Een aan lager wal geraakte uitvinder slaagt er op het laatst in om zijn grote droom waar te maken: een werkende tijdmachine. Met akelige gevolgen…
Deze korte film bevat een logische paradox (welke?). Een van de redenen waarom tijdreizen onmogelijk wordt geacht is het ontstaan van dit soort logische paradoxen. Een ander interessant facet is dat deze loeispannende minithriller met een minimaal budget is gemaakt. Filmmaken was nog nooit zo binnen bereik van goede amateurs. Een tijdmachine brengt veel paradoxen met zich mee.
New Scientist maakte dit korte animatiefilmpje over de natuurkundige (on) mogelijkheden om tijd te reizen. Volgens veel natuurkundigen is tijdreizen mogelijk, onder bepaalde strenge voorwaarden, en zouden we een tijdmachine met toekomstige technieken kunnen bereiken.
Tijdreizen blijft problemen opleveren qua causaliteit. Denk aan de bekende grootvaderparadox: als je je eigen grootvader vermoordt voordat je wordt geboren, maak je je bestaan, en dus tijdreis, onmogelijk. Het enige geval van tijdreizen dat bekend is, op kwantumschaal, heeft strenge randvoorwaarden die in feite voorkomen dat informatie naar het verleden reist. Als tijdreizen mogelijk zal zijn, zul je dus waarschijnlijk terechtkomen in een parallel heelal. Als je dan je grootvader vermoordt, maak je alleen het jezelf in de spiegel kijken onmogelijk. Tenzij je psychopaat bent, natuurlijk.
Ontsnappen naar het verleden
Tijdreizen heeft nog een aantrekkelijke kant. We zitten opgesloten in een heelal met, zo zeggen sommige theorieën, een eindige levensduur. We zouden zo kunnen ontsnappen uit het heelal. Als we met een tijdmachine naar een tijdstip vóór de Big Bang zouden kunnen reizen, zouden we in een multiversum terecht komen met mogelijk allerlei onvoorstelbare mogelijkheden, zoals het creëren van je eigen heelal, dat je bijvoorbeeld eeuwigdurend zou kunnen maken door de beginvoorwaarden te tweaken. Althans in het heelal waarin we nu leven, is dit volledig in strijd met de natuurkunde van nu. Wel kunnen we wellicht direct uit dit heelal naar een ander heelal reizen, wat zeer spectaculaire mogelijkheden zou openen, los van tijdreizen.
In feite reizen we terug in de tijd, door herinneringen en opgeslagen informatie. Wel kunnen we dit verleden niet meer veranderen, Het is natuurlijk een feit dat we veel nog niet weten, en dat daarom enige bescheidenheid ons zou sieren.
Ongeveer zo stelde H.G. Wells zich een tijdmachine voor in zijn roman The Time Machine.
Al tientallen jaren heerst er een epidemie van ontvoeringen door buitenaardsen. Althans, van getuigen die beweren ontvoerd te zijn door ongure humanoïde wezens. Bruce Goldberg, een Amerikaanse voormalige tandarts, nu hypnotherapeut, komt nu met een nieuwe theorie om de herkomst van de veronderstelde aliens te verklaren. Zijn de in ufo-getuigenverslagen geregeld figurerende “greys” onze verre nakomelingen?
Hoe zou de mens er in de verre toekomst uitzien?
Vergeleken met onze voorouders Australopithecus, Homo ergaster en Homo erectus, is de “wijze, wijze” mens anatomisch behoorlijk verschillend. Onze hersenmassa is groter, we zijn minder gespierd, hebben kleinere kaken, fijnere handen. Dit stelt ons in staat meer na te denken (waarmee niet gezegd is dat we dat ook doen) en beter gereedschappen te hanteren, dan onze eerdere uitvoeringen. Hiermee namen we de wereld over. Uiteraard stopt de evolutie niet; sterker nog: het lijkt erop dat de laatste tienduizend jaar de menselijke evolutie zelfs sneller gaat. Als de menselijke biologische evolutie doorzet, zouden we minder gespierd zijn, grotere ogen hebben en een groter hoofd. Kortom: meer weg hebben van de roemruchte “greys” dan nu. Vanzelfsprekend is het de vraag of dit gaat gebeuren. Op dit moment is de meest logische uitkomst, dat de mens als soort overstapt op een niet-biologische drager. Biologische lichamen zijn onpraktisch. Ze zijn ziekte- en storingsgevoelig, zwak, lastig te repareren en vrijwel niet te upgraden.Komen de “greys”, een steeds terugkerend onderdeel van UFO-legenden, in werkelijkheid uit de toekomst?
Wat zijn de mogelijkheden voor tijdreizen?
Op kwantumniveau is tijd volledig omkeerbaar. Materie die terug in de tijd reist, is, stelt het standaardmodel, antimaterie. Positronen zijn in wezen elektronen die terugreizen in de tijd. Alle natuurwetten zijn volledig omkeerbaar in de tijd, met twee uitzonderingen. De Tweede Hoofdwet van de thermodynamica stelt dat de entropie in de tijd altijd toeneemt en in 1964 is CP-schending ontdekt. Dat wil zeggen dat je van een deeltje niet tegelijkertijd lading en bewegingsrichting om kan keren zonder dat het zich anders gaat gedragen. CP-schending treedt alleen op bij de alleen bij radioactiviteit relevante zwakke wisselwerking, niet bij de elektromagnetische kracht en de sterke kernkracht, die in het dagelijks leven verreweg het belangrijkst zijn. In theorie is het denkbaar om met extreem grote hoeveelheden, denk aan de energieproductie van de complete zon gedurende een microseconde, absurd zorgvuldig gemikte elektromagnetische straling een menselijk lichaam te fabriceren, dat een spiegelbeeld in antimaterie bezit. Beide kopieën zouden dan vooruitreizen in de tijd, vanuit onze waarneming. Vanuit de waarneming van de antimaterie-persoon zou deze mogelijk terugreizen in de tijd. Mogelijk, omdat we niet weten niet hoe antimaterie zich macroscopisch gedraagt. De tijd waarop de antimaterie-kopie terugkeert, is echter de tijd van nu. Terugreizen naar het verre verleden vanaf nu, of vanuit de verre toekomst naar een meer primitief tijdperk, is volgens deze methode onmogelijk. Maar mogelijk zijn er andere methoden, die we nog niet kennen. Een plausibeler variatie zou zijn: een mens uit een parallel universum waarin de tijd sneller gaat dan hier.
Waarom zou een wezen uit de toekomst mensen willen ontvoeren?
De verhalen over buitenaardse fokprogramma’s worden inderdaad iets plausibeler, als de “aliens” onze verre nakomelingen zouden zijn. Hiermee delen we immers de biologische basis en zijn we nauw verwant. Wie weet beschikken wij nog over bepaalde resistenties, of een puurder biologisch grondpatroon, waar zij niet meer over beschikken. Zoals plantenveredelaars graag Vavilovcentra van cultuurgewassen afkammen naar wilde varianten, zou iemand die aan menselijke genetica wil knutselen, dat ook willen doen met de menselijke soort. Wellicht vinden ze het seksueel opwindend om de liefde te bedrijven met een verre voorouder. Maar ook hier blijkt bij nadere beschouwing de onzinnigheid. Een soort die een complete zon kan aftappen en kan tijdreizen, is zeker in staat om met supercomputers zelf dit soort probleempjes op te lossen. Onze biologen doen dat nu al. Conclusie: ook dit amusante verhaal komt waarschijnlijk uit de koker van iemand, die op een makkelijke manier veel geld wil verdienen aan goedgelovige, wanhopige mensen.
We reizen allen door de tijd. Vooruit in de tijd reizen is niet erg moeilijk. Een kwestie van blijven leven. Maar hoe reis je achteruit in de tijd? In deze video drie makkelijke manieren en drie moeilijker manieren (zeg maar gerust: op dit moment praktisch onmogelijk, alhoewel fysisch, denken veel natuurkundigen, mogelijk) om door de tijd te reizen.
Zullen we terug kunnen reizen naar de tijd van de reuzenschorpioenen, de Neanderthaler of Jezus Christus? Ontdek het in deze video…
Tijdreizen is in ons universum, voorzover we dat kunnen vaststellen, een onmogelijkheid.
Maar wat als het universum een heel andere vorm zou hebben dan het onze? Dan verandert de zaak totaal.
De Duitse kosmoloog Wolfgang Schleich en zijn collega’s van de universiteit van Ulm hebben het scenario wiskundig uitgewerkt en het resultaat verfilmd. Maak een reis door de bizarre alternatieve werelden waar ruimtetijd heel anders is dan hier….
Van National Geographic deze keer, een video met een korte samenvatting van manieren waarop we – volgens de huidige natuurkundige theorieën – door de tijd zouden kunnen reizen. Weliswaar verbiedt Einsteins speciale relativiteitstheorie reizen sneller dan de lichtsnelheid (althans: dan wordt de tijdlijn imaginair), maar het is wel mogelijk (volgens de algemene relativiteitstheorie) om door een zogeheten wormgat te reizen.
Hiermee kan je sneller dan het licht reizen, mar er is nog een absurde mogelijkheid. Als je één uiteinde van het wormgat versnelt,krijg je namelijk een tijdverschil. In theorie zou er zo een reis door de tijd mogelijk zijn…
Toegegeven: je moet er voor in de snaartheorie en Higgsdeeltjs geloven, maar de theorie van fysici Tom Weiler en Choi Man Ho is, als deze klopt, baanbrekend: de enorme versneller LHC zou de eerste tijdmachine ter wereld zijn. Voor steriele neutrino’s, althans.
Treurig snarenspel
Het gaat niet echt goed met de snaartheorie. Ooit bejubeld als de theorie van alles, heeft de theorie in de veertig jaar dat deze bestaat, een indrukwekkende brij aan wiskundige formules opgeleverd, maar weinig concrete, toetsbare resultaten. Ook met het vinden van het Higgsdeeltje, met de bombastische bijnaam The God Particle, wil het niet vlotten. Zelfs het gecombineerde geweld van het Tevatron en de Large Hadron Collider, de twee grootste versnellers ter wereld, heeft nog geen levensteken van het Higgsdeeltje opgeleverd.
Tijdreizen
De theorieën uit het snaarkamp blijven niettemin nog steeds even woest.
Tijdreizen. Zal het ooit lukken? Volgens twee snaartheoretici doen we het al...
Het nieuwste bedenksel, uit de koker van neutrino-onderzoekers en snaartheoretici Tom Weiler en Chiu Man Ho, is, moet eerlijk toegegeven worden, spectaculair en visionair wat betreft de reikwijdte. Een groot deel van de tijd is de LHC bezig protonen zo hard tegen elkaar te beuken dat er biljoenen elektronvolt aan energie vrijkomt. Dat levert een ware regen aan deeltjes op, waartussen, hopen de LHC-experimentatoren, het langverwachte Higgsdeeltje zit (volgens de laatste schattingen moet de massa van het Higgsdeeltje rond de 0,1-0,2 TeV liggen, dat is een paar procent van wat de LHC maximaal aan energie op kan wekken). Het Higgsdeeltje kan verklaren waarom deeltjes massa hebben, vinden de Higgs-gelovigen, doordat het zou kleven aan alle deeltjes waarvan de massa is gemeten.
Je grootvader vermoorden kan niet, een boodschap sturen wel
Volgens sommige varianten van de snaartheorie komt er bij de botsingen zoals in het LHC, naast het hypothetische Higgsdeeltje, ook een Higgs singlet vrij. Volgens Weiler en Ho kunnen deze singlets zowel terug als vooruit in de tijd reizen via een vijfde dimensie. Het Higgs singlet zou alleen op de zwaartekracht reageren. Daarom is het onmogelijk om met dit Higgsdeeltje terug te reizen in de tijd en, bijvoorbeeld, je grootvader te vermoorden (of een overleden popster, als je je doodergert aan zijn muziek), stelt Weiler. Wel kunnen volgens hem wetenschappers boodschappen naar het verleden sturen (wat uiteraard ook moordinstructies op je grootvader kunnen zijn. Foutje, bedankt).
Neutrino’s sneller dan het licht
Weiler begon zich in tijdreizende deeltjes te verdiepen toen hij op bepaalde neutrino-anomalieën stuitte. Hij kon die, stelt hij, verklaren door aan te nemen dat er steriele neutrino’s door een extra vijfde dimensie sneller dan het licht bewogen. Als je je referentieframes slim kiest, betekent sneller dan het licht reizen in bepaalde gevallen: terug in de tijd reizen. Neutrino’s zijn als uiterst ongrijpbaar sowieso al berucht onder experimentatoren: neutrinotelescopen zijn extreem grote bassins waar uiterst gevoelige detectoren signalen in proberen te vinden. Steriele neutrino’s zijn hypothetische neutrino’s die alleen door hun zwaartekrachtsinvloed te detecteren zijn. Kortom: het zou nog wel eens heel lang kunnen duren voor de mooie theoretische bedenksels van beide heren dor middel van een experiment kunnen worden getoetst…
Recent theoretisch onderzoek wijst er op dat het mogelijk is kwantumtoestanden door de tijd te transporteren. Is tijdreizen een stuk dichterbij gekomen? Vast staat in ieder geval dat op kwantumschaal ruimte en tijd minder absoluut zijn dan tot nu toe gedacht.
Kwantumverstrengeling
Kwantumverstrengeling (quantum entanglement) is het raadselachtigste kwantumverschijnsel. Het blijkt namelijk mogelijk twee of meer kwantumdeeltjes met elkaar te verstrengelen. Het gevolg: bij een meting gedragen ze zich alsof het om hetzelfde deeltje gaat. Dat wil zeggen: wordt van het ene deeltje bijvoorbeeld de spin (draairichting) gemeten, dan ligt die van het andere deeltje ook plotseling vast. Ook al bevindt zich dat deeltje aan de andere kant van het heelal. Wat de oorzaak is van het verschijnsel, weten natuurkundigen na tachtig jaar nog steeds niet. Wel is ondertussen na diverse experimenten komen vast te staan dat kwantumverstrengeling zoals voorspeld door de kwantummechanica inderdaad bestaat en zich precies zo gedraagt als voorspeld.
Kwantumverstrengeling tussen deeltjes gescheiden door afstand is reeds aangetoond en ook wiskundig goed beschreven. In een groot aantal proeven met fotonen en andere deeltjes is aangetoond dat metingen aan verstrengelde deeltjes inderdaad statistisch correleren, zelfs bij afstanden van honderden kilometers.
Met een nieuwe ontdekking door de fysisch theoretici S. Jay Olson en zijn collega Timothy C. Ralph van de universiteit van Queensland in Australië blijkt niet alleen kwantumteleportatie door de ruimte, maar ook door de tijd mogelijk.
Zouden we onszelf naar de toekomst kunnen sturen via kwantumteleportatie?
Met kwantumteleportatie bedoelen fysici dat ze de kwantumtoestand van het ene deeltje overbrengen, ’teleporteren’ naar een ander deeltje. Het gevolg is dat het andere deeltje de identiteit overneemt van het ene deeltje. Als deeltje A verstrengeld is met deeltje B, en de kwantumtoestand van deeltje A wordt overgebracht op deeltje C, dan is plotseling niet meer deeltje A, maar deeltje C verstrengeld met B. M.a.w. als iets aan deeltje C gemeten wordt, verandert er iets aan deeltje B (waar dat eerst niet zo was).
Tot nu toe is dat alleen gelukt door de ruimte. Olsen en Ralph hebben nu aangetoond dat het ook door de tijd kan, met andere woorden een kwantumtoestand kan van het verleden naar de toekomst worden geteleporteerd. Dit moet op een exact tijdstip, bijvoorbeeld het deeltje kwart voor twaalf en het geteleporteerde deeltje kwart over twaalf. De geteleporteerde informatie reist op klassieke wijze met bijvoorbeeld een foton naar het deeltje in de toekomst, waarop de kwantumtoestand wordt overgebracht.
Praktische toepassingen
Als de overbrengende deeltjes stilgezet kunnen worden of gekloond, komt de fameuze Star Trek replicator (producten met een druk op de knop maken) binnen bereik. Je hoeft alleen maar een kwantumkopie op te slaan van he object dat je wilt klonen. Wel moeten er uiteraard host-deeltjes beschikbaar zijn om de kwantumtoestanden op over te brengen. Je kan op die manier ook kwantummechanisch gesproken exacte kopieën maken van objecten (gesteld dat je hun kwantumtoestand exact deeltje voor deeltje zou kunnen aftappen en opslaan).
ArXivBlog is voorzichtiger en veronderstelt dat misschien het langer bewaren van instabiele deeltjes op die manier mogelijk is. Inderdaad is uit eerder onderzoek bekend dat door voortdurende metingen zeer snel uiteenvallende deeltjes langer in leven blijven. Voorlopig zal het hier ook wel bij blijven. De techniek om de afgrijselijk grote hoeveelheid informatie die alle kwantumtoestanden van zelfs een klein voorwerp voorstellen op te slaan is er nog lang niet.
