Un fizician anunță că a rezolvat „paradoxul bunicului”, făcând posibilă călătoria în timp. Ce soluție a găsit pentru infama enigmă

Călătoria în timp a fost mult timp considerată imposibilă, în parte din cauza infamului „paradox al bunicului”. Această enigmă întreabă ce s-ar întâmpla dacă cineva ar călători înapoi în timp și și-ar împiedica bunicul să aibă copii, ștergând astfel existența călătorului. Cu toate acestea, un nou studiu ar putea rezolva această problemă, potrivit Live Science.

Prin combinarea relativității generale, a mecanicii cuantice și a termodinamicii, studiul demonstrează că o călătorie în timp ar putea fi fezabilă fără a conduce la aceste contradicții logice.

Fizica buclelor de timp

Înțelegerea noastră cotidiană a timpului este înrădăcinată în fizica newtoniană, în care evenimentele progresează liniar din trecut spre viitor. Dar teoria generală a relativității a lui Einstein, finalizată în 1915, pune la îndoială această presupunere intuitivă. Teoria relevă faptul că țesătura spațiu-timp se poate comporta în moduri care sfidează simțul comun, după cum demonstrează fenomene precum găurile negre. Una dintre cele mai fascinante predicții ale sale este existența potențială a curbelor temporale închise - trasee prin spațiu-timp care se întorc pe ele însele, permițând teoretic unui călător să revadă trecutul.

„În relativitatea generală, toate formele de energie și impuls acționează ca surse de gravitație - nu doar masa”, a declarat autorul studiului, Lorenzo Gavassino, fizician la Universitatea Vanderbilt, pentru LiveScience. „Aceasta înseamnă că, dacă materia se rotește, ea poate „trage” spațiu-timpul cu ea. Deși acest efect este neglijabil pe planete și stele, ce s-ar întâmpla dacă întregul univers s-ar roti?”

Într-un univers în care toată materia se rotește, spațiu-timpul ar putea deveni atât de deformat încât timpul se îndoaie efectiv pe sine, formând o buclă. O navă spațială care călătorește de-a lungul unei astfel de bucle ar putea teoretic să se întoarcă la punctul de plecare, nu doar în spațiu, ci și în timp. Deși universul nostru în ansamblu nu pare să se rotească în acest fel, masele rotative - cum ar fi găurile negre - pot produce efecte similare, creând medii potențiale pentru curbe temporale închise.

Paradoxurile călătoriei în timp. Ce este entropia

Una dintre cele mai mari provocări ale călătoriei în timp constă în paradoxurile pe care le creează. Paradoxul bunicului este doar un exemplu. Aceste probleme apar deoarece presupunem că legile termodinamicii, legile care guvernează căldura și energia, ar funcționa normal într-o buclă temporală.

„De fapt, legea creșterii entropiei - o mărime termodinamică care măsoară gradul de dezordine dintr-un sistem - este singura lege a fizicii care face distincția între trecut și viitor”, a declarat Gavassino. „Din câte știm noi, entropia este singurul motiv pentru care ne amintim evenimentele trecute și nu le putem prezice pe cele viitoare.”

Entropia guvernează multe dintre experiențele noastre zilnice, de la modul în care îmbătrânesc corpurile noastre până la modul în care procesăm amintirile. Chiar și acțiunile simple, cum ar fi mersul pe jos, se bazează pe frecare, care în sine crește entropia. Așadar, cum s-ar comporta aceste procese pe o buclă temporală?

„Creșterea entropiei este motivul pentru care murim. Ce se întâmplă când inversezi moartea?”

Cercetarea lui Gavassino, publicată pe 12 decembrie 2024 în revista Classical and Quantum Gravity, oferă o soluție interesantă. Inspirându-se din lucrările fizicianului Carlo Rovelli, el a demonstrat că comportamentul termodinamicii se schimbă fundamental pe o curbă temporală închisă. Pe o astfel de buclă, apar fluctuații cuantice care pot șterge entropia - un proces fundamental diferit de ceea ce experimentăm în viața de zi cu zi.

Aceste fluctuații ar putea avea efecte dramatice asupra unui călător în timp. De exemplu, pe măsură ce entropia scade, amintirile unei persoane ar putea dispărea, iar îmbătrânirea s-ar inversa. „Creșterea entropiei este motivul pentru care murim. Ce se întâmplă când inversezi moartea?” a întrebat Gavassino. Acest fenomen ar putea chiar face ca evenimentele ireversibile, cum ar fi uciderea bunicului cuiva, să fie temporare într-o buclă temporală, anulând paradoxul cu totul.

„Majoritatea fizicienilor și filosofilor din trecut au susținut că, dacă există călătoria în timp, natura va găsi întotdeauna o modalitate de a preveni situațiile contradictorii”, a spus Gavassino. „A fost introdus un „principiu de autoconsistență”, sugerând că totul ar trebui să se alinieze pentru a crea o poveste coerentă din punct de vedere logic. Lucrarea mea oferă prima derivare riguroasă a acestui principiu de autoconsistență direct din fizica stabilită. Mai exact, am aplicat cadrul standard al mecanicii cuantice - fără postulate suplimentare sau ipoteze controversate - și am demonstrat că autoconsistența istoriei rezultă în mod natural din legile cuantice.”

Implicații teoretice și practice

Deși descoperirile lui Gavassino oferă un cadru teoretic convingător pentru călătoria în timp, întrebarea rămâne: Există cu adevărat curbe temporale închise în universul real?

Majoritatea fizicienilor sunt sceptici. În 1992, Stephen Hawking, de exemplu, a propus celebra „conjectură a protecției cronologiei”, sugerând că legile fizicii ar putea împiedica formarea buclelor temporale. Acest lucru ar putea implica faptul că spațiul-timp devine singular - sau se destramă - chiar înainte ca o buclă să poată fi creată.

Totuși, munca lui Gavassino este valoroasă pentru că împinge limitele înțelegerii noastre.

„Ceea ce mi se pare interesant la acest subiect este modul în care ne forțează să ne gândim la rolul entropiei în generarea experienței noastre cu universul, care este probabil subiectul meu preferat din toată fizica”, a declarat Hawking la acea vreme.

Chiar dacă buclele temporale nu există, înțelegerea și modelarea lor ar putea oferi informații despre fenomene reale. De exemplu, explorarea modului în care entropia reală evoluează și se comportă de-a lungul unei traiectorii închise la scară subatomică ar putea oferi informații fascinante despre comportamentul sistemelor subatomice și termodinamica acestora.