Sciencemag.cz
Doporučujeme
Stroje času patří k oblíbeným rekvizitám sci-fi literatury i filmů, nevyhýbají se jim ale ani popularizační práce o fyzice. Téma je to samozřejmě intelektuálně podnětné a čtenářsky zábavné, umožňuje hrát si s logickými paradoxy, alternativními dějinami a přidat do příběhu spoustu technologických hejblátek a žargonu kdesi mezi vědou a magií.
Otázka změny minulosti bylo kupodivu zajímavé už pro středověké filozofy a teology – když se hádali o všemohoucnost Boží, mnohdy tvrdili, že dokonce ani Bůh nemůže způsobit, aby se jednou proběhlá minulost „nestala“. Samozřejmě, že z dnešního pohledu je to všechno asi podobně relevantní jako otázky o andělech na špičce jehly, nicméně to snad dokládá, že stroje času a jejich paradoxy jsou tématem poněkud přesahujícím sci-fi, s obecnější psychologickou přitažlivostí.
Jak se na chrononauty dívá současná fyzika? Od vzniku teorie relativity je čas pokládán za víceméně ekvivalentní prostorovým dimenzím. Můžeme-li se pohybovat na sever i na jih, proč ale ne oběma směry času? Fyzikální teorie pak poněkud oscilují mezi snahou vysvětlit, proč to nejde, a konstrukcí různých výstředních (hypotetických) mechanismů, které by cestování časem přece jen umožnit mohly.
Začněme třeba argumentem, který je zajímavý snad alespoň tím, že se v literatuře neomílá tak často. Představil ho ekonom Marc Reinganum. Vychází se zde z toho, že ve světě existuje inflace. Cestovatelé v čase by ovšem mohli finanční prostředky přesouvat v čase sem a tam, což by úrokové míry srazilo na nulu. Tudíž cestovatelé v čase mezi námi neexistují. Nenulová inflace i nenulová úroková míra by cestovateli v čase umožňovala peníze vybrat a použít zase v minulosti a tak dále do nekonečna. V případě deflace by peníze převáděl opačně. V důsledku masových spekulací cestovatelů v čase by se musela ustálit nulová inflace i úroková míra.
Jistěže tenhle argument není moc přesvědčivý. Ceny určité komodity se také liší třeba podle místa a to neznamená, že mezi těmito místy nelze cestovat. Je možné, že cestování v čase by s sebou neslo tak vysoké náklady (energetické apod.), že by se prostě tento druh transakcí nevyplatil. Civilizace disponující příslušnými technologiemi by o takhle přízemní spekulace také prostě nemusela jevit zájem. Nicméně Reinganum hezky ukazuje, že cestování v čase lze posuzovat optikou celé řady vědních oborů – i těch, u nichž bychom to nečekali.
Teď se vraťme k fyzice. Příkladů formálních matematických modelů se stroji času existuje kupodivu docela dost. Fyzik Roy Ker objevil už v 60. letech, že Einsteinovy rovnice umožňují vznik zatím neznámého druhu černých děr, které rotují. V rotujících černých dírách má singularita tvar nikoliv bodu, ale prstence. Ve středu prstence je prázdný prostor, kterým by se cestovatel v čase mohl pokusit projít (na rozdíl od „klasické“ singularity, ve které by byl stlačen na nulovou velikost). Pokud pak cestovatel projde Kerrovou singularitou, podle konkrétní dráhy může skončit v jiném bodě časoprostoru – tedy klidně v minulosti i v budoucnosti. Problém však je v tom, že to těžko dopředu určit (naplánovat si cestu), protože pod horizont černé díry nevidíme Skok do rotující černé díry je skokem naslepo. Notabene se v podobných případech dodává, že není jisté, zda cesta by náhodou nevedla do paralelního vesmíru. Proč pak ale z nějakého paralelního vesmíru nikdo zatím nedorazil k nám? Nejspíš se prostě netrefil, což by při náhodném konci cesty a velikosti vesmíru bylo docela logické. Třeba to také nikdo nedělá, skok naslepo příliš nemotivuje (leda snad by mohl být zajímavý pro zločince zahnané do kouta, které by pak prakticky nešlo chytit).
Normální člověk bez doktorátu z teoretické fyziky si z toho asi nic moc nevezme, jsou to jakési podivné modely ve stylu „kdyby-kdyby“. Existují ovšem ještě bizarnější teorie. Kurt Gödel (logik, který objevil princip neúplnosti, zešílel a v paranoidním stavu se ve strachu před otravou utrápil hlady) přišel už v roce 1949 s modelem vesmíru, který se rychle otáčí a tímto způsobem se brání před gravitačním kolapsem. Gödelův vesmír sice vyhovuje Einsteinovým rovnicím, sotva však odpovídá fyzikální realitě našeho světa, a je proto většinou pokládán za matematickou kuriozitu. Pro nás je to zajímavé tím, že v Gödelově vesmíru by se dalo realizovat i cestování časem.
Fyzik Frank Tipler pak v 70. letech přišel s myšlenkou, že bychom se výše popsaným modelem mohli inspirovat, postavit obrovský rotující válec (poněkud připomínající Gödelův vesmír) a využít jej jako stroje času. Podle Tiplera by mohl stačit válec dlouhý asi 100 km o průměru asi 10 km. Vyžadován je však speciálně pevný materiál, protože povrch válce má rotovat polovinou rychlosti světla – tímto způsobem vzniká deformace časoprostoru, která dle Tiplera dostačuje ke konstrukci časových smyček.
Cesta do minulosti prostřednictvím Tiplerova válce by se prováděla prostě tak, že by jej raketa několikrát obletěla v bezprostřední blízkosti – a každý oběh by ji posunul do minulosti. Z pohledu cestovatele uvnitř rakety by čas běžel normálně. Možná dokonce není třeba ani stavět válec, ale lze využít rychle rotující neutronové hvězdy (pulzary). Podle některých teorií by se tedy stroj času dal zkonstruovat tak, že by se několik pulzarů srovnalo nad sebe do obdoby válce. Manipulace s neutronovými hvězdami je ovšem i pro eventuální budoucí kosmické inženýrství řádný problém – a to pomíjíme, že ani fyzikální podstata a související matematika Tiplerova stroje času nejsou zdaleka všeobecně přijímány. (Mimochodem, podobně jako Gödel, i Tipler sám později zešílel a začal spojovat vývoj vlnových funkcí s existencí posmrtného života. Stroje času jsou v rámci jeho zájmů tedy tím přízemnějším.)
Další model strojů času je, jak se zdá, „nejnormálnější“ z hlediska pochopení a snad i z fyzikálního hlediska nejpravděpodobnější. I on ovšem vyžaduje zvládnutí z dnešního hlediska nepředstavitelných technologií.
Kipp Thorn přišel s ideou strojů času realizovaných pomocí červích děr. Červí díra představuje podivnou spojnici mezi dvěma body, která je kratší než přímá cesta. Vlastně vůbec nevíme, zda červí díry v našem vesmíru existují, ani zda by jimi šlo procházet, předpokládejme teď ale, že ano. Jak udělat z červí díry stroj času? To popisuje např. Igor Novikov.
K oběma otvorům červí díry dáme synchronizované hodiny. Jeden z otvorů se přitom nachází v silném gravitačním poli např. neutronové hvězdy. U tohoto otvoru poplyne čas v důsledku gravitace pomaleji a zdejší hodiny se začnou opožďovat. Od druhých hodin se můžete podívat na první a projít k nim přes červí díru (řekněme, že to bude trvat zanedbatelně krátce). O „rozdíl časů“ mezi hodinami jste se nyní přesunuli do minulosti.
Náš stroj času ovšem umožňuje cestovat do minulosti až od chvíle, kdy jsme ho spustili. Bude-li postaven dejme tomu v roce 2200, bude možné cestovat z budoucnosti zase jen do roku 2200, ne hlouběji do minulosti. A proto, naznačuje tento výklad, žádné cestovatele v čase zatím nepotkáváme. (Což je jinak pádný argument proti samotné možnosti strojů času; lze pochopitelně oponovat konspiračními teoriemi ve stylu „jsou tady, ale skrývají se“, seriózně ani přesvědčivě taková námitka však nepůsobí.) Děje se tak prostě proto, že jsme zatím nezvládli postavit příslušné zařízení. Snad by se ještě dalo dodat: mohl by existovat stroj času, který zkonstruovala nějaká již existující vyspělá civilizace, nebo dokonce stroj času vzniklý spontánně. No, jsou-li vůbec, minimálně v našem okolí se prostě nevyskytují, třeba i jen shodou okolností.
Jim Al-Khalili ovšem popisuje i další problémy spojené s popsaným druhem červích děr. Měly by tendenci kolabovat, takže kosmičtí inženýři by potřebovali nějakou hmotu, která by dokázala červí díru vyztužit. Thorn dospěl k závěru, že k tomu by však byla potřeba látka se zápornou hmotností – nikoliv antihmota tvořená částicemi s opačným elektrickým nábojem, ale skutečně částice se zápornou hmotností. Jejich existence je věc opět zcela hypotetická; nicméně stroj času na bázi červí díry se z dosud popsaných mechanismů i tak stále jeví jako možnost nejstřízlivější.
Jak se, i kdyby náhodou stroje času třeba jednou vznikly, vypořádat se známým paradoxem, že by člověk mohl v minulosti zabít sebe sama? Např. podle Novikova by k těmto paradoxům nemohlo dojít, protože minulost je jen jediná. Zabít sebe sama by prostě nešlo, fyzikální zákony by tomu bránily podobně, jako nám brání jen tak chodit po stropě – a tam toto zjevné omezení naší „svobodné vůle“ kupodivu moc nikoho netrápí, respektive na tom nespatřujeme nic paradoxního. Minulost a budoucnost se v Novikovově modelu s červími dírami sice ovlivňují, ale ne „rekurzivně“, historie je jednotná – snad podobně, jako žádný paradox nevznikne tím, že se dva lidé zastřelí navzájem.
Přesto zde ale řada podivností, jak jinak, stejně číhá. Inspirativní je třeba částice zvaná jinn (nejmenuje se podle čínského principu jin-jang, ale od arabských džinů). Příkladem jinnu mohou být hodinky, které cestovatel do minulosti dá určitému člověku. Člověk posléze zestárne, dostane se do původního času cestovatele a tam mu hodinky vrátí.
Teď ale nastává kardinální otázka: Kde se vlastně ony hodinky vzaly a kam zmizely? Jejich osud je jaksi zacyklen do sebe. Jinnové (přirozeně opět zcela hypotetické) částice mají na rozdíl od všeho, co známe, tzv. uzavřenou světočáru. A přitom zase klopýtáme přes další záhady. Vezměte si třeba termodynamiku s neustále rostoucí entropií, nekoliduje to nějak s uzavřenými světočárami? A nebo když si hodinky zkusíte představit v podobě určité znalosti: Řekněme, že byste se vypravili strojem času do minulosti a tam Newtona seznámili s gravitačními zákony. Newton by je nevymyslel, pouze převzal od vás. Kde se tedy tato teorie vůbec vzala? Možná, že byste to prostě udělat nemohli, podobně jako byste v minulosti nemohli zabít sebe sama.
Většina autorů níže uvedených prací předpokládá, že cestování časem není (a nebude) možné. Podle nejfrekventovanějšího názoru proto, že existují nějaké dosud ne zcela známé fyzikální principy, které ho vylučují zcela striktně.
Moc nadějně to pro chrononauty tedy nevyhlíží.
Zdroj:
Jim Al-Khalili: Černé díry, červí díry a stroje času, Aurora 2003
John D. Barrow: Kniha o nekonečnu, Paseka 2007
Kipp Thorn: Černé díry a zborcený čas, Mladá fronta 2004
Stephen Hawking, Kip S. Thorne, Igor Novikov, Alan Lightman, Timothy Ferriss: Budoucnost prostoročasu, Mladá fronta 2009
Richard Gott: Cestování časem v Einsteinově vesmíru, Argo a Dokořán 2002
Jedná se o úryvek z knihy Zvrhlá věda
Zvrhlá věda je sbírkou kuriozit, zajímavostí, hypotéz, sporů i dedukcí – a hlavně dobrá zábava, za kterou by se nemusel stydět ani Ig Nobel.
Autor: Pavel Houser
Nakladatel: Nová vlna
Jazyk: čeština
Počet stran: 370
129 Kč
Palmknihy
Kosmas
Všechny výše zmíněné teorie, snad s výjimkou té o černé díře počítají pouze s modelem jednoduchého vesmíru. Čím dál více fyziků ale poukazuje na pravděpodobnou existenci vícevrstvého vesmíru, tedy multiversa. V takovém vesmíru se jednotlivé vesmíry téměř dotýkají v rozměru, který není pozorovatelem z jednoho z nich měřitelný. Vesmírů pak může být nekonečně mnoho. Pokud by to tak bylo, je možné, že by sousední vesmíry byly téměř totožné. Skokem v čase by pak nebylo možné ovlivnit vlastní vesmír, ale cestovatel by se mohl vždy octnout jen ve vedlejším, nebo jiném, kde se jeho skok časem uskutečnil a ovlivnil historii. Tedy žádný paradox se nekoná. V románech popisováno jako alternativní časová linie, ale může to být vysvětleno mnoha způsoby. Do našeho vesmíru se třeba jen žádný časový turista prostě netrefil. Nebo možná ano. Různých historek o takových cestovatelích je spousta, jen z pochopitelných důvodů nejsou příliš důvěryhodná. Cestování časem se dost těžko dokazuje.
to je pravda, ale vetsina modelu multiverza nepracuje s tim, ze by byly dostupne, spise jsou proste „za horizontem“. cimz pak vznika i otazka, zda z jejich existence vyplyva neco pozorovatelného…
Ja nevim co je na tom sloziteho. Kdyz se vratim do minulosti, nikdy se nemohu vratit do sve minulosti, protoze ve sve minulosti jsem se k sobe z budoucnosti nikdy nevratil a to plati i pote co sam sebe v minulosti navstivim. Vratim se vzdy do toho alternativniho vesmiru, kde jsem sam k dobe mel docestovat a v tom udelam urcitou aktivitu. Treba reknu mu „S tam tou se nikdy nedavej dohromady, protoze te obere o vsechny prachy“ (proc myslet hned na zabijeni a strileni, ze ano, ale nekteri lide jinak ani myslet neumeji, coz je sice smutne, ale to je trochu off topic). Znamena to tedy ze neovlivnuji sam sebe ale nekoho, v jehoz vesmiru jsem dotycneho mel potkat a kam jsem mel docestovat v me i jeho casove linii. Sice ma dotycny doted rekneme identicky osud jako ja, ale v jeho vesmiru jsem k nemu mohl (mel) prijit a ovlivnit jeho osud. Jelikoz ke me zadny takovy cestovatel v minulosti neprisel a ovlivnit me nemohl, mohl jsem ja k nemu a ovlivnit ho. Me historie ani budoucnosti se to netyka. Tyka se to jen tak, ze mam zkusenost, ze jsem pricestoval za identickym clovekem a ovlivnil jeho budoucnost, ktera bude od toho okamziku jina nez moje. On sam ale do me minulosti nikdy necestoval a pokud ano, pak cestuje do meho vesmiru a ovlivnuje muj zivot v mem „casoprostoru“. Nikoliv svuj ve svem. Zadne paradoxy se tedy nekonaji. Zadne zacykleni dejin se nekona. Uplne do sebe logicky zapadajici.
To stejné platí i o teorii cestování časem. Prolomení hranice času se podle mě musí rovnat prolomení hranice jednotlivých vesmírů. Změnit čas z podstaty zákona o zachování informace vlastně nejde. Musí být příčina a následek. Pokud odstraním příčinu (důvod proč jsem se do minulosti vydal), odpadne následek, protože tuto situaci nebudu měnit) s tím už přišel Wells. Jediné logické vysvětlení jsou alternativní časové linie s tím, že původní zůstává zachovaná. Pokud zde máme silný předpoklad, že teoreticky časem cestovat lze, byť za velmi exotických situací. Lze teoreticky ovlivnit (změnit minulost) Rozštěpením času podle mě vytvořit vesmír nejde, kde by se na něj vzala hmota, leda by existovala jaká si virtuální kvantově provázaná matrice, do které by zásah v čase zkopíroval náš vesmír. Jenže pokud by bylo cestování v čase možné v předchozí časové ose, bylo by možné i v této, nevznikne tedy časová větev ale celý vesmír se stejnou minulostí od bodu změny, ale ta minulost by byla jen kopií té původní. V teoriích o čase je obecně strašně moc ale a jestli, takže. Dokud to někdo neudělá, tak nezjistí, co se stane a nejspíš to ani tak nepochopí.
to je argumentace ne bezchybna. cestujete do minulosti a sebe potkate, aniz se poznate, nebo sebe nepotkate; proste fyzikalni zakony urcuji, co se v minulosti stane, neco jeste spise co se nestane… predevsim tim nic nemusite menit, muze to byt predem dano jako celek vcetne te cesty. a occamova britva: nemusite vubec predpokladat existenci nejakych paralelnich vesmiru. (samozrejme nejpravdepodobnejsi verze asi je, ze nic takoveho jako cestovani casem „fyzikalne“ nejde, ale kdyz uz tuto moznost pripustite, tak moznosti se dale vetvi)
Autor o UFO zřejmě ještě neslyšel
…len teorie, kedze cas, ani casopriestor neexistuju.
tzv „cas“, co mate na hodinkach je odvodeny od obehu zeme okolo slnka, tot vse.
predo sa netreba divit, ked sa objavuju „casove“ dilatacie a uz vobec sa nad tym zastavovat.
okrem toho, cesta v case je nemozna, len a iba v priestore.