Er tidsreiser virkelig mulige?

Noen av dagens mest populære tv-serier handler om tidsreisefilosofi og kvantemekanikk, og ideene er ikke bare underholdende tv-vrøvl. Få den vitenskapelige bakgrunnen for mystikken i Lost og FlashForward – og lær hva som kreves for å reise i tiden.

Teorien bak tidsreiser

Relativitetsteorien:

Albert Einsteins relativitetsteori, som ble publisert i 1915, har endret vår oppfatning av tid, rom, masse og energi.

Det er relativitetsteorien som har lært oss at tidens gang endres under bevegelse, at lengder og samtidighet avhenger av observatørens fart, og at energi er en form for masse og omvendt.

Teoriens mange konsekvenser har vært prøvd i stor detalj, uten at teorien har vist svakhetstegn.

Teorien tar utgangspunkt i relativitetsprinsippet: At fysikkens lover må være de samme uansett forskjeller i bevegelse eller tyngdepåvirkning.

Relativitetsteorien består egentlig av to deler: den spesielle og den generelle relativitetsteorien. Den spesielle relativitetsteorien er en slags spesialtilfelle av den generelle relativitetsteorien, som ikke tar med tyngdekraften.

Kilde: Ulrik Uggerhøj. (Les mer om relativitetsteorien (PDF))

Kvantemekanikk:

Kvantemekanikken er en gren av fysikken som beskjeftiger seg med egenskapene til materien på atomnivå.

Den moderne kvantemekanikken kom til verden i 1925. Kvantemekanikken er et brudd med den tradisjonelle fysikken, som sier at vi alltid vil kunne forutsi hvordan et fysisk system vil oppføre seg hvis vi har en fullstendig kunnskap om systemet.

Kvantemekanikken bygger i stedet på sannsynligheter. Man snakker blant annet om at partikler kan være i «superposisjon», en slags tilstand hvor vi ikke har noen mulighet for å regne ut hvor de er, og derfor kan sies å være flere steder samtidig.

(Les mer om kvantemekanikken (PDF))
 

Spoiler alert!

Hvis du akkurat har kommet i gang med den populære amerikanske tv-serien Lost, og fremdeles tror du følger med i et enkelt Robinson Crusoe-melodrama, så bør du kanskje ikke lese videre.

Hvis du til gjengjeld, mer eller mindre forvirret, har fulgt med i seriens plott om tidsreiser, relativitetsteori og kvantemekanikk, eller hvis du bare vil vite hvordan man egentlig reiser i tiden, så les videre, for her kommer vitenskapen bak vanviddet.

Tidsreisefiksjon

Tidsreiser har lenge vært et tema i populærkulturen, fra H.G. Wells’ klassiker Tidsmaskinen fra 1895 til åttitallshiten Tilbake til fremtiden med Michael J. Fox.

To av de nyeste skuddene på stammen er tv-seriene Lost og FlashForward, og her ligger det tilsynelatende en masse vitenskap bak, når seriene bøyer tid og rom.

I Lost styrter en gruppe flypassasjerer på en øde øy. Øya er mer gåtefull enn den først gir ut seg for å være, og en mystisk, elektromagnetisk energi sender de forliste ut på reiser i både tid og rom.

Lost er nå inne i siste sesong i USA, og den nye tv-serien FlashForward er klar til å overta de mange millionene seere med interesse for tidsreiser og kvantemekanikk.

Er dette vitenskapelige åpenbaringer eller bare tv-vrøvl?

Tidsreiser er ikke umulige

Både i Lost og FlashForward er det kanskje viktigste premisset at mennesker kan reise i tiden. Et premiss som ligger svært langt fra vår dagligdagse forståelse av tid og rom, men som rent fysisk ikke kan avvises.

Det forteller Ulrik Uggerhøj, som er førsteamanuensis i fysikk ved Aarhus universitet og har skrevet en bok om å reise i tiden.

– Man kan dele tidsreisene inn i to: reiser fram i tiden og reiser tilbake i tiden. Og reiser fram i tiden kan godt finne sted, forklarer Uggerhøj.

Einsteins «spesielle relativitetsteori» har vist oss at tiden går langsommere for et objekt i bevegelse. Det betyr at hvis du beveger deg raskt gjennom verdensrommet, så går klokken din og aldringsprosessene dine langsommere enn de ville gjort på jorden.

Når man kommer tilbake til jorden er man for eksempel blitt to år eldre, mens alle andre er blitt 20 år eldre. På den måten kan man «spole fram» i tiden.

– Det fenomenet er temmelig grundig bevist i fysikken. Det med å reise tilbake i tiden, det er ikke like greit. Men det er ikke noen av fysikkens lover som sier at det ikke er mulig, forklarer Uggerhøj.

Et stykk ormehull og en masse negativ energi

Hvis man har planer om å bygge seg en tidsmaskin for å reise tilbake i tiden, så krever det ifølge Uggerhøj ett stykk ormehull, som må blåses opp i stor størrelse, og en enorm mengde negativ energi.

Og hvis vi vender tilbake til Lost, så kunne det vel se ut til at serien oppfyller Uggerhøjs krav: Hvis øya ikke ligger i Stillehavet, men er forbundet med Stillehavet ved hjelp av et sort hull, og hvis øyas elektromagnetiske energi i virkeligheten er negativ energi, så er det kanskje ikke så langt til fysikkens teoretiske tidsmaskin.

Det forklarer også hvordan Ben Linus kunne flytte øya på slutten av sesong fire – han flyttet ikke øya, han flyttet bare det sorte hullet som forbinder øya med Stillehavet.

– Men det krever blant annet at den negative energien, som vi for øvrig ikke vet hvordan man lager i passe store mengder, skal samles i et uhyre lite bånd på milliondeler av protondiametre ved ormehullets munning, forklarer Uggerhøj.

– Derfor er reiser tilbake i tiden mest et slags teoretisk leketøy, sier han.

Bestefar-paradokset

Men selv om man skaffet seg et ormehull og den mengden negativ energi som tidsmaskinen ville kreve, så ville man på et tidspunkt havne inn i det problemet som kalles «bestefarparadokset».

Logikken er som følger: Hvis tidsreiser er mulige, så kunne man ta seg tilbake i tiden og skyte bestefaren sin som barn. Og da ville man aldri selv bli født, noe som unektelig ville forhindre en i å reise tilbake i tiden og skyte ham.

I avslutningen av den siste sesongen av Lost følger vi noen av våre helter, som er endt opp i 1977. Her forsøker de å detonere en hydrogenbombe, for på den måten å forhindre en kommende elektromagnetisk hendelse som var skyld i at flyet deres styrtet i fremtiden.

Men hvis flyet aldri styrter, vil de aldri komme til øya, og på den måten vil de ikke ha muligheten til å sprenge bomben og forhindre flystyrten.

Det nødvendige bananskallet

Det paradokset kan gjøre de fleste svimle, og det har gjort mange skeptiske overfor tidsreiser. Men vitenskapen har faktisk et par mulige løsninger på problemet.

– En av mulighetene er det som er blitt kalt “det nødvendige bananskallet”, forklarer Uggerhøj.

(Illustrasjonsfoto: iStockphoto)
(Illustrasjonsfoto: iStockphoto)

– Dette henviser til en form for determinisme som betyr at fortiden aldri vil kunne endres på en slik måte at framtiden endres. Framtiden er fastlagt, og fortiden vil alltid føre til framtiden. Du vil alltid skli på et bananskall før du får skutt bestefaren din.

– Hvis du for eksempel forsøker å skyte en yngre versjon deg selv, så vil du få et problem med skulderen din når du skyter, og det vil resultere i at du treffer ditt yngre jeg i skulderen, og på den måten lager det såret som senere vil forårsake problemet med skulderen, forklarer Uggerhøj.

Mange verdener

En annen vitenskapelig gyldig løsning på paradokset er det som innen kvantemekanikken kalles ‘mange-verdener’-teorien. Ifølge den forgreiner universet seg hele tiden i utallige parallellunivers for hvert mulige utfall.

Det vil si at når du skyter bestefaren din, så starter du et helt nytt univers, hvor bestefaren din er død, og du aldri kommer til å eksistere. Men i det andre universet, hvor du opprinnelig kom fra, eksisterer du fremdeles.

– Dermed blir en tidsreise en slags reise mellom forskjellige parallelle univers, sier Uggerhøj.

Så hva skjedde da Juliette forsøkte å sprenge bomben i 1977 i Lost? Gled hun på et bananskall, eller startet hun et nytt univers? Det finner vi ut i sjette sesong av Lost.

Kvantemekanikken og Schrödingers katt

Både ‘mange verdener’-teorien og ‘det nødvendige bananskallet’ behandler spørsmålet om determinisme – om vi kan endre framtiden eller om skjebnen vår er fastlagt.

Det er også spørsmålet i FlashForward, hvor hele jordens befolkning opplever å reise et halvt år fram i tiden i 137 sekunder, for deretter å vende tilbake til nåtiden. Kan de endre den framtiden de har sett – eller vil framtiden alltid skje?

I serien hevder en forsker i kvantemekanikk at han kan forklare fenomenet ved å forklare kvantemekanikkens tankeeksperiment, «Schrödingers katt», som går slik:

En katt sitter i en lukket boks sammen med et stoff og en geigerteller, som kan måle om stoffet brytes ned. Hvis geigertelleren registrerer at stoffet brytes ned, utløses en giftgass som dreper katten. Om stoffet brytes ned eller ikke styres av kvantemekanikk.

– Tankeeksperimentet forteller oss ifølge Schrödinger at kattens tilstand først blir fastslått når vi ser ned i kassen. Inntil da er mulighetene åpne, så å si. På den måten kan man forestille seg at mens framtiden normalt er åpen, så blir den fastlagt så snart vi ser på den, sier Uggerhøj.

Tankeeksperimentet kan derfor muligens overføres på tidsreisen i FlashForward. Hvis konklusjonen er riktig, så kan nok ikke hovedpersonene våre gjøre seg håp noe om å endre framtiden.

– Man kan snakke om en slags tilbakekoblingsmekanisme. Akkurat som fortiden er deterministisk, så må framtiden være det også. Så snart noen opplever framtiden, så er framtiden allerede formet av at de har sett den, gjetter Uggerhøj.

Om å ikke forstå et kvekk

Fremdeles forvirret? Fortvil ikke!

Kvantemekanikk og relativitetsteori er kanskje vitenskapelig bevist. Men særlig kvantemekanikken går imot all vår intuitive logikk og all den erfaringen vi har fra vår fysiske verden, forklarer professor Benny Lautrup fra Niels Bohr-Institutet.

– Vi har utallige eksperimenter som bekrefter kvantemekanikken, men man kan ikke forklare den til folk. Man kan komme med analogier, men ingen av dem er egentlig riktige, forklarer Lautrup, som er professor i teoretisk fysikk.

Han regner selv med tre faser i forståelsen av kvantemekanikk.

– Først er man student. Man leser alle bøkene og synes man forstår dem. Så begynner man for alvor å arbeide med kvantemekanikk. Og så, etter man har arbeidet i 40 år, går det plutselig opp for en at man ikke forstår et kvekk likevel, sier professoren.

Fiksjonen prøver fysikkens grenser

Og selv om han mener at tv-serienes forestillinger om tidsreiser og kvantemekanikk er litt av en drøm, så synes han det er helt i orden at fiksjonen omgår fysikkens prinsipper.

– I dag har vi visuelle teknikker som kan skape troverdige cyberverdner og på den måten eksperimentere med fysikken og prøve noen av de paradoksene som er i vitenskapen, sier Lautrup, som selv synes at Avatar var en fremragende utprøving av vitenskapens og fantasiens grenser.

Lenker

Ulrik Uggerhøjs profil

Benny Lautrups profil

Powered by Labrador CMS