητα του φωτός που δεν μπορούμε να την ξεπεράσομε, επομένως πρέπει να αναζητήσομε τρόπους που μας επιτρέπουν να παρακάμψομε αυτό το εμπόδιο. Ή θα είμαστε υποχρεωμένοι να υποθέσουμε ειδικές περιπτώσεις στις οποίες η ταχύτητα του φωτός μπορεί να ξεπεραστεί. Το κρίσιμο πρόβλημα με την σχετικότητα είναι να πιέσομε τον εαυτό μας να σκέφτεται με τρόπο σχετικιστικό. Είναι απαραίτητο να αντιληφθούμε αυτό τον τρόπο παρατήρησης των φαινομένων, για να αποφύγομε τη πνευματική μας σύγχυση. Αν δεν συνειδητοποιήσομε αυτό τον τρόπο σκέψης, ΔΕΝ είναι δυνατό να διεισδύσομε στο σύνθετο οικοδόμημα που δημιούργησε ο Einstein.Ας συνοψίσομε στο σημείο αυτό τα αποτελέσματα της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Η ταχύτητα του φωτός δεν εξαρτάται από τη διεύθυνση διάδοσής του, αλλά έχει την ίδια τιμή για όλες τις διευθύνσεις ( περίπου 300.000 km /sec ) . Το αποτέλεσμα αυτό μας επιτρέπει τον συγχρονισμό των ατομικών ρολογιών στον κόσμο. Οι φυσικοί νόμοι παίρνουν την ίδια μορφή σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Με την αρχή αυτή μπορέσαμε να εξαλείψομε την λαθεμένη ιδέα της ύπαρξης ενός ιδανικού συστήματος αναφοράς ( θυμόμαστε, παλαιότερα, πόσο νομίζαμε ότι μας βόλευε η ύπαρξη του αιθέρα που κάλυπτε τα διαστρικά κενά). Έτσι προκύπτει η αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός: Η ταχύτητα του φωτός στο κενό έχει, σε κάθε αδρανειακό σύστημα αναφοράς, την ίδια τιμή. Από τις αρχές αυτές προκύπτει ότι ο χρόνος δεν είναι απόλυτος, δηλαδή, δεν υπάρχει ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς στο οποίο ο χρόνος να είναι απόλυτος. Ο χρόνος είναι σχετικός με το σύστημα αναφοράς. Διαστολή του χρόνου: Ένα ρολόι που κινείται σε σχέση με άλλα συγχρονισμένα ρολόγια, ακίνητα σε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς, εμφανίζεται πιο αργό σε σχέση με τα άλλα. Το ρολόι που κινείται " πάει πίσω", κατά την εξίσωση :

t = 1/2 t0 [1-(v/c)2 ]

όπου v είναι η ταχύτητα του ρολογιού που κινείται σε σχέση με τα ακίνητα ρολόγια και c είναι η ταχύτητα του φωτός. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η ταχύτητα του φωτός είναι η οριακή ταχύτητα την οποία δεν μπορεί να ξεπεράσει κανένα σώμα. Εάν η παραπάνω καθυστέρηση του ρολογιού αυξάνει με την αύξηση της ταχύτητας, βλέπομε ότι όταν το κινούμενο ρολόι φθάνει την οριακή ταχύτητα, ο χρόνος σταματά, και πάνω από αυτή την ταχύτητα , θα είχαμε από την εξίσωση του χρόνου ένα αποτέλεσμα αρνητικό και φανταστικό. Επειδή δε ο φανταστικός χρόνος δεν έχει σχεδόν κανένα φυσικό νόημα, προκύπτει ότι την οριακή ταχύτητα (300.000 km/sec ) δεν μπορεί να την υπερβεί κανένα υλικό σώμα ( σήμερα μπορούμε να δώσομε μια έννοια στο φανταστικό χρόνο αλλά υπάρχουν ακόμη πολλά θεωρητικά προβλήματα που πρέπει να ξεπεραστούν). Κάποτε έγινε η ακόλουθη ερώτηση σε ένα φυσικό: Σε περίπτωση που ήταν δυνατή η υπέρβαση της ταχύτητας του φωτός, τότε ο χρόνος θα σταματούσε απλά ή θα γυρίζαμε πίσω στο παρελθόν; Για τη περίπτωση όμως αυτή, που θεωρητικά και μόνο είναι ιδιαίτερα γοητευτική, θα ασχοληθούμε σε άλλη δημοσίευση. Αν υποθέσομε ότι ένα διαστημόπλοιο επιταχύνεται συνεχώς, κάποτε θα αποκτούσε την ταχύτητα του φωτός και για να μην βρεθούμε σε αντίθεση με τα αποτελέσματα της ειδικής θεωρίας της Σχετικότητας πρέπει το διαστημόπλοιο αυτό να αυξάνει συνεχώς την αδρανειακή του αντίσταση επομένως η μάζα του πρέπει να αυξάνεται όσο αυξάνει η ταχύτητά του. Έτσι φθάσαμε στην περίφημη εξίσωση:

E = mc2

που συνδέει την ενέργεια με την μάζα. Βλέπομε λοιπόν ότι πάντοτε υπάρχει ένα τίμημα που πρέπει να πληρώσομε, δηλαδή για να επιταχύνω ένα σώμα μέχρι την οριακή ταχύτητα πρέπει να πληρώσω άπειρη ενέργεια. Επομένως κατά την ειδική θεωρία της Σχετικότητας ΔΕΝ επιτρέπονται " Ταξίδια στο χρόνο ", τουλάχιστον της μορφής εκείνων της λογοτεχνικής επιστημονικής φαντασίας που αναφέραμε στην αρχή του άρθρου.

* Ο Βασίλης Χατζηγιάννης είναι καθηγητής Μηχανικής Ρευστών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας του ΑΤΕΙ Κρήτης