Podróż w czasie jest głównym tematem science fiction , do momentu uznania za gatunek sam w sobie. Idea powtórnego przeżycia przeszłości lub odkrycia z góry przyszłości jest ludzkim marzeniem spowodowanym tym, że człowiek porusza się w czasie na stałe, ale nieodwracalnie (a na jawie pozornie liniowo).
Pierwsze wzmianki o podróży w czasie byłaby postać Merlina Enchanter w arturiańskich cyklu z Rycerzy Okrągłego Stołu , którzy odwiedzili razy przeszłości. W Celtowie wierzyli w możliwość podróżowania w czasie i w równoległym świecie, z grobów , kopców lub niektórych miejscach. Ale problem podróży w czasie jest dość powiązany z problemem wyroczni , która istniała już wśród Greków i mogła prowadzić do tych samych paradoksów.
Fizycy i filozofowie, tak samo jak pisarze science fiction , interesują się podróżami w czasie, teoretycznymi skutkami podróżowania z prędkością światła oraz logicznymi paradoksami, które mogą wyniknąć z podróży w czasie.
Dla danego obserwatora podróż w czasie polega na podróżowaniu w czasie innym niż teraźniejszość, którą opuścił , czy to w przeszłości, przyszłości czy historii alternatywnej, zasadniczo bez przemieszczania się w przestrzeni względem układu . Podróże w czasie mogą być wykonywane przez materialne ciało, które może, ale nie musi być żywą istotą, i do którego zwykle używa się specjalnego urządzenia zwanego wehikułem czasu.
Podróże w czasie to pojęcie traktowane zarówno w filozofii, jak i w nauce i literaturze, ale generujące wiele paradoksów w tych trzech obszarach. Nie będąc niezgodnym z ogólną teorią względności lub mechaniką kwantową, środki do jego osiągnięcia są uważane za hipotetyczne w naszej skali i przy obecnej technologii. Postawione pytania różnią się w przypadku podróży do przeszłości i podróży w przyszłość.
Następujące pojęcia nie są uważane za podróże w czasie: sen, zamrażanie kriogeniczne, symulator rzeczywistości wirtualnej, prognoza kryształowej kuli, izolacja, zmiana strefy czasowej itp.
Najbardziej znaną definicję podróży w czasie sformułował David Lewis :
„Co to są podróże w czasie? Nieuchronnie oznacza to opóźnienie między czasem a czasem. Każdy podróżnik wyjeżdża, a następnie dociera do celu; czas między wyjazdem a przyjazdem (dodatni lub być może zero) to czas trwania podróży. Ale jeśli jest podróżnikiem w czasie, odstęp czasowy między odlotem a przylotem nie jest równy czasowi jego podróży. […] Jak to możliwe, że te same dwa wydarzenia, jego wyjazd i jego przybycie, są oddzielone dwoma nierównymi opóźnieniami? […] Odpowiadam, odróżniając sam czas, czas zewnętrzny, jak go też będę nazywał, od czasu osobistego konkretnego podróżnika w czasie: z grubsza tego, co mierzy jego zegarek na rękę. Powiedzmy, że jego podróż zajmuje godzinę jego osobistego czasu. […] Ale przybycie jest więcej niż godzinę po odejściu w czasie zewnętrznym, jeśli podróżuje w przyszłość, albo przybycie jest przed odlotem w czasie zewnętrznym […], jeśli podróżuje w przeszłość. "
Inna definicja podróży w czasie utożsamia ją z istnieniem zamkniętych krzywych czasowych, Lorentzowskiej odmiany materialnej cząstki w czasoprzestrzeni, która powraca do punktu wyjścia.
Niektórzy autorzy akceptują istnienie dwóch wymiarów czasowych, a inni przewidują scenariusze obejmujące kilka „równoległych” wszechświatów, z których każdy ma własną czterowymiarową czasoprzestrzeń. Ale pytanie brzmi, czy podróż do innego wymiaru czasu lub innego równoległego wszechświata jest w rzeczywistości podróżą w czasie, czy wirtualną.
Badanie możliwości cofnięcia się w czasie w hipotetycznym wszechświecie opisanym przez metrykę Gödla doprowadziło Kurta Gödla do stwierdzenia, że czas może być rodzajem iluzji, innym wymiarem przestrzeni, dając początek „kostce 4 wymiarów” Tesseraktowi lub hipersześcianowi .
Egipski myśliciel Ptahhotep (2650-2600 p.n.e.) powiedział: „Podążaj za swoim pragnieniem, dopóki żyjesz i nie wykonuj więcej niż to, co jest nakazane, nie skracaj czasu podążania za pragnieniem, ponieważ strata czasu jest obrzydliwością dla duch […] "
Inkowie przestrzeń i czas jako piła unikalnej koncepcji nazywany Paszę .
Starożytna filozofia miała dwie różne koncepcje czasowych: dla zwolenników greckiego filozofa Heraklita , świat jest ciągły przepływ, natomiast w zależności do Parmenidesa metafizyki , prawda i rzeczywistość są trwałe i wieczne. W oparciu o te metafizyczne koncepcje McTaggart rozwinął argument za nierzeczywistością czasu, który stał się powszechnym punktem wyjścia do dyskusji o jego naturze. Dopiero filozofia Parmenidesa, zgodnie z którą przeszłość i przyszłość są równie realne jak teraźniejszość, pozwala wyobrazić sobie podróże w czasie.
Arystoteles twierdził, że zmiana przeszłości jest nawet poza mocą Boga . Z tego powodu „nikt nie myśli o przeszłości, ale o tym, co jest przyszłością i może być inne”.
W mitologii hinduskiej , Mahabharacie , opowiadana jest historia króla Raivaty Kakudmi, który podróżuje do raju, by spotkać stwórcę Brahmy i ze zdziwieniem odkrywa, że powraca na Ziemię po kilku stuleciach.
Buddyjski Pāli Canon mówi Payasi Sutta powiedział jeden z uczniów Buddy , Kumara Kassapa, który powiedział, że „w raju trzydziestu trzech Devas, czas płynie w innym tempie, a ludzie żyją znacznie dłużej. W naszym stuletnim stuleciu minąłby im tylko jeden dzień, dwadzieścia cztery godziny. "
Średniowieczni filozofowie i teologowie rozwinęli koncepcję wszechświata ze skończoną przeszłością i początkiem, dziś nazywaną skończonością temporalną.
Ogólna teoria względności sugeruje, że odpowiednia geometria czasoprzestrzeni lub niektóre rodzaje ruchu w przestrzeni może umożliwić podróże w czasie są możliwe, jeśli te geometrie lub ruchy. Możliwość zamkniętych krzywych w czasie (światów tworzących pętle zamknięte w przestrzeni), takich jak czasoprzestrzeń Gödla, dla której istnieją rozwiązania równań ogólnej teorii względności, umożliwiłaby podróżowanie w przeszłość, ale wiarygodność rozwiązań jest niepewna.
Aby podróżować w czasie, trzeba podróżować szybciej niż prędkość światła , tak jak w przypadku kosmicznych strun , tuneli czasoprzestrzennych i metryk Alcubierre'a . Hawking sformułował hipotezę ochrony chronologicznej, sugerując, że fundamentalne prawa natury nie pozwalają na podróże w czasie, ale jednoznaczną decyzję można podjąć tylko w całkowicie zunifikowanej teorii grawitacji kwantowej .
Tunele czasoprzestrzenne to obiekty teoretyczne składające się z zakrzywionej czasoprzestrzeni, którą umożliwiają równania względności pola Einsteina. Podróż w czasie jest w tym przypadku możliwa, jeśli jeden koniec tunelu czasoprzestrzennego zostanie przyspieszony do znacznego ułamka prędkości światła, a następnie zwrócony do punktu początkowego. Można sobie również wyobrazić użycie pojedynczego wejścia do tunelu czasoprzestrzennego, poruszanego w polu grawitacyjnym obiektu, którego grawitacja jest większa niż drugiego wejścia, a następnie sprowadzonego z powrotem do położenia blisko drugiego wejścia. W obu przypadkach dylatacja czasu określa, że koniec tunelu czasoprzestrzennego, który został przeniesiony, jest mniejszy niż koniec nieruchomy.
Budowa przejezdnego tunelu czasoprzestrzennego wymagałaby istnienia substancji o ujemnej energii i rozkładu energii naruszającego różne warunki energetyczne, ale podróże w czasie byłyby jednak możliwe dzięki efektowi Casimira w fizyce kwantowej .
W przypadku sygnału, którego prędkość jest mniejsza lub równa prędkości światła, transmisja miała miejsce przed odbiorem. Jeśli prędkość jest większa niż prędkość światła, sygnał jest odbierany przed wysłaniem. Można powiedzieć, że sygnał powrócił w czasie (antytelefon tachionowy).
W mechanice kwantowej występują takie zjawiska jak teleportacja kwantowa , paradoks Einsteina-Podolsky'ego-Rosena czy kwantowa nierozdzielność, które mogą pozwolić na podróże w czasie. Interpretacja Bohma zakłada, że pewne informacje są natychmiast wymieniane między cząstkami, aby zachować korelacje między nimi, efekt nazwany przez Einsteina „upiornym działaniem na odległość”. Jednak współczesne teorie nie pozwalają na podróże w czasie ze względu na zachowanie przyczynowości .
W wielu wszechświatów Everett mechanika kwantowa dostarczyć rozwiązanie paradoksu dziadka , obejmujące ideę czasu samotnie przybyciu do innego wszechświata, z którego pochodzi; ale w takim przypadku nie jest to podróż „w czasie rzeczywistym”. Przyjęta interpretacja wielu światów sugeruje, że wszystkie możliwe zdarzenia kwantowe mogą pojawiać się we wzajemnie wykluczających się historiach. Stephen Hawking twierdzi, że każdy podróżnik powinien znać tylko jedną spójną historię, więc podróżnicy w czasie pozostają w swoim własnym świecie, zamiast podróżować do innego.
Daniel Greenberger i Karl Svozil zaproponowali kwantowy model dla ponadczasowego paradoksu: przeszłość obserwowana dzisiaj jest deterministyczna (tylko jeden możliwy stan), ale teraźniejszość obserwowana w przeszłości ma wiele możliwych stanów, dopóki działania (nieuniknione) nie spowodują ich „upadku” w jednym stan.
Podróż do przyszłości wiąże się z wydłużeniem czasu, bezpośrednią konsekwencją odwrócenia prędkości światła (Alain Ferraro 2007) poprzez poruszanie się z prędkością relatywistyczną lub pod wpływem grawitacji .
Pojęcie podróży w czasie jest nierozerwalnie związane z nowoczesną koncepcją czasu.
Od początku jest to proces literacki mający na celu wyeksponowanie tez autora na temat jego wizji przyszłości. Z tego punktu widzenia proces podróży w czasie jest wariantem, szczególnym aspektem powieści antycypacji . W ten sposób wątek podróży w czasie łączy się, od Herberta George'a Wellsa ( Wehikuł czasu ) z opisem przyszłości o silnej treści politycznej, dość zbliżonym do Juliusza Verne'a ( Paryż w XX wieku ), którzy jednak nie są kurortem: z pierwszych „romansach naukowych”, których XIX th century będzie tak rozwlekłe, przewidywanie i podróże w czasie są dwa aspekty tego samego projektu: opisać przyszłą jasnych lub niepokojące . Ale podróż bohatera w czasie jest wygodnym sposobem na to, aby na żywo usłyszeć współczesny punkt widzenia, „podróżnik w czasie” w naturalny sposób dzielący się uprzedzeniami, sposobami myślenia i zdziwienia czytelnika. Ta rozbieżność mogła jedynie kusić powieściopisarzy bardzo interesującymi możliwościami narracyjnymi, jakie oferowała.
Tak więc wiktoriański i wyraźnie socjalistyczny „odkrywca czasu” Wellsa opisuje z perspektywy swoich czasów przerażające zdegenerowane społeczeństwo roku 802701, z wieloma aluzjami, dokładnie do wynalazków pojawiających się w czasach Wellsa: fabryki pod ziemią, przyspieszona mechanizacja miast, drapacze chmur , żelazne wieże itp. Voyageur nieroztropne z René Barjavel powtarza tę samą myśl: przyszłość bardzo odległy ( „rok 100 000”) i biologicznej degeneracji ludzkości, czas podróżnego zdumienie, które na Wells, naukowiec stanie zrozumieć niezrozumiałe (przyszły) oraz wyjaśnij to czytelnikowi.
Idea podróży w czasie pojawia się dopiero wraz z ideą postępu , a dokładnie science fiction i antycypacją. Choć oczywiste jest, że przyszłość ma przynieść zmianę, że przyszłość istnieje z filozoficznego punktu widzenia, nie zawsze tak było. Idea podróży w czasie nie przyszłaby do głowy starożytnemu Grekowi , tak jak dawniej była cykliczna. W dodatku zmiany były powolne i ledwo dostrzegalne w skali ludzkiego życia. To właśnie pojęcie postępu, ewolucji, zmiany zmodyfikowało naszą wizję czasu, podzielonego na przeszłość, teraźniejszość i przyszłość. Te pojęcia z pewnością istniały, ale „przyszłość” nie miała być interesująca sama w sobie: chodziło o konkretne wydarzenie, które miało nadejść, kiedy Pythia została przesłuchana w Delfach . W starożytnych Greków widział przyszłość tylko jako spełnienie losu , znaną tylko bogom. Tak więc nie było „przyszłego świata” ani „czasu, który ma nadejść”, jak je rozumiemy. Są to pojęcia nierozerwalnie związane z ideą ewolucji i postępu, idee zupełnie obce starożytnym i średniowieczu.
Pomysł, że przyszłość przyniesie rzeczy wystarczająco zaskakujące, by wzbudzić romantyczne zainteresowanie, pojawił się dopiero w renesansie . Bez bycia prawdziwym science-fiction powieść La Nouvelle Atlantide przez Francisa Bacona (1561-1626), jest niewątpliwie rodzajem przewidywanie powieść o mieście przyszłości objętej mądrości i nauki. Oczywiście podróżnicy nie przemierzają czasu, ale oceany. Niemniej jednak, jest to rzeczywiście „przyszłe” miasto, które opisuje nam Bacon, a już nie całkiem „idealne” miasto, jak Platon . Bacon opisuje doskonałe społeczeństwo, które można osiągnąć dzięki nauce, a zatem możliwe do osiągnięcia w przyszłości.
Dopiero w drugiej połowie XX th wieku, urządzenie narracja podróży w czasie noszenia, autorzy będą zainteresowani paradoksów generowanych przez tę hipotezę. Rzeczywiście, podróżowanie w czasie, a zwłaszcza w przeszłości, pozwala ominąć los. Ci, którzy podróżują w czasie szybciej niż większość ludzi, znają przyszłość i potrafią ją zaplanować.
Z tego punktu widzenia to właśnie związki przyczynowo-skutkowe będą w tym okresie zainteresowane SF, z niezliczonymi możliwościami. (Patrz poniżej: „Konsekwencje przeszłych zmian” .)
Podróż do tyłu w czasie wydaje się a priori jest bardzo mało prawdopodobne. W tym celu musielibyśmy porzucić postulat przyczynowości, który wymaga, by skutek następował po przyczynie. Należałoby wtedy przyznać, że przeszłość wciąż istnieje, a zatem nie jest tak naprawdę przeszłością .
Naruszenie postulatu przyczynowości wywołałoby zatem paradoksy. Na przykład ten: twórca wehikułu czasu podróżuje w przeszłość; w tej przeszłości nieumyślnie zabija swoich z przeszłości; to wydarzenie spowodowałoby zatem anulowanie tworzenia maszyny; dlatego byłoby dla niego niemożliwe podróżowanie w przeszłość i dlatego zabicie się; to z kolei umożliwia ponowne istnienie maszyny... Rezultatem jest zatem nieskończona pętla, czasowy paradoks .
Nie możemy jednak zapominać, że postulat przyczynowości jest tylko teoretyczny, ponieważ wywodzi się z ludzkiej logiki, która nie może pojąć, że zdarzenie może mieć wpływ na własną przyczynę. Co więcej, współczesna nauka a priori nie potępia paradoksów.
Niemniej jednak równania Diraca z 1934 r., postulujące przyczynowość, wykazały jako wzajemną implikację, że we wszystkich punktach istniała nieznana jeszcze kategoria cząstek podobnych do cząstek materii, z wyjątkiem znaku ich ładunku i pewnych właściwości kwantowych. Te cząstki, odkryte kilka lat później, tworzą to, co obecnie nazywamy antymaterią . Jednak zgodnie z tymi równaniami, jeśli istnieje antymateria, to przyczynowość jest prawdziwa i ma zastosowanie, potwierdzając tym samym ten postulat .
Teoria względności z Albert Einstein , a co za tym idzie, że z ogólnej teorii względności , wyraźnie dopuszczać pewną ekspansję czasu, który wygląda jak „podróży w czasie”. Na przykład podróżnik poruszający się w kosmosie z prędkością bliską prędkości światła widziałby, jak upłynęłoby tylko kilka godzin, których czas trwania na Ziemi w rzeczywistości odpowiadałby kilku latom, czas upływający wolniej (patrząc z Ziemi). ) w statku kosmicznym przy dużej prędkości.
Efekt ten pozwala jednak na „podróż w czasie” tylko w przyszłość, co więcej będzie nieodwracalny; można go zatem zakwalifikować jedynie jako „skok” lub „skok” w czasie. Ponadto obecne środki w zakresie technologii lotniczej nie pozwalają na poruszanie się z prędkością zbliżoną do prędkości światła i sprawiają, że efekt ten jest w praktyce znikomy.
Co więcej, wobec braku konkretnych wskazówek dotyczących podróży w czasie, nie jest konieczne zakładanie jej istnienia. Stephen Hawking zasugerował, że nieobecność turystów z przyszłości jest silnym argumentem przeciwko istnieniu podróży w czasie – wariantu paradoksu Fermiego , w którym podróżnicy w czasie zastępują przybyszów pozaziemskich (patrz powieści Roberta Silverberga Parallel Times i Les Temporal Deserters ). Argument ten jest osłabiony przez pomysł, że można by zbudować pewne bramy czasowe, ale nie doprowadziłoby to podróżnika do daty poprzedzającej stworzenie bramy, z wyjątkiem założenia, że we Wszechświecie istnieją naturalne bramy. Moglibyśmy również sprzeciwić się temu argumentowi, że ludzkość mogła wyginąć (wirus, meteoryt...), zanim wymyśliła sposób podróżowania w czasie. Zauważ, że myślał UFO nowoczesny nie wyklucza faktu, że manifestacje UFO w XX th i XXI th stulecia są śladami odwiedzających przyszłości zamiast pozaziemskich gości, które są sprzeczne z Hawking argumentu gdy jako udowodnienia jako rewersu (na teraz).
Ale Hawking uważa, że jeśli obecne prawa fizyki nie zabraniają podróży wstecznych, to musi być możliwe znalezienie jednej: sformułował taką zasadę pod nazwą hipotezy ochrony chronologicznej . Hawking wyjaśnia tę zasadę przez analogię z termodynamiki : the pierwsza zasada nie zakazuje wytwarzania lodówki , które zapewniłoby energię elektryczną; jest to druga zasada termodynamiki, która głosi taki zakaz. To porównanie sugeruje, że może istnieć prawo, które pozostaje do odkrycia i z którego wynika zakaz takiej podróży.
Paul Davies przedstawia inne wyjaśnienie nieobecności podróżników w czasie. Jak pokazuje w Jak zbudować wehikuł czasu , maszyny, które teoretycznie umożliwiają podróże w czasie, mogą cofnąć się tylko do daty oddania maszyny do użytku, a nie wcześniej.
Niektóre eksperymenty na początku XXI -go wieku każdy daje wrażenie skutkiem wstecznym, ale są różnie interpretowane przez społeczność naukową .
Doświadczenie Marlan Scully (który był inspirowany przez Paradoks EPR i wymaga użycia gniazd Younga ) sugeruje, że na poziomie kwantowym, cząstka w przyszłości zadecyduje jego przeszłości. Uwypukla to trudności zakwalifikowania pojęcia czasu w skali kwantowej, ale w żadnym wypadku doświadczenie to nie stanowi makroskopowego i użytecznego przejawu odwrotnej przyczynowości .
Eksperyment Lijuna Wanga umożliwił przesyłanie paczek fal przez żarówkę cezową w cX310 Z efektem wyjścia paczki fal 62 nanosekundy przed jej wejściem. Ale jest to po prostu spowodowane efektem ultrarefrakcji, a ponieważ te paczki fal nie są obiektami złożonymi z dobrze zdefiniowanych cząstek, nie mogą przenosić żadnej energii ani informacji z przyszłości do przeszłości, więc też nie ma naruszenia przyczynowości .
Wreszcie, program „efekt STL”, obecnie testowany przez dr Ronalda Malletta , ma bardzo oficjalny cel zaobserwowania naruszenia przyczynowości za pomocą neutronu w krysztale fotonicznym spowalniającym światło. Neutron pojawi się ponownie w urządzeniu, zanim ulegnie rozpadowi. Raport został opublikowany w listopadzie 2006 roku i ma poparcie kilku uniwersytetów w Stanach Zjednoczonych. Ale nawet jeśli ten eksperyment działa w skali kwantowej, jak eksperyment Marlana Scully'ego, można spodziewać się dekoherencji w skali makroskopowej. Więc znowu, poza skalą kwantową, nadal nie możemy mówić o naruszeniu przyczynowości .
Frank Tipler zaproponował zespół, który umożliwiłby podróże w czasie wstecz. Jednak urządzenie wnosi do gry takie energie, że można wątpić w możliwość, nawet teoretyczną, jego wytworzenia, a zwłaszcza ustabilizowania.
Ten zespół obejmuje cylinder obrotowy (en) . Jeśli walec jest wystarczająco długi i gęsty oraz obraca się wystarczająco szybko względem swojej osi podłużnej, wówczas naczynie, które okrąża walec po torze spiralnym, mogłoby podróżować wstecz w czasie (lub do przodu, w zależności od kierunku ruchu statku ).
Wymagana długość, gęstość i szybkość są jednak tak duże, że zwykła, znana nam do dziś materia nie jest wystarczająco silna i gęsta, aby ją zbudować.
Spekulowano jako kosmiczne struny (same obiekty teoretyczne) mogłyby pełnić rolę obrotowego cylindra (w) .
Inżynier John William Dunne argumentował w Le Temps et le rêve (1927), że sen umożliwił wirtualną podróż w czasie: „Czy to możliwe, że sny, sny w ogóle, wszystkie sny, sny o wszystkim na świecie, składają się z obrazów? z przeszłych doświadczeń i obrazów przyszłych doświadczeń, zmieszanych w mniej więcej równych proporcjach? " On opiera swoją teorię na badaniu własnych snów, z których niektóre były prorocze : przeczucie erupcji Montagne Pelée w Martynice lub przeczuciu w wypadku pociągu elektronicznej Londyn - Edynburg .
JRR Tolkien zainspirował się tą tezą w niektórych swoich niedokończonych powieściach: The Lost Road ( The Lost Road ) i The Notion Club Papers (opublikowanych odpowiednio w tomach 5 i 9 Historii Śródziemia ). Studium związku między teorią Dunne'a a tekstami Tolkiena przedstawia V. Flieger , Kwestia czasu (1997).
Ogólnie względność wskazuje to konfiguracje, w których dwa czarne otwory są połączone ze sobą. Taka konfiguracja jest zwykle nazywana tunelem czasoprzestrzennym lub rzadziej mostem Einsteina-Rosena. Takie konfiguracje bardzo zainspirowały pisarzy science fiction, ponieważ oferują sposób na bardzo szybkie podróżowanie na duże odległości, a nawet podróż w czasie. W praktyce takie konfiguracje, jeśli są autoryzowane przez ogólną teorię względności, wydają się całkowicie niepraktyczne w kontekście astrofizycznym, gdzie nie mają zatem praktycznego znaczenia.
Propozycja maszyny do podróży w czasie, która korzystałaby z tunelu czasoprzestrzennego, działałaby (hipotetycznie) tak: jakoś tworzysz tunel czasoprzestrzenny, a następnie jeden koniec tunelu rozpędza się do prędkości zbliżonej do prędkości światła (być może z awangardą). statek kosmiczny), a następnie wrócić do miejsca pochodzenia. Ze względu na dylatację czasową (ze względu na prędkość) przyspieszony koniec tunelu starzeje się mniej niż koniec nieruchomy (z punktu widzenia obserwatora zewnętrznego).
Jednak czas w tunelu różni się od tego na zewnątrz: dwa zsynchronizowane zegary umieszczone na każdym końcu tunelu zawsze będą się synchronizować, z punktu widzenia obserwatora w tunelu, niezależnie od różnicy prędkości.
Oznacza to, że obserwator wchodzący w koniec przyspieszony wyszedłby przez koniec nieruchomy, gdy koniec nieruchomy był w tym samym wieku co koniec przyspieszony przy wejściu. Na przykład, jeśli przed wejściem do tunelu czasoprzestrzennego obserwator zauważył, że zegar na przyspieszonym końcu wskazywał 2006, podczas gdy zegar na nieruchomym końcu wskazywał już 2007, to obserwator może wyjść przy nieruchomym końcu, gdy zegar stacjonarny nadal wskazywał 2006. Istotnym ograniczeniem takiej maszyny jest możliwość cofnięcia się tylko do punktu początkowego, w którym maszyna została utworzona.
To może pozwolić na alternatywne wyjaśnienie paradoksu Hawkinga: pewnego dnia będziemy mogli zbudować jedną z tych maszyn, ale ponieważ nie zostały one jeszcze zbudowane, wyjaśnia to, dlaczego turyści czasu nigdy nie będą mogli dotrzeć do naszego czasu.
Stworzenie tunelu czasoprzestrzennego odpowiedniej wielkości dla statku makroskopowego, utrzymanie go w stabilności i przesunięcie jednego końca ze statkiem, wymagałoby znacznego poziomu energii, w znacznie większym porządku niż ilość energii, jaką może wytworzyć słońce takie jak nasze przez cały cykl życia. Stworzenie tunelu czasoprzestrzennego wymagałoby również istnienia substancji zwanej „ materia egzotyczna ”, której nieudowodnione istnienie niekoniecznie ma formę przydatną do tworzenia tunelu czasoprzestrzennego (patrz np. efekt Casimira ).
Dlatego jest bardzo mało prawdopodobne, że takie urządzenie zostanie zbudowane, nawet przy bardzo zaawansowanych technologiach; ale mikroskopijne tunele czasoprzestrzenne, które wymagają znacznie mniej energii, mogą być przydatne w przesyłaniu informacji w przeszłość.
W 1993 roku Matt Visser twierdził, że dwa końce tunelu dżdżownicy z tak indukowaną różnicą czasową nie mogą zostać ponownie połączone bez wytworzenia pola kwantowego i efektów grawitacyjnych, które skutkowałyby paraliżem tunelu lub zagięciem się dwóch końców. W rezultacie oba końce nie mogły się wystarczająco zbliżyć, ponieważ miałoby miejsce naruszenie związku przyczynowego.
Jednak w artykule z 1997 r. Visser odgadł złożoną konfigurację tzw. „pierścienia rzymskiego” (nazwaną tak na cześć fizyka Toma Romana), składającą się z liczby N tuneli czasoprzestrzennych ustawionych w symetryczny wielokąt, który mógłby działać jak wehikuł czasu , chociaż wniosek, który nasuwa się jest taki, że nie byłby to tak bardzo błąd klasycznej teorii grawitacji kwantowej, ale raczej dowód na to, że można naruszyć przyczynowość.
W 2007 r. izraelski fizyk Amos Ori i jego zespół odkryli teoretyczny model podróży w czasie, który może pozwolić przyszłym pokoleniom podróżować w głąb pamięci. Powstanie tej pętli zależy od minimalnych warunków początkowych, na jakich izraelski zespół nadal pracuje; jest to model teoretyczny opracowany we współpracy z Israel Institute of Technology, Technion , i ogłoszony w artykule opublikowanym w czasopiśmie Physical Review D z lipca 2007 roku. W tym artykule jest on przedstawiony jako oparty na równaniach opisujących warunki, które gdyby udało się je ustanowić, pozwoliłoby na zbudowanie wehikułu czasu. Ta hipotetyczna maszyneria byłaby samą czasoprzestrzenią.
Ich badania nad podróżami w czasie opierają się na zwiększeniu krzywizny czasoprzestrzeni, biorąc pod uwagę, że strzałka czasu może zwinąć się w pętlę. Wyjaśniając w ten sposób: „Wiemy, że krzywizna (czasoprzestrzenna) zdarza się cały czas, ale chcieliśmy uzyskać krzywiznę wystarczająco silną, aby dać ci sposób, który prowadzi do długich ogonów i formowania zamkniętych loków. […] Próbowaliśmy dowiedzieć się, czy można manipulować czasoprzestrzenią, aby skłonić ją do takiego rozwoju. Wyjaśniają również, że po osiągnięciu stanu początkowego maszyna działa sama bez żadnej interwencji. I dla przykładu: jeśli z armaty wystrzeli się pocisk, to po oddaniu strzału nie pozostaje nic innego do zrobienia, sam pocisk poleci w stronę celu, poruszany wyłącznie prawami fizyki.
Z ich obliczeń wynika, że pętlę czasoprzestrzenną można zbudować ze zwykłej materii i gęstości dodatniej energii, ale dodają, że nadal trzeba rozwiązać kwestię stabilności tej maszyny, aby mogła zamienić się w tunel w czasie . Rzeczą naprawdę ważną, przedmiotem prac izraelskiego zespołu fizyków, jest to, że wykonanie maszyny pozwalającej na poruszanie się w czasie zależy od bardzo małych warunków początkowych. W poprzednim artykule, w 2005 roku, Amos Ori stwierdził, że maszyna tego rodzaju nie wymagałaby zbudowania żadnego egzotycznego materiału i wystarczyłaby wykorzystać próżnię istniejącą w kosmosie do podróżowania w czasie. Praca ta jest zatem rozwinięciem i konsolidacją tych wcześniejszych stwierdzeń.
Chociaż Amos Ori nie był jedynym fizykiem, który sformułował możliwość podróży w czasie, inni fizycy zidentyfikowali szereg możliwości. Warto zauważyć, że użycie egzotycznej materii do stworzenia krzywizny czasoprzestrzeni może zmienić kierunek strzałki czasu. Fizyka kwantowa mówi, że materia egzotyczna istnieje, ale w tak małych ilościach, że nigdy nie dałoby się zbudować wehikułu czasu. Amos Ori rozwiązał ten problem, otwierając inne możliwości uzyskania wehikułu czasu bez egzotycznej materii. System ten mógłby zatem pozwolić naszym potomkom w dalekiej przyszłości podróżować w czasie aż do samego dnia zbudowania wspomnianej maszyny. Obecnie nie możemy więc cofnąć się w przeszłość, ponieważ nasi przodkowie nie zostawili nam takiej maszyny.
W tym modelu, czy domniemany pętla czasoprzestrzeni została ustalona na 1 st stycznia 2015 roku i stosowane dwadzieścia lat później, wchodząc do pętli w 2035 roku, nie mogliśmy wrócić na 1 st stycznia 2015. W tym przypadku, w praktyce, że będzie być tylko tunelem czasowej przestrzeni, w którym wejście podlega ewolucji czasu, ale którego wyjście znajduje się zawsze w momencie jego powstania. Czyli tylko podróż po utworzeniu pętli jest możliwa. Według fizyki możemy uzyskać krzywiznę czasoprzestrzeni w określonym kierunku, aby umożliwić powrót w czasie w równoległej czasoprzestrzeni. Sama maszyna przekształca się w czasoprzestrzeń, a sam fakt jej istnienia pozwala nam zaprojektować podróż w przeszłość. Stworzenie tej maszyny dzisiaj pozwoliłoby przyszłym pokoleniom wrócić do naszych czasów.
Od Einsteina wiemy, że przestrzeń i czas tworzą cztery ciągłe wymiary. Oznacza to na przykład, że jeśli masywne ciało, takie jak planeta lub gwiazda, zniekształca kontinuum czasoprzestrzenne, to zjawisko to zmienia również geometrię przestrzeni i czasu dla obserwatora zewnętrznego. Wiemy więc, że Ziemia deformuje strukturę czasoprzestrzeni, zmuszając Księżyc do okrążenia Ziemi. W skali mikroskopowej fizyka kwantowa pokazuje, że źródłem tego przyciągania jest oddziaływanie grawitacyjne, generowane przez wymianę cząstek elementarnych. Teoria względności i teoria kwantów opisują zatem sposób deformacji czasoprzestrzeni w skali mikroskopowej i sugerują możliwość podróżowania w czasie przez obiekt lub osobę. Jeśli możemy zdeformować czasoprzestrzeń, tak jak robi to każde ciało, to czas i przestrzeń są zdeformowane lub wygięte; jest to jeden z fundamentów badań nad podróżami w czasie.
Science fiction przejmuje tutaj do opisania przyszłości, w której ludzie będą tworzyć pętle czasowe i kontrolować szczegółów przyjazdu. Nie jest to sprzeczne z argumentacją Stephena Hawkinga, zgodnie z którą podróże w czasie nie będą miały miejsca, ponieważ mielibyśmy wtedy wizyty naszych potomków: pętla czasowa pozwoliłaby nam tylko cofnąć się w czasie do czasu jej powstania, czyli powstałego w 2300 roku. i wykorzystany w 3000 roku, nie umożliwiłby powrotu do 2300 roku, a nie wcześniej.
Kurt Gödel pokazał, że w obrotowym i nie- rozwijającej się wszechświata , ogólna teoria względności zakłada, że długa podróż przestrzeń może doprowadzić do powrotu do punktu wyjścia w terminie przed datą wyjazdu. Wynik ten zaniepokoił Alberta Einsteina , który nie wyobrażał sobie, że ogólna teoria względności pozostawia uchylone drzwi możliwości cofnięcia się w czasie (szczególna teoria względności tego zabraniała). Dzięki obserwacji wiemy, że wszechświat nie spełnia kryteriów Gödla (fizycy uważają nawet, że ponieważ umożliwia podróże w czasie, ten wszechświat może nie istnieć).
Uważa się, że projekt podróży wstecznej Davida Deutscha nie narusza przyczynowości : jest to zastosowanie zasady Turinga za pomocą generatora rzeczywistości wirtualnej (ogromny kalkulator kwantowy ), który umożliwiłby obserwatorowi interaktywność z przeszłością równoległą do naszej (a zatem inną niż nasza). …ale identyczne pod każdym względem! ). Interakcja z tą równoległą przeszłością nie wytworzyłaby paradoksu czasowego . Według autora, fizycznie możliwa, tego typu podróż pozostaje na razie w sferze spekulacji.
Autorzy, zwłaszcza pisarze science fiction, szeroko badali wiele, wiele możliwych do wyobrażenia wariacji możliwości i problemów, jakie stwarza taka podróż.
Ze względu na ryzyko zmiany przeszłych wydarzeń, gatunek podróży w czasie włącza się w niektórych utworach do uchronii . Steampunk , projektowanie przyszłości w XIX th century przesunięty, również część podróży w czasie, ale zaprojektowane z retrospekcji, podczas gdy alternatywna historia to dewiacja.
Film Christophera Nolana Interstellar (2014) opisuje podróże w czasie zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina. W ten sposób zespół astronautów podróżujących w polu grawitacyjnym czarnej dziury ulega zakrzywieniu czasu i w ciągu kilku godzin żyje na Ziemi równowartość kilkudziesięciu lat (a nawet astronauta pozostający w statku kosmicznym, który wyraźnie się postarzał). Ten rodzaj podróży w czasie jest więc raczej „skokiem” w czasie i nie pozostawia możliwości powrotu do przeszłości lub podróży wstecz. Jednak koniec filmu pokazuje podróże w czasie rzeczywistym – a raczej „poza czasem”: spekuluje się, że grawitacja jest jedyną siłą, która może przekroczyć wymiary czasowe, co pozwala protagoniście przekazać wiadomość (a więc tylko informację) do jego córka, gdy była dzieckiem, przed podróżą międzygwiezdną, a więc dla siebie w tym czasie, który interpretował to przesłanie, nie wiedząc, że on sam przekazałby je z przyszłości.
Możliwość podróżowania w czasie burzy silną formę zasady przyczynowości , zrywając związek między tym, co było, a tym, co będzie, o metafizycznym oddziaływaniu, którego konsekwencje są współmierne do większej lub mniejszej łatwości tego typu podróży.
The Guide to the Galaxy , autorstwa Douglasa Adamsa , powiedział, że prawidłowa odmiana czasownika opisującego podróż w czasie jest znacznie gorszym problemem niż paradoksy czasowe. Na przykład, kiedy właśnie dokonaliśmy skoku w przeszłości, musimy mieć czas gramatyczny opisujący wydarzenie mające nadejść w czasie wszechświata, już dokonane w jego własnym czasie. We wszechświecie Adamsa wynaleziono wiele czasów gramatycznych, aby przezwyciężyć ten problem.
Tradycyjni pisarze science fiction ( Isaac Asimov w The End of Eternity czy Poul Anderson w Time Patrol ) uważają nie tylko, że słaba modyfikacja przeszłości będzie miała niewielki wpływ na kolejne stulecia, ale także, że im bardziej oddalimy się od zmodyfikowanego wydarzenia , tym bardziej konsekwencje zanikają. Wręcz przeciwnie, niedawni autorzy często nalegają na efekt motyla, który według nich sprawia, że każda podróż do bardzo odległych okresów w historii Ziemi jest niezwykle niebezpieczna dla całej ludzkości ( Alex Scarrow w Time Riders , Chris Archer w High Tension , KA Applegate w Animorphs , czyli Ray Bradbury w opowiadaniu A Thunderbolt ).
W czasie patroli z Poul Anderson , nauczyciel czas przejazdu daje następujący argument: a owce należące do stada tam 500 lat temu może być przodkiem wszystkich owiec podniesione teraz w kraju. Czy zabicie tej owcy doprowadzi do wyginięcia wszystkich owiec w kraju? Wręcz przeciwnie, byłoby tyle samo owiec, z wyjątkiem różnicy w ich kodzie genetycznym, który z biegiem pokoleń stał się nieistotny. Autor wyjaśnia w swojej pracy, że czasowa „tkanina” sama regulowałaby się samoczynnie naprawiając „nacięcia” spowodowane przez podróżników w czasie. Z drugiej strony, niektóre wydarzenia są uważane za kluczowe w ewolucji wszechświata i nie powinny być zmieniane. Ponadto w tkance temporalnej może występować nieciągłość, a prawa przyczynowości i zachowania mogą, teoretycznie, zostać naruszone.
W żartobliwym opowiadaniu Une nuit interminable francuski pisarz Pierre Boulle rozwija do absurdu implikacje podróży w czasie, podróżnych z przyszłości, prowadzących w bistro na Montparnasse wojnę w wiązkach dezintegratorów z grupą podróżników z przeszłości, którzy są własnymi przodkami.
Inni autorzy pozwalają swoim bohaterom podróżować w czasie, jednocześnie uniemożliwiając zmianę przeszłości. Tak jest w przypadku HG Wellsa w The Time Machine i jest to również rozwiązanie paradoksów .
Od kiedy ma to wpływ na teraźniejszość?W niektórych historiach science-fiction, kiedy podróżnik w czasie chce radykalnie zmienić przeszłość, ci, którzy pozostali w epoce, z której pochodził, paradoksalnie mają termin na wysłanie prześladowców. Zatem w albumie La Cité des Eaux movantes przez Valerian (scenariusz Pierre Christin ), gdy przestępca Xombul łączy przeszłość, że zamierza doprowadzić do zmian, które powodują nieistnienie Galaxity. Podróżując do danej epoki, bohaterom udaje się zapobiec wielkiej zmianie w przeszłości.
W Koniec wieczności przez Isaaca Asimova , przyczyny takich wytrwałość są lepiej wyjaśnione: Specjalista wyjaśnia, że podczas wysyłania osobę w przeszłości może być przyczyną wypadku powstałego w nieistnienie służbie doczesnej, to nadal istnieje tak długo, jak ich działania dają duże prawdopodobieństwo naprawy wypadku.
Istnieją również historie, w których pewne postacie można chronić przed zmianami z przeszłości. W Valerian trzej Ziemianie nadal istnieją pomimo wymazania Ziemi: Valerian i Laureline, którzy otrzymali tę łaskę od „Boga”, oraz Jal , który był na misji na granicach wszechświata (a zatem „poza zasięgiem”). w momencie usunięcia. Podobnie w kreskówkowej Lidze Sprawiedliwości , w odcinku „Reign of Savage” , pole energetyczne Green Lantern utrzymuje bohaterów nietkniętych przez falę modyfikowania teraźniejszości. Jeśli wszystkim mieszkańcom wszechświata życie w świecie zdominowanym przez nazistów jest normalne , bohaterowie zachowują wspomnienia o prawdziwym świecie i nie nabywają innych; więc domyślają się, że podróżnik w czasie musiał zmienić bieg II wojny światowej .
Wolna wola i wiedza są dwie zasady Metapsychological które regulują nasze czyny i myśli. Mamy zarówno wolną wolę, jak i wiedzę tylko w czasie teraźniejszym. Z jednej strony wiedzę tworzą informacje sensoryczne dostarczane nam przez otoczenie oraz informacje odbite, czyli takie, które możemy ustalić „świadomie”. Z drugiej strony, wolna wola jest nieodłączna, ponieważ nikt nie działa w tym samym kontekście wiedzy, co my sami.
Podróżowanie w czasie wiąże się z następującym paradoksem metapsychologicznym: osoba podróżująca w przeszłości miałaby dostęp do wiedzy tylko w takim zakresie, w jakim ją zna, a pozbawiona jest wolnej woli, ponieważ inna osoba działała już świadomie przez czas T-1 i pozycji X. Podróżnik byłby nieskończenie ograniczony w swoich działaniach, byłby człowiekiem-maszyną. Z drugiej strony, jednostka podróżująca w przyszłości miałaby tylko wolną wolę, ale nie miałaby dostępu do wiedzy, ponieważ nie istniałaby jeszcze w Noosferze . Wszelkie działania byłyby wtedy daremne, bo wolna wola nie ma miejsca bez znajomości faktów. Wykazaliśmy paradoks metapsychologiczny, zgodnie z którym wolna wola i wiedza są dostępne i weryfikowalne tylko w czasie teraźniejszym i z natury znikają odpowiednio w czasach T-1 i T+1.
Paradoksy temporalne to sytuacje wewnętrznie sprzeczne ( paradoks dziadka : co by się stało, gdybym spróbował cofnąć się w czasie i zabić dziadka? – przykład za sprawą powieściopisarza René Barjavela w 1943 roku w Le Voyageur imprudent ) lub wręcz przeciwnie bez powodu zewnętrzne względem siebie, możliwe dzięki podróżom w czasie.
W science fiction niekoniecznie próbujemy je rozwiązać, ale możemy to zrobić, wprowadzając równoległy wszechświat lub dając podróżnikom odpowiedzialność za unikanie takich sytuacji (a skoro są w takiej sytuacji, to znaczy, że im się udało wydostać się z niej robiąc to, co właściwe, co jest zgodne ze stanowiskiem Kartezjusza o Bogu, który postulatem sobie nie zaprzecza), czy wręcz postulując, że historia jest zamrożona, co wymusza utrzymanie spójnej historii globalnej (brak sytuacje wewnętrznie sprzeczne, są tylko sytuacje samospełniające się - ale które mogą mieć kilka różnych rozwiązań we wszechświatach równoległych).
W istocie podróże w czasie naruszają większość znanych zasad zachowania (traktując wszechświat jako izolowany system): masa , energia , ładunek , itp.
Na przykład wyobraźmy sobie jednostkę A będącą w wehikule czasu i świadka B, który go obserwuje: jednostka A korzysta z maszyny, aby cofnąć się w przeszłość, a w następnej chwili świadek B zauważa, że masa stanowiąca również maszynę gdy jego pasażer zniknął. A ponieważ obecnie ma to być przeszłość, wnioskujemy, że zniknął z wszechświata dokładnie w tym momencie, co narusza zasadę zachowania masy.
Spotkanie się w czasie podróży w czasie jest możliwością teoretyczną (o ile podróż wstecz jest możliwa), która sama w sobie nie jest paradoksem . Kilku autorów zwróciło jednak uwagę, jak dezorientująca byłaby to dla bohaterów, a także jak fascynująca jest taka sytuacja.
„[Modyfikacja przeszłości] może prowadzić do całego łańcucha zmian, ale matematyka stazy wskazuje, że jest to łańcuch zbieżny. Ilość zmian maleje wraz z upływem czasu i rzeczy wracają do wcześniejszego letargu. "