Stroj času

rubrika: Populárně naučný koutek


Mohou lidé putovat časem?

 

Lucifer


Skupina německých a australských inženýrů chce co nejdříve dokázat, že je to možné. Předpovídají, že 12. prosince 2012 přistane na určitém místě v australském městě Brisbane stroj času s "temponauty" z budoucnosti. Tak by došlo k senzačnímu zakončení experimentu tisíciletí, který připravili. Myšlenka, která za tím stojí, je stejně jednoduchá jako neodolatelná: Skupina shromáždila částku ve výši 90 000 EUR jako startovní kapitál pro získání stroje času. Peníze budou předávány dále generace po generaci na spolehlivé partnery, kteří je uloží, a tak rozmnoží. Zároveň každý nový partner obdrží při výměně generací přesnou instrukci o místě a čase přistání na Zemi, kterou pak předá svému v další generaci nově získanému nástupci.

Kdyby se pak někdy v budoucnosti - například v roce 2500 - povedlo takový stroj času skutečně sestrojit, získal by ho v té době žijící partner projektu pomocí nashromážděných peněz a přicestoval by do roku 2012, kde by na sjednaném místě natrefil na původce myšlenky a dárce peněz. Je to nový zábavný přístup k jednomu starému tématu, který již dlouho zaměstnává mnoho lidí. Mezi nimi jsou fyzikové stejně jako fanoušci sci-fi. Pro filmové fanoušky je jistě nezapomenutelné zfilmování románu H. G. Wellse Stroj času. Ve filmu se hrdina posadí do vozítka podobného saním s blikajícími světly, které jej katapultuje do daleké budoucnosti.

Pozorujeme-li ale putování časem fyzikálně, není věc tak jednoduchá, protože do dnešního dne nikdo neví, jak by to mohlo fungovat. Přesto vědci vymýšlejí různé teoretické možnosti. Jedním z nich je Stephen Hawking. nejprve putování časem kategoricky vyloučil. Argumentoval, že v opačném případě bychom již dávno dostali návštěvu z budoucnosti. Pravděpodobnost, že makroskopické objekty mohou putovat časem, je možná, ale v důsledku jeho propočtů je extrémně malá. Jednu cestu do minulosti by mohly otevírat červí díry. Po průletu červí dírou by se kosmická loď objevila jinde a možná i v jiné době. Avšak k vytvoření červí díry je potřebná negativní energie. Je to sice známa matematická veličina, ale zda se vyskytuje v přírodě a jak by se dala ovládat, je naprosto nejasné. Strojů času, které používají negativní energii, by podle Hawkingových propočtů explodovaly už při pokusu do nich vkročit. Dle Hawkinga tím příroda vytvořila určitý druh chronologické ochrany.

Další uznávaný fyzik, který se tímto problémem zabývá, je Kaliforňan Kip Thorne. Již v roce 1988 prezentoval úvahy, jak by bylo nutno upravit červí díru, aby umožnila cestu do minulosti: jeden její konec by se musel přibližně rychlostí světla vymršťovat, zatímco druhý by musel být fixován do jednoho bodu prostoru. Konec pobíhající ve vesmíru stárne kvůli své relativní rychlosti pomaleji, takže cestující časem, který prochází červí dírou od jejího klidového konce, putuje do minulosti.

Jiný model vyvinul rakouský matematik Kurt Gödel, který se přátelil s Albertem Einsteinem a stejně jako on po své emigraci kvůli nacistické okupaci pracoval na univerzitě v Princetonu v USA. Když se zabýval teorií relativity, objevil nové řešení pro její rovnice, které neočekávaně otevřelo nové možnosti putování časem. Dokázal, že velké, rotující masy mohou do určité míry s sebou strhnout časoprostor, takže v něm vzniknou uzavřené, časupodobné smyčky. Je to, jako by se v řece času tvořily víry, v nichž se čas uzavírá do kruhů. Kdyby kosmická loď dělala okružní let v dostatečně velkém zakřivení podél takové světové linie, pak by mohla cestovat zpět do libovolného času v minulosti. Tak velké zakřivení by však musel dodat samotný vesmír. K tomu by se ale musel otáčet sám kolem sebe, a sice s frekvencí 70 miliónů let. Gödel dále vypočítal, že délka času podobné dráhy by musela obnášet okolo 100 miliard světelných let. To je více než je průměr pozorovatelného vesmíru. Tato myšlenka byla pro Einsteina děsem, později však zjistil, že to přichází v úvahu pouze tehdy, když bude vesmír statický. Americký astronom Edwin Hubble však v roce 1929 objevil, že kosmos v důsledku Velkého třesku expanduje. Prostor, který se rozšiřuje, nemůže rotovat - a Gödelovo řešení tím pádem není možné.

Jiní badatelé nicméně konstruují hypotetické stroje času, které spočívají ve stejných principech. Kupříkladu novozélandský matematik Roy Kerr našel v roce 1963 řešení pro Einsteinovy rovnice, které poukazují na existenci rotujících černých děr s nezvyklými vlastnostmi. Doposavad bylo uvažováno, že se kolabující hvězda scvrkne na konci svého života na nekonečně malý bod. Kerrova černá díra se proti tomu zachová zcela jinak: v momentě svého zániku by se nezřítila do sebe, nýbrž by vytvořila prstenec z neutronů. Přitažlivost v něm by byla stejně velká jako v normální černé díře. Pod jejím vlivem by však měl neutronový prstenec kolabovat. Aby se tomu zabránilo, musel by velmi rychle rotovat a odstředivá síla by působila proti kolapsu. Tímto způsobem by pak ale vznikla hvězdná brána: astronaut, který proletí prstencem, by se dostal do cizího vesmíru. Říká se tomu Kerrův tunel.

Fyzik Paul Harpern ze State University of New York zkoušel, zda se kerrovým tunelem dá skutečně projít. K tomuto účelu vytvořil postavu Unfall-Dummys Floyd G, Nevish (smolaře Nevishe), jehož dobrodružství popisuje ve své knize Díry v kosmu. Při své první testovací jízdě se chce Nevish se svou kosmickou lodí ponořit do černé díry o váze kolem 700násobku sluneční hmotnosti. Avšak gravitační síla, která tam panuje, šíleně smělého pilota rozdrtí. S rotující černou dírou o váze deseti miliónů násobků sluneční hmotnosti měl Floyd nakonec zřejmě více štěstí. Nepoškozen může letět do prstencové singularity, ale pak umírá. Kerrovy tunely jsou totiž nestabilní a jsou ničeny už nejmenšími poruchami, jakými je i vniknutí kosmické lodi, takže není reálné, aby byly stroji času.

Další stavební plán navrhl v roce 1974 americký profesor fyziky Frank Tipler. Jádrem jeho stroje času je extrémně tenký cylindr z matérie, který obsahuje tolik hmoty jako celá naše Mléčná dráha. Cylindr je uveden do hyperrychlé relativní rotace, a Tiplerův stroj času je hotov: dovoluje cestovat jak do budoucnosti, tak i do minulosti. Podle toho, zda se temponaut pohybuje podél cylindru ve směru, nebo proti směru rotace, dospěje v čase dopředu, nebo zpět. Tipler našel řešení všeobecné teorie relativity, které popisuje smyčku kolem cylindru, kterou by se v čase mohly pohybovat částice. Ovšem cylindr by musel být nekonečně dlouhý, což praktickou realizaci zcela jistě vylučuje. Jiná myšlenka by byla seřadit asi 200 neutronových hvězd, aby tvořily cylindr o průměru asi 20 kilometrů a alespoň 4000 kilometrů dlouhý. Nyní by se ale hvězdy musely tak zrychlit, aby se pohybovaly synchronně a přinejmenším polovinou rychlostí světla, jinak by cylindr mohl kolabovat. Podle Tiplera by se musela kosmická loď na sofistikované spirálovité dráze přibližovat ke středu cylindru. Podle místa a rychlosti by pak byla vržena v čase dopředu či dozadu. Mohla by dokonce přistát v nějaké vzdálené galaxii.

Podobným způsobem by mohly fungova takzvané kosmické stringy (nezaměňovat s elementárními částicemi strunové teorie). Jsou to defekty v časoprostoru, které vznikly krátce po Velkém třesku, když se v důsledku fázových přechodů rozštěpila prasíla kosmu na čtyři dnes známé přírodní síly. Stringy se podobají trhlinám v ledu, které vzniknou, jakmile zamrzne voda. Jeden string je extrémně tenké vlákno, které se vlnovitě pohybuje vesmírem. Může být dlouhé mnoho světelných let (nebo dokonce dosáhnout kosmologické dimenze), o průměru, který je menší než atom vodíku. Na úseku o délce šesti kilometrů by měl tolik hmoty jako celá zeměkoule. Dva stringy, které kolem sebe rotují přibližně rychlostí světla, by strukturu časoprostoru natolik pohltily, že by kosmická loď po průletu kolem tohoto svazku ve správné vzdálenosti byla vymrštěna do minulosti. V tomto případě by ale stringy musely být nekonečně dlouhé, jinak by kolabovaly k černým dírám. A zároveň nikdo neví, zda kosmické stringy vůbec existují.

Jednu z dalších možností by mohly nabídnout takzvané tachyony. Jsou to hypotetické částice, které stále kolem dokola víří nadsvětelnou rychlostí, což způsobuje, že letí v čase pozpátku. Efekt demonstroval před několika lety kolínský profesor fyziky Günter Nimtz. Vyslal mikrovlny přes dutý vodič. Proletěly jím zdánlivě bez ztráty času, při některých experimentech vyšly dokonce ven zdánlivě dříve, než byly vůbec vyslány. Od prvního pohledu je však zřejmé, že tyto pokusy a jejich interpretace jsou velmi sporné.

S cestami do minulosti však souvisí jeden problém: mohou porušit kauzalitu. aby to ozřejmili, vymysleli fyzici některé paradoxy. Možná nejznámějším je paradox dědečka: jeden cestující časem letí do minulosti a zabije svého vlastního dědečka. Narodí se pak vůbec? Nebo muž bez minulosti: mladý vynálezce se marně pokouší postavit stroj času. Náhle se z nicoty vynoří starší muž a předá mládenci plány. Ten podle nich postaví stroj. Jako starý muž pak cestuje do minulosti, aby svému mladšímu já vysvětlil, jak se nechají překlenout bariéry času. Odkud tedy pak pochází idea pro stavbu stroje času? Odpověď by mohl dát Everettova teorie mnoha světů. Podle ní se odehrává minulost, do níž člověk cestuje v paralelním vesmíru. Tato idea však má své vlastní záludnosti: pro cestovatele by bylo nemožné vrátit se do své původní vlastní minulosti.

Uskuteční se tedy cesty časem? Jak to vypadá, postavila příroda svou laťku hodně vysoko. Ale nakonec to možná budeme 12. prosince 2012 vědět lépe.

Zdroj: Michael Odenwald, Brána do vesmíru


komentářů: 0         



Komentáře (0)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_