Onko mahdollista matkustaa tulevaisuuteen tai menneisyyteen?

Aikamatka on suosikki juonilaite tieteiskirjallisuustarinoissa ja elokuvissa. Ehkä tunnetuin viimeaikainen sarja on Tohtori kuka, sen matkustavien aika-herrojen kanssa, jotka vispilävät koko ajan ikään kuin matkustaisivat suihkukoneella. Muissa tarinoissa aikamatka johtuu selittämättömistä olosuhteista, kuten liian läheinen lähestymistapa erittäin massiiviseen esineeseen, kuten musta aukko. Sisään Star Trek: Matkan koti, juonilaite oli matka auringon ympäri, joka heitti Kirkin ja Spockin takaisin 1900-luvun maahan. Suositussa elokuvasarjassa Paluu tulevaisuuteen, merkit kulkivat molemmat taaksepäin ja eteenpäin ajoissa. Siitä huolimatta, että se on kuvattu tarinoissa, ajan kautta matkustaminen näyttää herättävän ihmisten kiinnostusta ja sytyttävän heidän mielikuvituksensa. Mutta onko sellainen mahdollista?

On tärkeää muistaa, että matkustamme aina tulevaisuuteen. Se on avaruus-ajan luonne. Siksi muistamme menneisyyden (sen sijaan, että "muistamme" tulevaisuuden). Tulevaisuus on suurelta osin arvaamaton, koska sitä ei ole vielä tapahtunut, mutta jokainen suuntaa siihen jatkuvasti.

Mitä tehdä tai kuka tahansa voisi tehdä prosessin nopeuttamiseksi, tulevaisuuden vertaamiseksi tulevaisuuden kokemuksiin ja tapahtumien kokemiseen nopeammin kuin mitä ympärillämme tapahtuu? Se on hyvä kysymys ilman lopullista vastausta. Tällä hetkellä kukaan ei ole rakentanut työaikakonetta ajallisen matkustamiseksi.

Vaikka ei ole mahdollista (vielä) matkustaa tulevaisuuteen nopeasti kuin nopeudella, jolla teemme sen nyt, niin On mahdollista nopeuttaa ajan kulumista. Mutta se tapahtuu vain pieninä ajanjaksoina. Ja niin on tapahtunut (toistaiseksi) vain harvoille ihmisille, jotka ovat matkustaneet Maan pinnalta. Heille aika liikkuu äärettömän erilaisella nopeudella. Voisiko se tapahtua pidemmällä aikavälillä?

Se voi teoriassa. Einsteinin teorian mukaan erityinen suhteellisuusteoria, ajan kuluminen on suhteessa kohteen nopeuteen. Mitä nopeammin esine liikkuu tilan läpi, sitä hitaammin aika kuluu siihen verrattuna, että havaitsija matkustaa hitaammin.

Klassinen esimerkki tulevaisuuteen matkustamisesta on kaksoisparadoksi. Se toimii näin: ota pari kaksoset, jokainen 20-vuotias. He elävät maapallolla. Yksi lähtee avaruusaluksesta viiden vuoden matkalle, joka matkustaa melkein valonnopeus. Kaksosikäinen matkustaa viiden vuoden aikana matkalla ja palaa maan päälle 25-vuotiaana. Taakse jäänyt kaksos on kuitenkin 95 vuotta vanha! Laivan kaksos kokenut vain viiden vuoden ajan kulumisen, mutta palaa maapallolle, joka on paljon kauempana tulevaisuudesta.

Paljon samalla tavalla kuin lähellä valonopeutta kulkevilla nopeuksilla liikkuminen voi hidastaa havaittua aikaa, intensiivisillä gravitaatiokentäillä voi olla sama vaikutus.

Painovoima vaikuttaa vain tilan liikkeeseen, mutta myös ajan virtaukseen. Aika kuluu hitaammin tarkkailijalle massiivisen esineen painovoimakaivon sisällä. Mitä vahvempi painovoima, sitä enemmän se vaikuttaa ajan virtaukseen.

Astronautit Kansainvälinen avaruusasema kokea yhdistelmä näitä vaikutuksia, tosin paljon pienemmässä mittakaavassa. Koska he matkustavat melko nopeasti ja kiertävät maapallon (massiivinen runko, jolla on merkittävä painovoima), aika hidastuu heille verrattuna ihmisiin maan päällä. Ero on paljon vähemmän kuin sekunti heidän avaruudessa kuluneen ajan kuluessa. Mutta se on mitattavissa.

Ennen kuin voimme keksiä tavan lähestyä valon nopeutta (ja loimilaitetta ei lasketa, ei se, että osaamme tehdä että tässä vaiheessa joko) tai matkusta lähellä mustia aukkoja (tai kulje että mustia aukkoja asiasta) putomatta, emme voi tehdä aikaa matkustaa merkittävästi tulevaisuuteen.

Menneisyyteen siirtyminen on myös mahdotonta ottaen huomioon nykyinen tekniikka. Jos se olisi mahdollista, voisi ilmetä joitain erikoisia vaikutuksia. Niihin kuuluu kuuluisa "mennä ajassa taaksepäin ja tappaa isoisäsi" paradoksi. Jos teit sen, et voinut tehdä sitä, koska tappoit hänet jo, joten siksi et ole olemassa eikä voi palata ajassa taaksepäin tehdäksesi dastardly-tekoa. Hämmentävä, eikö niin?

• Aikamatka on tieteiskirjallisuus, joka saattaa olla teknisesti mahdollista. Mutta kukaan ei ole saavuttanut sitä.
• Matkustamme tulevaisuuteen koko elämämme, sekunnissa sekunnissa. Nopeampi tekeminen vaatii tekniikkaa, jota meillä ei ole.
• Matka menneisyyteen on myös mahdotonta tällä hetkellä.

• Onko aikamatka mahdollista? Tutkia, www.physics.org/article-questions.asp? id = 131.
• NASA, NASA, spaceplace.nasa.gov/review/dr-marc-space/time-travel.html.
• "Aikamatka." TV Tropes, tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/TimeTravel.

Muokannut Carolyn Collins Petersen.