Η πύλη του χρόνου

Η πύλη του χρόνου

Τους επόμενους μήνες στο CERN ίσως ανοίξει ένα «πέρασμα» από το οποίο θα μπορούν να φτάσουν σε εμάς οι χρονοταξιδιώτες του μέλλοντος.

Οι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας, και πριν από αυτούς ο Αϊνστάιν, το είχαν ήδη φανταστεί. Σήμερα το «έτος μηδέν», αυτό των ταξιδιών στο χρόνο, βρίσκεται προ των πυλών: σύμφωνα με δύο Ρώσους μαθηματικούς, τον Ιγκόρ Βόλοβιτς και την Ιρίνα Αρέφεβα, από το Ινστιτούτο Μαθηματικών Στέκλοφ της Μόσχας, είναι ζήτημα λίγων μηνών.

Στις αρχές του 2009 οι επιστήμονες φιλοδοξούν ότι ο επιταχυντής σωματιδίων LHC (Large Hardon Collider) στο CERN της Γενεύης θα φτάσει στο μέγιστο της απόδοσής του. Και εκεί, οι συγκρούσεις μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων (10 φορές πιο ενεργητικά από όσα έχουν δημιουργηθεί μέχρι σήμερα) θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια χωρο-χρονική συντόμευση, ένα είδος τούνελ, την οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν οι άνθρωποι από το μέλλον, για να φτάσουν σε εμάς ή για να μας στείλουν μηνύματα.

Συμπυκνωμένη
Η εικασία είναι τολμηρή, έχει όμως θεωρητική βάση. Και είναι γοητευτική, γιατί προσπαθεί να ωθήσει στα άκρα τις γνώσεις μας για το χώρο, το χρόνο και την ύλη. Σύμφωνα με τον Βόλοβιτς και την Αρέφεβα, η ενέργεια που απελευθερώνεται από τις συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων, παρ’ όλο που είναι απόλυτα μικρή (ισούται με την ενέργεια που κάνει ένα κουνούπι να πετάει), είναι τόσο συμπυκνωμένη που μπορεί να δημιουργήσει μια μικρή χωρο-χρονική στρέβλωση, όπως προβλέπεται από τη θεωρία της σχετικότητας. Το αντικείμενο που δημιουργείται είναι η λεγόμενη «σκουληκότρυπα» (wormhole).

Ο Αϊνστάιν και οι γέφυρες
Οι πρώτοι που υπέθεσαν τη θεωρητική ύπαρξη των wormholes ήταν οι φυσικοί Άλμπερτ Αϊνστάιν και Νέιθαν Ρόζεν, το 1935. Και πράγματι, αυτά τα αντικείμενα είναι γνωστά στους επιστήμονες ως «γέφυρες Αϊνστάιν-Ρόζεν». Η σκουληκότρυπα είναι, αντίθετα, ένας χιουμοριστικός όρος, γιατί μοιάζει με την τρύπα που σκάβει ένα σκουλήκι στο μήλο: ένα είδος συντόμευσης ανάμεσα σε δύο απομακρυσμένα μέρη του σύμπαντος.

Αρχικά πιστεύαμε ότι οι σκουληκότρυπες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για ταξίδια στο χώρο. Κάποιος μπαίνει σε ένα μέρος, για παράδειγμα στη Γη, και βγαίνει σε ένα άλλο, για παράδειγμα στο αστέρι Βέγκα. Όμως στη συνέχεια ανακαλύφτηκε ότι η σκουληκότρυπα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για ταξίδια στο χρόνο. Κάποιος μπαίνει σήμερα στη Γη και βγαίνει, για παράδειγμα, και πάλι στο Βέγκα αλλά πριν από 10.000 χρόνια.

Το έτος μηδέν
Υπάρχει μόνο ένας βασικός περιορισμός στα ταξίδια στο παρελθόν: δεν μπορούμε ποτέ να φτάσουμε σε μια στιγμή προγενέστερη της κατασκευής της ίδιας της σκουληκότρυπας. Για να είναι εφικτό το ταξίδι, το τούνελ πρέπει ήδη να υπάρχει. Διαφορετικά θα ήταν σαν να προσπαθούμε να φτάσουμε με το μετρό σε ένα σταθμό πέρα από το τέρμα. Μόλις, όμως, δημιουργηθεί η σκουληκότρυπα, αν είναι αρκετά φαρδιά για να μπορεί να διασχιστεί, σε όλη τη διάρκεια της ύπαρξής της θα μπορεί να χρησιμοποιείται για να φτάνει κάποιος στο έτος μηδέν. Έτσι, λοιπόν, οι χρονοταξιδιώτες όλων των μελλοντικών εποχών θα δίνουν ραντεβού στην εποχή μας.

Αστέρια και άτομα
Μέχρι τώρα φανταζόμασταν τις σκουληκότρυπες ως μηχανές αστρικών διαστάσεων, γιατί η χωρο-χρονική στρέβλωση που χρειάζεται για τη δημιουργία τους, σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, είναι εφικτή μόνο παρουσία γιγαντιαίων μαζών, όπως είναι αυτές των μαύρων οπών. Σε γενικές γραμμές, όμως, όλα τα αντικείμενα δημιουργούν γύρω τους ένα βαρυτικό πεδίο. Αν, λοιπόν, μπορούσαν να συμπυκνωθούν μέχρι να δημιουργήσουν μια μαύρη τρύπα, θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια σκουληκότρυπα (η Γη, για παράδειγμα, για να γίνει μαύρη τρύπα, θα έπρεπε να συμπυκνωθεί μέχρι να φτάσει στις διαστάσεις μιας μπίλιας). Σύμφωνα με τον Βόλοβιτς και την Αρέφεβα, μια εξίσου αποτελεσματική συμπίεση θα μπορούσε να συμβεί με μικροσκοπική κλίμακα στο CERN της Γενεύης: «Καθένα σωματίδιο που κινείται με ταχύτητα που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός κατά μήκος των 27 χλμ. του LHC», εξηγεί ο Βόλοβιτς, «δημιουργεί μια βαρυτική καμπύλωση που παραμορφώνει το χώρο και το χρόνο». Όταν συγκρούονται τα σωματίδια, μπορούν να δημιουργήσουν μια τέτοια παραμόρφωση που θα παραγάγει μια σκουληκότρυπα».

Μία κάθε δύο δευτερόλεπτα
Ο Ρίτσαρντ Γκοτ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον (ΗΠΑ), θεωρεί ότι η ιδέα έχει μεγάλο ενδιαφέρον. Ήδη πριν από λίγα χρόνια, ο Γκοτ είχε υποθέσει ότι τα σωματίδια υψηλής ενέργειας που συγκρούονται μεταξύ τους θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ακραίες χωρο-χρονικές καμπυλότητες. Εκείνος, όμως, δεν κατάφερε να ξεκαθαρίσει αν πρόκειται για «απλές» μαύρες τρύπες (που μοιάζουν με βάραθρα) ή για σκουληκότρυπες (δύο βάραθρα ενωμένα μεταξύ τους). Αντίθετα, οι υπολογισμοί του Βόλοβιτς και της Αρέφεβα είναι πιο ξεκάθαροι: προβλέπουν ότι στη Γενεύη θα μπορούσαν να δημιουργηθούν σκουληκότρυπες και όχι «απλές» μαύρες τρύπες, με ρυθμό δημιουργίας μία κάθε δύο δευτερόλεπτα.

Σε κάθε αναπνοή μας, λοιπόν, θα γεννιέται μια νέα μικροσκοπική μηχανή του χρόνου. Και θα είναι μηχανές «μίας κατεύθυνσης», που θα μπορούν δηλαδή να οδηγούν σε εμάς τους υποθετικούς χρονοταξιδιώτες του μέλλοντος. Εμείς, αντίθετα, δε θα μπορέσουμε να αξιοποιήσουμε το ίδιο πέρασμα ως συντόμευση προς το μέλλον. «Αυτό σημαίνει ότι οι χρονοταξιδιώτες θα μπορούν να μας επισκέπτονται μόνο από το μέλλον», εξηγεί ο Βόλοβιτς. «Δεν πρέπει λοιπόν να περιμένουμε επισκέψεις από εξωγήινους ή από πολύ εξελιγμένους γήινους. Γιατί οι σκουληκότρυπες που ίσως δημιουργηθούν στο LHC θα είναι μικροσκοπικές και θα μπορούν να τις διανύουν μόνο υποατομικά σωματίδια. Για εμάς, όμως, θα είναι μεγάλη επιτυχία αν καταφέρουμε να “δούμε” τα ίχνη τους».

Μία κατεύθυνση
Όμως πώς μπορούν να δουν οι επιστήμονες μια μικροχρονομηχανή που είναι μικρότερη και από ένα άτομο; «Αναλύοντας τα δεδομένα που παράγονται από τα πραγματικά πειράματα», απαντά ο Βόλοβιτς. «Αν η ποσότητα σωματιδίων και ενέργειας που θα δημιουργηθεί από τη σύγκρουση ανάμεσα στα σωματίδια που εισάγονται στον LHC θα είναι μικρότερη από την αρχική, η διαφορά θα μπορεί να ερμηνευτεί ως ενέργεια και σωματίδια που διέσχισαν μια σκουληκότρυπα», εξηγεί ο μαθηματικός. Αν, λοιπόν, στις συγκρούσεις εξαφανιστούν τα σωματίδια σημαίνει ότι άφησαν το σύμπαν μας εκείνη τη στιγμή (μέσω μιας σκουληκότρυπας που προϋπήρχε, η οποία είχε δημιουργηθεί από κάποιο άλλο), για να «ξεφυτρώσουν» στο παρελθόν. Θα μπορούσε, όμως, να συμβεί και το αντίθετο: θα μπορούσαμε δηλαδή να δούμε ύλη και ενέργεια να εμφανίζονται ξαφνικά από το τίποτα (γιατί θα προέρχονται από το μέλλον).

Ασταθή τούνελ
Αυτές οι χρονομηχανές, όμως, αν δεχτούμε ότι υπάρχουν, έχουν και ένα άλλο πρόβλημα: τη σταθερότητα. Η «είσοδός» τους μοιάζει με ένα λαστιχένιο μπαλόνι που έχει την τάση να κλείνει αμέσως.
Για να μεγαλώσει το άνοιγμα, οι επιστήμονες σκέφτονται ότι θα χρειαζόταν αρνητική ενέργεια, που απωθεί την ύλη. Υπάρχει η υποψία ότι μια τέτοια ουσία υπάρχει: «Είναι η σκοτεινή ενέργεια, από την οποία αποτελείται το σύμπαν μας σε ποσοστό περίπου 70% και η οποία μοιάζει να επιταχύνει τη διαστολή του», εξηγεί ο Βόλοβιτς. «Αν χρησιμοποιηθεί με τον κατάλληλο τρόπο, θα μπορούσε να κρατήσει ανοιχτή τη σκουληκότρυπα». Θεωρητικά, με τη σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσαμε να μεγεθύνουμε τη σκουληκότρυπα, μέχρι να μπορεί να περάσει από μέσα της ένας άνθρωπος.

Παράδοξα!
Σε αυτό το σημείο όμως ανοίγει ο δρόμος για τα συνηθισμένα χρονικά παράδοξα. Για παράδειγμα, ο Φρανσίσκο Λόμπο, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Λισαβόνας, λέει: «Ένας χρονοταξιδιώτης θα μπορούσε να μπει σε μια σκουληκότρυπα, να βγει στο παρελθόν και... να επιστρέψει στο σημείο εκκίνησης προτού καν ο ίδιος μπει στο τούνελ». Πρόκειται, σε τελική ανάλυση, για μια παραλλαγή του πασίγνωστου «παραδόξου του γονέα»: τι θα συνέβαινε αν κάποιος σκότωνε τον πατέρα του προτού εκείνος τον γεννήσει (εμποδίζοντας τον, λοιπόν, να υπάρξει);

Σύμφωνα με την Αρέφεβα, όμως, δεν έχει νόημα να προσπαθούμε να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις προτού βρούμε μια νέα θεωρία (πιο προηγμένη από τη σχετικότητα), η οποία θα μπορεί να εξηγεί αν και πώς μπορούν να πραγματοποιηθούν τα ταξίδια στο χρόνο. «Δεν είναι δεδομένο ότι θα βρεθούμε ανίκανοι να σκοτώσουμε τον πατέρα μας, όπως υποστηρίζουν κάποιοι επιστήμονες, για να λύσουν το παράδοξο», εξηγεί η Αρέφεβα. «Θα μπορούσαμε επίσης να βρεθούμε σε μια τέτοια κατάσταση κατά την οποία, αν σκοτώναμε τον πατέρα μας, δε θα άλλαζε τίποτα από τα γεγονότα που έχουν ήδη συμβεί, σαν να επρόκειτο για ένα παράλληλο σύμπαν». Ποιος ξέρει. Ίσως αυτός που θα μας εξηγήσει πώς έχουν τα πράγματα θα είναι ένας «χρονοταξιδιώτης» ή ένα μήνυμα που θα φτάσει από το μέλλον, το οποίο θα εμφανιστεί στο CERN της Γενεύης στη νέα εποχή των ταξιδιών στο χρόνο.\

Source: FOCUS Magazine