VEĆ STOLJEĆIMA, ako ne i tisućljećima, čovječanstvo okupira zamisao o putovanju kroz vrijeme. No vremenski stroj obično doživljavamo kao nešto što pripada domeni znanstvene fantastike. Tako je H. G. Wells još krajem 19. stoljeća napisao roman ''Vremenski stroj'', a danas se tom idejom bave mnogi popularni znanstveno-fantastični serijali i filmovi, poput Star Treka.

Premda je od objave takvog prvog svjetski poznatog romana prošlo više od stoljeća, u krugu suvremene empirijske znanosti još nitko nije ostvario nikakav značajan korak naprijed (ili natrag).

Stoga je javnost nedavno iznenadilo istraživanje mladih znanstvenika u časopisu Classical and Quantum Gravity, u kojem se objašnjava kako pomoću jednostavne konstrukcije izgraditi vremenski stroj, javlja Science Alert.

Autori rada su Caroline Mallary, Gaurav Khanna i Richard Price, a njegov naziv je Closed Timelike Curves and "Effective" Superluminal Travel with Naked Line Singularities.

Zatvorene vremenske petlje

Einsteinova opća teorija relativnosti dozvoljava mogućnost savijanja vremena do te mjere da se ono savija u sebe, odnosno da stvara vremensku petlju. Ako bismo, hipotetski gledano, putovali niz tu petlju, u nekom trenutku završili bismo u prošlosti i doživljavali iste događaje ponovno i ponovno. Cijelo iskustvo podsjećalo bi na deja vu, osim što toga ne bismo bili svjesni.

Takve petlje obično se nazivaju zatvorenim petljama vremenskog tipa (closed timelike curves ili CTC) i često ih se povezuje s konceptom vremenskog stroja. Vremenski strojevi u tom bi smislu bili samo nuspojave učinkovitih koncepata putovanja koje je brže od svjetlosti.

Mnogi poznati fizičari, poput Stephena Hawkinga ili Kipa Thornea, bavili su se tim modelom i pokušavali dokučiti je li putovanje kroz vrijeme uistinu moguće.

No zaključak je do sada bio podosta obeshrabrujući. Mnogi znanstvenici složili su se s tim da prirodni zakoni ne dozvoljavaju vremenske petlje.

Egzotična materija

Prema njihovom mišljenju, različiti fizički faktori, ovisno o situaciji, sprječavaju stvaranje vremenskih krivulja unutar fizičkih sustava. Kako se to ne bi dogodilo, potrebna je egzotična materija. Dakle, kada bismo imali egzotičnu materiju, odnosno materiju s negativnom masom, mogli bismo imati i vremenske petlje. Problem je, naravno, u tome što još nismo otkrili postojanje negativne mase u prirodi oko nas.

Novi model bez negativne mase

Mlada znanstvenica Caroline Mallary, doktorandica na Sveučilištu Massachusetts Dartmouth, predstavila je u svom radu novi model vremenskog stroja kojem za funkcioniranje nije potrebna negativna masa, a ima poprilično jednostavan dizajn.

Njen model sačinjavaju dva iznimno dugačka automobila (ili letjelice ili neka druga dva pokretna objekta), s pozitivnom masom, koji su parkirani paralelno. Jedan od njih trebao bi snažno ubrzavati unaprijed, dok bi drugi trebao ostati na mjestu. Mallary je u svom istraživanju uspjela pokazati kako bi se pritom između dva automobila stvorila vremenska petlja.

Vremenski stroj u svakom dvorištu?

Vjerojatno ste posumnjali da u svemu sigurno postoji neka kvaka zbog koje nećemo uskoro imati vremenske strojeve u svakom dvorištu. U pravu ste. Model znanstvenice Caroline Mallary zahtijeva da oba automobila imaju beskonačnu gustoću, temperaturu i tlak, a znanstvenici smatraju da ni takvi objekti ne postoje u prirodi.

Ipak, najnoviji rad je ukazao na to da se problem vremenskih petlji može sagledati iz drugih smjerova i da fizičari možda moraju redefinirati svoje ideje o tome zašto vremenske krivulje nisu moguće.

Matematički je putovanje kroz vrijeme moguće

Podsjetimo, na Indexu smo 2017. godine predstavili još jedno zanimljivo istraživanje koje govori o mogućem rješenju za putovanje kroz vrijeme. Američki matematičar i fizičar Ben Tippett sa Sveučilišta British Columbia (UBC) objavio je te godine studiju u kojoj je predstavio matematički model prema kojem bi se mogao napraviti stroj za putovanje kroz vrijeme.

Taj model je također predstavljen u časopisu Classical and Quantum Gravity, a temelji se na ideji o stvaranju prostor-vremenskog mjehura koji bi svoj sadržaj nosio kroz prostor i vrijeme. Prema tom konceptu, mjehur bi se mogao kretati po velikim kružnim putanjama brzinama većim od brzine svjetlosti, što bi mu omogućilo da se kreće u prošlost.

“Ljudi putovanje kroz vrijeme doživljavaju kao znanstvenu fantastiku“, rekao je Tippett.

“Mi obično mislimo da je to nemoguće jer ga u praksi ne poduzimamo. No to je matematički moguće“, dodao je.

Problem stvara egzotična tvar

Prema Tippettu i njegovom suradniku astrofizičaru Davidu Tsangu sa Sveučilišta Maryland, model vremenskog stroja TARDIS koristio bi zakrivljenost prostor-vremena kako bi vrijeme za putnike iskrivio u kružnicu; u tom modelu vrijeme bi oko velike mase bilo iskrivljeno na isti način na koji je u svemiru iskrivljen prostor oko zvijezda i crnih rupa. 

No taj model je podrazumijevao postojanje egzotične tvari, o kojoj smo pisali ranije u članku, te Tippett smatra da mada je putovanje kroz vrijeme matematički moguće, za sada nije moguće konstruirati vremenski stroj jer bi nam za iskrivljavanje prostor-vremena na takve neobične načine trebali materijali koje nazivamo egzotičnom tvari.