in 2009 hield de Britse natuurkundige Stephen Hawking een feest voor tijdreizigers-de twist was dat hij de invites een jaar later stuurde. Er kwamen geen gasten.)
reizen naar het verleden is waarschijnlijk onmogelijk. Zelfs als het mogelijk was, Hawking en anderen hebben betoogd dat je nooit terug kon reizen voordat het moment dat je tijdmachine werd gebouwd.
maar reizen naar de toekomst? Dat is een ander verhaal.
natuurlijk zijn we allen tijdreizigers omdat we meegesleurd worden in de stroom van de tijd, van verleden tot toekomst, met een snelheid van één uur per uur.
maar, net als bij een rivier, stroomt de stroom met verschillende snelheden op verschillende plaatsen. De wetenschap zoals wij die kennen maakt het mogelijk om verschillende methoden om de fast-track in de toekomst te nemen. Hier is een overzicht.
Speed
Dit is de makkelijkste en meest praktische manier om naar de verre toekomst te gaan – ga echt snel.
volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie vertraagt de tijd voor u ten opzichte van de buitenwereld wanneer u reist met snelheden die de lichtsnelheid benaderen.
Dit is niet alleen een vermoeden of gedachte – experiment-het is gemeten. Met behulp van twee atoomklokken (één gevlogen in een straalvliegtuig, de andere stilstaand op aarde) hebben natuurkundigen aangetoond dat een vliegende klok langzamer tikt, vanwege zijn snelheid.
voor het vliegtuig is het effect minuscuul. Maar als je in een ruimteschip zat dat met 90% van de lichtsnelheid Reed, zou je de tijd 2,6 keer langzamer zien verlopen dan op aarde.
en hoe dichter je bij de lichtsnelheid komt, hoe extremer de tijdreis.De hoogste snelheden die door menselijke technologie worden bereikt zijn waarschijnlijk de protonen die rond de Large Hadron Collider suizen met 99,9999991% van de lichtsnelheid. Met behulp van speciale relativiteit kunnen we een seconde berekenen voor het proton is gelijk aan 27.777.778 seconden, of ongeveer 11 maanden, voor ons.Het is verbazingwekkend dat deeltjesfysici rekening moeten houden met deze tijdsdilatatie wanneer ze te maken hebben met deeltjes die bederven. In het lab verdwijnen muondeeltjes meestal in 2,2 microseconden. Maar snel bewegende muons, zoals die ontstaan wanneer kosmische stralen de bovenste atmosfeer raken, doen er tien keer langer over om te desintegreren.
zwaartekracht
de volgende methode is ook geïnspireerd door Einstein. Volgens zijn algemene relativiteitstheorie, hoe sterker de zwaartekracht je voelt, hoe langzamer de tijd beweegt.
als je bijvoorbeeld dichter bij het middelpunt van de aarde komt, neemt de kracht van de zwaartekracht toe. De tijd loopt langzamer voor je voeten dan voor je hoofd.
ook dit effect is gemeten. In 2010 plaatsten natuurkundigen van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) twee atoomklokken op de planken, een 33 centimeter boven de andere, en maten het verschil in tikkingssnelheid. De onderste tikte langzamer omdat het een iets sterkere zwaartekracht voelt.
om naar de verre toekomst te reizen, hebben we alleen een gebied met extreem sterke zwaartekracht nodig, zoals een zwart gat. Hoe dichter je bij de event horizon komt, hoe langzamer de tijd beweegt – maar het is riskante zaken, steek de grens over en je kunt nooit ontsnappen.
en hoe dan ook, het effect is niet zo sterk dus het is waarschijnlijk niet de moeite waard.Aangenomen dat je over de technologie beschikt om de grote afstanden af te leggen om een zwart gat te bereiken (het dichtstbijzijnde is ongeveer 3000 lichtjaar verwijderd), zou de tijddilatatie door het reizen veel groter zijn dan elke tijddilatatie door het zwarte gat zelf.
(de situatie beschreven in de film Interstellar, waar een uur op een planeet in de buurt van een zwart gat het equivalent is van zeven jaar terug op aarde, is zo extreem dat het onmogelijk is in ons universum, volgens Kip Thorne, wetenschappelijk adviseur van de film.)
het meest geestverruimende is misschien wel dat GPS-systemen rekening moeten houden met tijdsuitbreidingseffecten (zowel door de snelheid van de satellieten als door de zwaartekracht die ze voelen) om te kunnen werken. Zonder deze correcties, uw telefoons GPS-mogelijkheid zou niet in staat zijn om uw locatie op aarde te lokaliseren, zelfs niet binnen een paar kilometer.
schijndood
een andere manier om naar de toekomst te reizen kan zijn om uw waarneming van de tijd te vertragen door uw lichamelijke processen te vertragen of te stoppen en deze later opnieuw op te starten.
bacteriële sporen kunnen miljoenen jaren leven in een staat van schijndood, totdat de juiste omstandigheden van temperatuur, vocht en voedsel hun metabolisme weer op gang brengen. Sommige zoogdieren, zoals beren en eekhoorns, kunnen hun stofwisseling tijdens de winterslaap vertragen, waardoor de behoefte van hun cellen aan voedsel en zuurstof drastisch wordt verminderd.
zouden mensen ooit hetzelfde kunnen doen?Hoewel het volledig stoppen van uw metabolisme waarschijnlijk veel verder gaat dan onze huidige technologie, werken sommige wetenschappers aan het induceren van een kortdurende winterslaap die minstens een paar uur duurt. Dit kan net genoeg tijd zijn om een persoon door een medische noodsituatie, zoals een hartstilstand, te krijgen voordat ze het ziekenhuis kunnen bereiken.
in 2005 toonden Amerikaanse wetenschappers een manier aan om het metabolisme van muizen (die niet overwinteren) te vertragen door ze bloot te stellen aan minuscule doses waterstofsulfide, dat zich bindt aan dezelfde celreceptoren als zuurstof. De lichaamstemperatuur van de muizen daalde tot 13 °C en het metabolisme daalde 10-voudig. Na zes uur konden de muizen worden gereanimeerd zonder nadelige effecten.
helaas waren soortgelijke experimenten met schapen en varkens niet succesvol, wat erop wijst dat de methode misschien niet werkt voor grotere dieren.
een andere methode, die een onderkoelde winterslaap induceert door het bloed te vervangen door een koude zoutoplossing, heeft gewerkt bij varkens en ondergaat momenteel klinische proeven bij mensen in Pittsburgh.
wormgaten
algemene relativiteit maakt ook de mogelijkheid mogelijk om snelkoppelingen door de ruimtetijd te maken, bekend als wormgaten, die afstanden van een miljard lichtjaar of meer of verschillende tijdspunten kunnen overbruggen.Veel natuurkundigen, waaronder Stephen Hawking, geloven dat wormgaten constant in en uit het bestaan komen op kwantumschaal, veel kleiner dan atomen. De truc zou zijn om er een te vangen en op te blazen tot menselijke schalen – een prestatie die een enorme hoeveelheid energie zou vereisen, maar die misschien gewoon mogelijk is, in theorie.
pogingen om dit te bewijzen zijn mislukt, uiteindelijk vanwege de incompatibiliteit tussen de algemene relativiteitstheorie en de kwantummechanica.
met behulp van licht
een ander idee, naar voren gebracht door de Amerikaanse natuurkundige Ron Mallet, is om een roterende lichtcilinder te gebruiken om de ruimtetijd te verdraaien. Alles wat in de kolkende cilinder valt, kan theoretisch in de ruimte en in de tijd worden meegesleurd, op een vergelijkbare manier als hoe een bel op je koffie rondloopt nadat je hem met een lepel hebt gedraaid.Volgens Mallet zou de juiste meetkunde kunnen leiden tot tijdreizen naar het verleden en de toekomst.Sinds de publicatie van zijn theorie in 2000 probeert Mallet geld bijeen te brengen voor een proof of concept experiment, waarbij neutronen worden gedropt door een cirkelvormige opstelling van draaiende lasers.
zijn ideeën hebben echter niet de rest van de natuurkundegemeenschap gegrepen, terwijl anderen argumenteerden dat een van de veronderstellingen van zijn basismodel wordt geteisterd door een singulariteit, wat natuurkunde-spreek voor “het is onmogelijk”is.