Cestování časem je zřejmě možné - prostřednictvím rotace zpomaleného světla
Než se vám narodí děti, mohly by vás přijít navštívit. Jak je to možné, vysvětlil Michael Brooks v článku v časopise New Scientist, který je anglicky na tomto místě.
Ronald Mallet je přesvědčen, že objevil praktický způsob, jak vyrobit stroj času. Mallet není šílený. Žádné známé fyzikální zákony neznemožňují cestování časem a teoreticky by přesunování hmoty časem tam a zpátky nemělo být příliš obtížné.
Potíž je, že je obtížné to realizovat v praxi. Vzpomínáte na tzv "wormholes", "červí díry", ony chytré tunely časoprostorem, jimiž je údajně možno cestovat časem z jedné doby do jiné? Teoreticky jsou naprosto přijatelnou metodou cestování do minulosti. Potíž je, že na otevření takového tunelu, "wormhole", potřebujete zásobu poněkud exotické hmoty vyrobené z "negativní energie".
Avšak Mallet, profesor teoretické fyziky na Connecticut University, je přesvědčen, že nalezl způsob, jak cestovat do minulosti, který využívá něčeho daleko obyčejnějšího: světla. Mallet si uvědomil, že kolující kužel světla, absolutně zpomaleného, je pravděpodobně oním základním prostředkem pro cestování do minulosti. Nejenže je nám tato technologie na dosah ruky - Mallett se spojil s dalšími vědci na Connecticut University v úsilí ji zpřístupnit. "Pomocí tohoto řešení," vysvětluje Mallett, " se možná cestování časem brzo stane praktickou možností."
Pro nás by ale zatím bylo dost těžké nastoupit do Mallettova stroje času, protože zpomalení rychlosti světla vyžaduje teplotu, která je blízká absolutní nule. Ale budoucí, pokročilé civilizace možná přijdou na to, jak to udělat. A možná se dokonce vrátí a poradí i nám, co s tím.
Mallett se začal zajímat o cestování do minulosti, když mu bylo asi deset let. V roce 1955 mu otec zemřel na infarkt. "Naprosto jsem ho miloval. Úplně mě to zdrtilo," konstatuje Mallet. Ale pak si přečetl knihu Stroj času od H. G. Wellse. I jako dítě Mallett věděl, že se o sebe otec řádně nestaral. Intenzivně pil a kouřil a zemřel ve věku 33 let. "Chtěl jsem postavit stroj času a předem ho z minulosti varovat, co se stane," říká Mallett.
To, co začalo jako dětský nápad, se stalo pro Malletta intenzivním zkoumáním veškeré literatury o cestování časem. Když Mallett studoval Einsteinovo dílo - Einstein také zemřel v roce 1955 - uvědomil si, že Wells si nevymýšlel - cestování časem je, alespoň teoreticky, možné.
Einstein dokázal, že jev, jemuž říkáme gravitace, je zakřivením času a prostoru. Všechno, co má hmotnost nebo energii, prohýbá ve své blízkosti prostor i míjení času, asi tak, jako se promáčkne povrch měkké pohovky, když si na ni někdo sedne. Einsteinovy gravitační rovnice dokazují, jak je časoprostor zakřivován hmotou a energií.
Kus hmoty roztahuje časoprostor. Takže například hodiny běží pomaleji v gravitačním poli, blízkém Zemi než daleko ve vesmíru. A jestliže necháte obrovský kus hmoty rychle rotovat, začne bičovat čas a prostor kolem sebe tak, jako rotující kávová lžička za sebou táhne v hrnku kávy kávovou pěnu. Čím hustší je hmota a čím rychleji se pohybuje, tím více zakřivuje časoprostor.
Dotáhneme-li tuto myšlenku dostatečně daleko, zjistíme, že se dá čas zkroutit tak, že už neprobíhá v nekonečné linii od minulosti do budoucnosti, ale vznikne z něho kruh. Pak stačí jít kolem této smyčky a vrátíte se do libovolného bodu v historii, právě tak, jako vás procházka kolem bloku přivede zpět k vašim hlavním dveřím.
Teoretikové našli určitá řešení Einsteinových rovnic, jejichž součástí jsou ony "uzavřené časové smyčky" - to je žargon fyziků pro stroj času. Prvním vědcem, jemuž se to podařilo, byl v roce 1949 matematik rakouského původu Kurt Goedel, ale bohužel jeho řešení vyžadovalo, aby rotoval celý vesmír - a to se neděje. O mnoho desetiletí později přišel Kip Thorne z Caltechu s myšlenkou používat wormholes, zvláštní tunely, které takovýmito časovými smyčkami spojují různé regiony zakřiveného časoprostoru. Jiné smyčky se dají udělat z nekonečně dlouhých, rotujících kuželů - které se ve vesmíru v podstatě nevyskytují - anebo z rychle se pohybujících kosmických strun. V raném vesmíru pravděpodobně byla tato extrahustá vlákna hmoty naprosto běžná, ale bohužel už tomu teď tak není.
Mallettova představa, že by bylo možno použít světla, je však daleko jednodušší. "Lidi zapomínají, že světlo, i když nemá žádnou hmotnost, také způsobuje zakřivení prostoru," konstatuje. Světlo, které se odráží tak, aby vytvořilo kruh, vyvolává zvlášť podivné efekty. Loni publikoval Mallett článek, v němž vylíčil, jak kolující paprsek laserového světla dokáže vytvořit uprostřed toho kruhu z prostoru vír (Physics Letters A, svazek 269, str. 214). A pak měl okamžik osvícení. "Uvědomil jsem si, že čas, stejně jako prostor, lze zkroutit kolujícími světelnými paprsky," vysvětluje.
Aby se dal zkroutit čas do smyčky, Mallett si uvědomil, že musí přidat další světelný paprsek, který bude kolovat opačným směrem. Když pak dostatečně zvýšíte intenzitu světla, prostor a čas si vymění role: uvnitř kolujícího kruhu ze světelného paprsku běží čas pořád dokola, a to, co pro vnějšího pozorovatele vypadá jako čas, začne vypadat jako obyčejný rozměr prostoru. Osoba, kráčející správným směrem by tedy vlastně kráčela zpět časem - kdyby se to měřilo zvnějšku toho světelného kruhu. Takže po určité době chůze byste mohli vyjít z kruhu a setkat se sami se sebou, jak jste byli v době, než jste do kruhu vstoupili.
Ke zkroucení času do smyčky je však zapotřebí obrovského množství energie. Možná že to tedy přece jen není praktický stroj času? Avšak Mallett pak zjistil, že účinek kolujícího světla závisí na jeho rychlosti: čím pomalejší se světlo pohybuje, tím větší je zakřivení časoprostoru. "Čím víc se rychlost světla zpomaluje, tím víc světlo získává inerci. Zvýšením své inerce má světlo větší množství energie, a to zvyšuje dopad na zakřivení časoprostoru," vysvětluje Mallett.
Shodou okolností právě začalo být možné zpomalovat světlo. Lene Hau z Harvardské univerzity zpomalil rychlost světla z běžných 300 000 kilometrů za vteřinu na pouhých pár metrů za vteřinu a dokonce světlo zastavil (New Scientist, 27. ledna, str. 4). "Předtím bych si nemyslel, že je cestování časem praktickou možností," říká Mallett. "Avšak zpomalené světlo otevírá možnosti, které jsme dosud neměli."
Hau zpomaluje světlo s použitím ultrastudené lázně atomů, známé jako Bose-Einsteinův koncentrát. "Stačí, aby světlo koloval tímto prostředkem," vysvětluje Mallett. "Je to technologický problém. Neříká, že je to jednoduché, ale nehovoříme tady o exotické technologii."
Mallett už zaujal svého šéfa katedry, Williama Stwalleyho, který stojí v čele skupiny vědců zkoumajících studené atomy. Svým prvním experimentem budou pozorovat jen zakřivení prostoru a vliv tohoto zakřivení na částici, která bude uprostřed světelného kruhu. Až pak přidají druhý paprsek, Mallett je přesvědčen, že zaznamenají důkazy o cestování časem.
Není si jistý, jak se cesta časem bude projevovat. Možná, že to, co bude zpočátku jedinou částicí, získá partnera - částici, která navštíví samu sebe z budoucnosti.
Minulý měsíc Mallett měl o této záležitosti na univerzitě v Michiganu na pozvání astrofyzika Freda Adamse první přednášku. Adams přiznává, že teoretická stránka Mallettovy práce je nezpochybnitelná. "Přijetí bylo opatrné a skeptické," připouští Adams. "Ale nikdo nepřišel na nic, čím by se to dalo zpochybnit. Toto řešení je pravděpodobně správné."
Avšak ani Adams není přesvědčen, že se experiment podaří. Není to překvapující, neboť cestování časem vyvolává znepokojující otázky. Mohli byste se vrátit do minulosti a zavraždit své prarodiče? Možná, že existuje řešení (viz níže), ale většina fyziků si myslí, že pokusy měnit historii asi budou nemožné.
Všeobecná teorie relativity, jíž Mallett použil k vypracování své teorie cestování časem, se nezabývá kvantovou mechanikou. Je to klíčovým opomenutím? Znamená to, že stroj času nebude ve skutečném vesmíru fungovat? Stephen Hawking a Thorne poukazují na to, že stroj času by zvětšil kvantové fluktuace v elektromagnetickém poli a zničil by se paprskem intenzivní radiace. Abychom to mohli zjistit určitě, potřebovali bychom teorii kvantové gravitace - teorii, která spojuje kvantovou teorii s relativitou.
Ani Mallett netvrdí, že je cestování časem skutečně na dosah. "To, jestli to bude fungovat tak, jak předpovídám, se dovíme teprve tehdy, až provedeme konkrétní experiment," uvádí. Existuje problém, jak se dostat do časové smyčky a jak z ní zase sestoupit, aniž by člověk zničil ji nebo sebe. "Opravdu nevím, zda se toho dá použít ve smyslu Wellsova Stroje času," říká Mallett.
Ale kdo ví? Za pár let možná vstoupíme do doby, kdy bude cestování časem možné a možná nás začnou navštěvovat z budoucnosti různí podivní lidé, věci a situace. A i když časostroj z Connecticutu bude fungovat, těžko odveze Američany na dvůr krále Artuše. Mallettův kruh světla totiž neumožňuje cestování do minulosti za časový bod, v němž čas poprvé utvořil uzavřenou smyčku. "Pozdější člověk může cestovat zpět časem nejdále jen do doby, kdy byl stroj času uveden v provoz," konstatuje Mallett. To možná vysvětluje, proč jsme zatím neměli žádné hosty z budoucnosti.
Také to znamená, že i když Mallet možná změní vesmír, nikdy nerealizuje svůj dětský sen. Se svým otcem se nikdy nesetká.
Paradoxy, týkající se cestování časem
Cestování časem je plné paradoxů. Nejznámější je představa, že byste mohli cestovat časem do doby, než se narodili vaši rodiče, a usmrtili byste své prarodiče, což by znamenalo, že nikdy nebudete existovat. Jenže pokud neexistujete, nemohli byste cestovat do minulosti a zavraždit své prarodiče, takže byste se narodili… Ovlivňování historie vede k takovýmto protikladným logickým kruhům.
Lidé se často snažili nějak se z toho začarovaného kruhu dostat. Existuje např. přístup tzv. "důsledné historie", podle něhož bude prostě nemožné udělat v minulosti něco, co by zpětně ovlivnilo přítomnost. Je to ale nepříjemně deterministické. Mělo by být ve světě, kde se dá cestovat časem, všechno předurčeno?
Jiná je hypotéza "alternativní historie". Podle tohoto názoru byste cestovali do jiné historie, než jakou jste v přítomnosti opustili. Zabijete-li své prarodiče, v historii, z níž pocházíte, to nic nezmění.
To má obdobu v interpretaci kvantové mechaniky, podle níž existuje "mnoho světů". Je to vysvětlení, jak je možné, že bizarní kvantové zákony umožňují nepozorovaným částicím, jako jsou atomy a elektrony, být na dvou místech najednou. Pokaždé, když je pozorování donutí zvolit si jednu nebo druhou pozici, vzniká nový vesmír -. Jeden, když zaujme částice jednu pozici, druhý, když zaujme druhou. Takže možná byste cestovali strojem času do paralelního vesmíru.
