Tijdreizen voor gewone stervelingen? Heel lastig!

05-01-2021 08:00

Categorie: Wetenschap

Tijdreizen voor gewone stervelingen? Heel lastig!

Foto: Sabrine el Alami, Redactie: Thomas Smallenbroek

 

Volgens de wetenschappelijke theorie is reizen in de tijd mogelijk. In de praktijk ligt het iets ingewikkelder.

 

Het concept voelt vooral intrigerend nu, wanneer fysiek reizen beperkt is. Hier toont een foto-illustratie van het Robot Restaurant in Tokio het idee van een snelle reis door de tijd. Voorlopig zit het er niet in dat we per vliegtuig naar een of andere coole bestemming kunnen afreizen. Wells die in 1895 zijn baanbrekende roman De tijdmachine schreef, en natuurkundigen en filosofen hebben sindsdien heel wat serieuze studies aan het idee gewijd.

 

“In de ruimte kun je gaan en staan waar je wilt, dus misschien zou je dat ook in de tijd kunnen doen,” zegt Nikk Effingham, filosoof aan de University of Birmingham in het Verenigd Koninkrijk. “Vanuit die gedachte is de stap naar tijdmachines niet zo groot.

 

Concurrerende theorieën
Wells was schrijver, geen natuurkundige, maar de natuurkunde zou niet achterblijven. In 1905 publiceerde Albert Einstein een eerste reeks artikelen over zijn speciale relativiteitstheorie. Enkele jaren later toonde de Duitse wiskundige Hermann Minkowski aan dat ruimte en tijd volgens de theorie van Einstein gezien konden worden als twee dimensies van één enkele, vierdimensionele entiteit die de ‘ruimtetijd’ wordt genoemd. In 1915 presenteerde Einstein het tweede deel van zijn hypothese, de algemene relativiteitstheorie.

 

Daarin werd de zwaartekracht niet langer als een krachtenveld gezien, maar als een kromming of vervorming van de ruimtetijd. Door deze theorie werd duidelijk “dat tijd veel meer op ruimte lijkt dan we voorheen dachten,” zegt Clifford Johnson, natuurkundige aan de University of Southern California. “Dus misschien kunnen we alles wat we met de ruimte doen ook met de tijd doen. De speciale relativiteitstheorie biedt geen mogelijkheden om terug in de tijd te reizen, maar wel om voorwaarts te reizen, en wel op een gecontroleerde manier.

 

Dat klinkt op z’n minst bizar, maar na meer dan eeuw theoretisch onderzoek is het toch écht waar. “Het is op grond van de speciale relativiteitstheorie absoluut aantoonbaar dat de astronaut die zo’n reis maakt, mits hij bijna met de snelheid van het licht reist, veel jonger zal zijn dan zijn tweelingzus,” zegt Janna Levin, natuurkundige aan het Barnard College in New York. “Als astronaut is mijn ervaring van het verstrijken van de tijd volstrekt normaal. “Ik ben niet verder in de toekomst dan normaal.

 

Maar ik ben wel verder in de toekomst van mijn tweelingzus gereisd. Zoals het reizen op bijna de lichtsnelheid het verstrijken van de tijd beïnvloedt, zo zal ook de nabijheid van een zeer zwaar object de ervaring van het verstrijken van de tijd beïnvloeden. Maar zwarte gaten zijn nog maar het begin. Als ze al bestaan, zouden wormholes een directe verbinding kunnen vormen tussen twee verschillende locaties in de ruimtetijd.

 

Een astronaut die in het jaar 3000 een wormhole in het sterrenstelsel Andromeda binnengaat, zou er aan de andere kant in het jaar 2000 in onze eigen Melkweg weer uit te voorschijn kunnen komen. “Je kunt je wel voorstellen dat je een brug tussen twee verschillende regio’s in de ruimtetijd bouwt,” zegt Levin, “maar daarvoor zou je een hoeveelheid energie en massa nodig hebben die in werkelijkheid eigenlijk niet bestaat, zaken als anti-energie. ” Volgens haar is het “wiskundig voorstelbaar” dat er structuren als wormholes bestaan, maar misschien maken ze geen deel uit van de fysieke werkelijkheid. Dan is er nog de verontrustende vraag wat er gebeurt met ons idee van oorzaak en gevolg als we terug in de tijd zouden reizen.

 

Stel dat je terug in de tijd reist, naar een moment waarop je grootvader nog een jongeman was. Dat betekent dat je nooit terug in de tijd zult reizen om daar jouw grootvader te doden.

 

Meerdere tijdlijnen?
Een van de mogelijkheden is dat de paradox simpelweg aantoont dat tijdreizen onmogelijk is, oftewel dat de natuurwetten op een of andere manier verhinderen dat we terug in de tijd reizen. Maar er zijn ook andere, fascinerende, mogelijkheden. Misschien is het wél mogelijk om terug in de tijd te reizen, maar kunnen tijdreizigers het verleden desondanks niet veranderen, hoe hard ze dat ook proberen. Misschien schiet je iemand dood van wie je aanneemt dat hij je grootvader is, waarna blijkt dat je grootmoeder een affaire met de melkboer heeft gehad en dat die man jouw grootvader is, wat jij dus niet wist.

 

Je kunt dat niet overdoen. Als je het verleden niet kunt veranderen, zal een tijdreiziger volgens Effingham waarschijnlijk helemaal niets kunnen doen. Het idee dat je bestaat in een tijd waarin je nooit hebt bestaan, is dan een tegenstrijdigheid. “Het maakt voor het universum niet uit of je nu Hitler wilt vermoorden of dat je één atoom van positie A naar positie B wilt verschuiven,” zegt Effingham.

 

Maar niet alle opties zijn daarmee verdwenen. Maar sommige natuurkundigen stellen zich voor dat ons universum slechts één van vele universums is. “Misschien heb je om een of andere manier besloten om terug in de tijd te reizen om deze misdaad te begaan , waarna de werkelijkheid zich ‘vertakt’ in twee verschillende realiteiten,” zegt Levin.

 

Werk aan de winkel
Waar iedereen het over eens lijkt te zijn, is het feit dat niemand op afzienbare tijd zal beginnen aan de bouw van een DeLorean-achtige tijdmachine of de constructie van een wormhole. Sommige fysici menen dat de basisprincipes van de tijd pas beter begrepen kunnen worden als er eindelijk een ‘unificatietheorie’ is ontworpen op basis van de kwantumzwaartekracht. Volgens Levin ziet het er in elk geval naar uit “dat we veel verder moeten denken dan alleen over algemene relativiteit om het fenomeen tijd te kunnen begrijpen. Wells blijven dagdromen over de vrijheid die we zouden hebben als we net zo eenvoudig door de tijd als door de ruimte zouden kunnen reizen.

 

“In alles wat we doen, ligt de tijd besloten,” zegt Johnson. Dus als je met de tijd zou kunnen knoeien... Het verbaast me niets dat we daar zo gefascineerd door zijn en erover fantaseren.