Apa itu waktu? Agustinus Yang Terberkati berkata: "Aku tahu jam berapa sekarang, sampai aku memikirkannya." Menurut model standar fisika, waktu merupakan dimensi keempat, selain tiga dimensi spasial. Jadi Anda bisa melewatinya. Selama bertahun-tahun, penulis fiksi ilmiah telah menikmati kemungkinan perjalanan waktu dengan berbagai cara. Setiap abad kita menguasai semakin banyak teknologi baru, menemukan aspek baru ilmu pengetahuan. Apa yang tersisa untuk kita pelajari tentang perjalanan waktu sebelum kita mulai mewujudkannya?
Anda mungkin telah memperhatikan bahwa kami terus bergerak seiring waktu. Kami melewatinya. Pada tingkat dasar konsep, waktu adalah laju perubahan alam semesta, dan terlepas dari suka atau tidak suka, kita tunduk pada perubahan konstan. Kita menjadi tua, planet-planet mengitari Matahari, banyak hal hancur.
Kami mengukur perjalanan waktu dalam detik, menit, jam dan tahun, tetapi ini tidak berarti bahwa waktu mengalir dengan kecepatan konstan. Seperti air di sungai, waktu berlalu dengan cara berbeda di tempat berbeda. Singkatnya, waktu itu relatif.
Tetapi apa yang menyebabkan fluktuasi sementara dalam perjalanan dari buaian ke liang kubur? Semuanya bermuara pada hubungan antara ruang dan waktu. Manusia dapat melihat dalam tiga dimensi - panjang, lebar, dan kedalaman. Waktu melengkapi pesta ini sebagai dimensi keempat yang terpenting. Waktu tidak ada tanpa ruang, ruang tidak ada di luar waktu. Dan pasangan ini terhubung dalam kontinum ruang-waktu. Setiap peristiwa yang terjadi di Semesta pasti melibatkan ruang dan waktu.
Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan kemungkinan perjalanan yang paling nyata dan sehari-hari melalui waktu di Alam Semesta kita, serta jalur yang kurang dapat diakses, tetapi tidak kurang mungkin melalui dimensi keempat.
Perjalanan sementara ke masa depan
Jika Anda ingin hidup beberapa tahun lebih cepat daripada orang lain, Anda harus berurusan dengan ruang-waktu. Satelit pemosisian global melakukan ini setiap hari, tiga miliar detik lebih cepat dari waktu yang wajar. Di orbit, waktu mengalir lebih cepat karena jarak satelit dari massa Bumi. Dan di permukaan, massa planet membawa serta waktu dan memperlambatnya dalam skala yang relatif kecil.
Video promosi:
Efek ini disebut dilatasi waktu gravitasi. Menurut teori relativitas umum Einstein, gravitasi membelokkan ruangwaktu, dan para astronom menggunakan konsekuensi ini ketika mereka mempelajari cahaya yang lewat di dekat objek masif.
Tapi apa hubungannya ini dengan waktu? Ingat - setiap peristiwa yang terjadi di alam semesta melibatkan ruang dan waktu. Gravitasi tidak hanya menyatukan ruang, tetapi juga waktu.
Berada dalam arus waktu, Anda hampir tidak akan melihat perubahan dalam perjalanannya. Tetapi objek yang cukup masif - seperti lubang hitam supermasif alfa Sagitarius, yang terletak di pusat galaksi kita - akan sangat merusak struktur waktu. Massa titik singularitasnya adalah 4 juta matahari. Massa ini memperlambat waktu menjadi dua. Lima tahun di orbit lubang hitam (tanpa jatuh ke dalamnya) adalah sepuluh tahun di Bumi.
Kecepatan gerak juga berperan penting dalam kecepatan arus waktu kita. Semakin Anda mendekati kecepatan maksimum gerakan - kecepatan cahaya - aliran waktu semakin lambat. Di akhir perjalanan, jam di kereta yang bergerak cepat akan mulai "terlambat" sepersejuta detik. Jika kereta mencapai kecepatan cahaya 99,999%, dalam satu tahun dalam gerbong kereta, Anda dapat melakukan perjalanan dua ratus dua puluh tiga tahun ke depan.
Faktanya, perjalanan masa depan hipotetis di masa depan dibangun di atas ide ini, maafkan tautologi. Tapi bagaimana dengan masa lalu? Bisakah Anda mengembalikan waktu?
Perjalanan sementara di masa lalu
Kami menemukan bahwa perjalanan menuju masa depan terjadi setiap saat. Para ilmuwan telah membuktikan ini secara eksperimental, dan gagasan itu menjadi inti teori relativitas Einstein, yang berusia 100 tahun ini. Sangat mungkin untuk pindah ke masa depan, satu-satunya pertanyaan adalah "seberapa cepat"? Jika berbicara tentang perjalanan ke masa lalu, jawabannya adalah dengan melihat langit malam.
Galaksi Bima Sakti lebarnya sekitar 100.000 tahun cahaya, yang berarti bahwa cahaya dari bintang yang jauh harus menempuh perjalanan ribuan tahun sebelum mencapai Bumi. Tangkap cahaya ini, dan intinya, Anda hanya akan melihat ke masa lalu. Ketika para astronom mengukur radiasi gelombang mikro kosmik, mereka melihat ke dalam kosmos seperti 10 miliar tahun yang lalu. Tapi itu belum semuanya.
Tidak ada dalam teori relativitas Einstein yang menghalangi kemungkinan melakukan perjalanan ke masa lalu, tetapi kemungkinan adanya tombol yang dapat mengembalikan Anda ke masa lalu melanggar hukum kausalitas, atau sebab dan akibat. Ketika sesuatu terjadi di Semesta, peristiwa tersebut menghasilkan rangkaian peristiwa baru yang tak ada habisnya. Penyebabnya selalu lahir sebelum akibatnya. Bayangkan saja dunia di mana korban akan mati sebelum peluru mengenai kepalanya. Ini adalah pelanggaran realitas, tetapi meskipun demikian, banyak ilmuwan tidak mengesampingkan kemungkinan melakukan perjalanan ke masa lalu.
Misalnya, diyakini bahwa bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya dapat mengirim kembali ke masa lalu. Jika waktu melambat saat sebuah benda mendekati kecepatan cahaya, dapatkah mendobrak penghalang ini memutar balik waktu? Tentu saja, ketika mendekati kecepatan cahaya, massa relativistik benda juga bertambah, yaitu mendekati tak terhingga. Tampaknya mustahil untuk mempercepat massa yang tak terbatas. Secara teori, kecepatan warp, yaitu deformasi kecepatan seperti itu, dapat menipu hukum universal, tetapi bahkan ini akan membutuhkan biaya energi yang sangat besar.
Bagaimana jika perjalanan waktu ke masa depan dan masa lalu tidak terlalu bergantung pada pengetahuan dasar kita tentang ruang angkasa, tetapi lebih pada fenomena kosmik yang ada? Mari kita lihat lubang hitam.
Lubang hitam dan cincin Kerr
Orbit di sekitar lubang hitam cukup lama, dan pelebaran waktu gravitasi akan melemparkan Anda ke masa depan. Tetapi bagaimana jika Anda jatuh tepat ke dalam rahang monster kosmik ini? Kami telah menulis tentang apa yang akan terjadi jika terjun ke dalam lubang hitam, tetapi kami tidak menyebutkan variasi lubang hitam yang eksotis seperti cincin Kerr. Atau lubang hitam Kerr.
Pada tahun 1963, matematikawan Selandia Baru Roy Kerr mengajukan teori realistik pertama tentang lubang hitam yang berputar. Konsep tersebut mencakup bintang neutron - bintang runtuh masif seukuran St. Petersburg, misalnya, tetapi dengan massa Matahari Bumi. Kami telah memasukkan lubang neutron dalam daftar benda paling misterius di alam semesta, menyebutnya magnetar. Kerr berteori bahwa jika bintang sekarat runtuh menjadi cincin berputar bintang neutron, gaya sentrifugal mereka akan mencegah mereka menjadi singularitas. Dan karena lubang hitam tidak akan memiliki titik singularitas, Kerr memperkirakan bahwa ia bisa masuk ke dalam, tanpa takut terkoyak oleh gravitasi di pusatnya.
Jika lubang hitam Kerr ada, kita bisa melewatinya dan keluar ke lubang putih. Ini seperti pipa knalpot lubang hitam. Alih-alih menyedot semua yang dia bisa, lubang putih akan, sebaliknya, membuang semua yang dia bisa. Bahkan mungkin di waktu lain atau alam semesta lain.
Lubang hitam Kerr tetap menjadi teori, tetapi jika memang ada, itu adalah semacam portal, menawarkan perjalanan satu arah ke masa depan atau masa lalu. Dan sementara peradaban yang sangat maju dapat berevolusi dengan cara ini dan melakukan perjalanan melalui waktu, tidak ada yang tahu kapan lubang hitam Kerr "liar" akan menghilang.
Lubang cacing (wormhole)
Cincin Kerr Teoretis bukan satu-satunya cara untuk kemungkinan "jalan pintas" ke masa lalu atau masa depan. Film fiksi ilmiah - dari Star Trek hingga Donnie Darko - sering kali membahas teori jembatan Einstein-Rosen. Bagi Anda jembatan ini lebih dikenal sebagai lubang cacing.
Teori relativitas umum Einstein memungkinkan adanya lubang cacing, karena teori fisikawan besar didasarkan pada kelengkungan ruang-waktu di bawah pengaruh massa. Untuk memahami kelengkungan ini, bayangkan kain ruangwaktu sebagai lembaran putih dan lipat menjadi dua. Luas lembaran akan tetap sama, tidak akan merusak dirinya sendiri, tetapi jarak antara dua titik kontak jelas akan lebih kecil dari pada saat lembaran diletakkan di atas permukaan datar.
Dalam contoh yang disederhanakan ini, ruang digambarkan sebagai bidang dua dimensi, dan bukan empat dimensi, sebagaimana adanya (ingat dimensi keempat - waktu). Lubang cacing hipotetis bekerja dengan cara yang sama.
Maju cepat ke luar angkasa. Konsentrasi massa di dua bagian alam semesta yang berbeda dapat menciptakan semacam terowongan di ruang-waktu. Secara teori, terowongan ini akan menghubungkan dua segmen berbeda dari kontinum ruang-waktu satu sama lain. Tentu saja, sangat mungkin bahwa beberapa sifat fisik atau kuantum mencegah lubang cacing seperti itu muncul dengan sendirinya. Ya, atau mereka lahir dan segera binasa, menjadi tidak stabil.
Menurut Stephen Hawking, lubang cacing bisa ada di busa kuantum, media terkecil di alam semesta. Terowongan kecil terus-menerus dilahirkan dan meledak, menghubungkan tempat dan waktu yang terpisah untuk saat-saat yang singkat.
Lubang cacing mungkin terlalu kecil dan berumur pendek bagi seseorang untuk dipindahkan, tetapi bagaimana jika suatu hari kita dapat menemukan, menahan, menstabilkan, dan memperbesarnya? Asalkan, Hawking mencatat, bahwa Anda akan siap menerima umpan balik. Jika kita ingin menstabilkan terowongan ruang-waktu secara artifisial, radiasi dari tindakan kita dapat menghancurkannya, seperti halnya pengembalian suara dapat merusak speaker.
Senar kosmik
Kami mencoba masuk melalui lubang hitam dan lubang cacing, tetapi adakah cara lain untuk melakukan perjalanan waktu dengan menggunakan fenomena kosmik teoretis? Dengan pemikiran ini, kita beralih ke fisikawan J. Richard Gott, yang menguraikan gagasan tentang string kosmik pada tahun 1991. Seperti namanya, ini adalah objek hipotetis yang mungkin telah terbentuk pada tahap awal perkembangan alam semesta.
String-string ini menembus seluruh alam semesta, lebih tipis dari atom dan di bawah tekanan kuat. Secara alami, berikut dari ini bahwa mereka memberikan dorongan gravitasi ke segala sesuatu yang lewat di dekat mereka, yang berarti bahwa benda-benda yang melekat pada tali kosmik dapat melakukan perjalanan dalam waktu dengan kecepatan luar biasa. Jika Anda menarik dua string kosmik lebih dekat satu sama lain atau menempatkan salah satunya di samping lubang hitam, Anda dapat membuat apa yang disebut kurva waktu tertutup.
Menggunakan gravitasi yang dihasilkan oleh dua string kosmik (atau string dan lubang hitam), pesawat ruang angkasa secara teoritis dapat mengirim dirinya kembali ke masa lalu. Untuk melakukan ini, Anda perlu membuat lingkaran di sekitar string kosmik.
Omong-omong, string kuantum sedang hangat diperdebatkan saat ini. Gott menyatakan bahwa untuk melakukan perjalanan kembali ke masa lalu, seseorang akan melingkar di sekitar string yang mengandung setengah massa energi dari seluruh galaksi. Dengan kata lain, separuh atom di galaksi harus digunakan sebagai bahan bakar mesin waktu Anda. Seperti yang diketahui semua orang, Anda tidak bisa kembali ke masa lalu sebelum mesin itu sendiri dibuat.
Selain itu, ada paradoks sementara.
Paradoks perjalanan waktu
Seperti yang kami katakan, gagasan perjalanan kembali ke masa sedikit tertutup oleh bagian kedua dari hukum kausalitas. Penyebab datang sebelum efek, setidaknya di Alam Semesta kita, yang berarti dapat merusak bahkan rencana perjalanan waktu yang paling dipikirkan.
Pertama-tama, bayangkan jika Anda melakukan perjalanan 200 tahun ke masa lalu, Anda akan muncul jauh sebelum Anda lahir. Pikirkan sejenak. Untuk beberapa waktu, efek (Anda) akan ada sebelum penyebab (kelahiran Anda).
Untuk lebih memahami apa yang kita hadapi, pertimbangkan paradoks kakek yang terkenal. Anda adalah pembunuh perjalanan waktu, kakek Anda sendiri adalah target Anda. Anda menyelinap melalui lubang cacing terdekat dan berjalan ke versi ayah Anda yang berusia 18 tahun. Anda mengangkat pistol, tetapi apa yang terjadi jika Anda menarik pelatuknya?
Pikirkan tentang itu. Anda belum lahir. Bahkan ayahmu belum lahir. Jika Anda membunuh kakek Anda, dia tidak akan memiliki seorang putra. Putra ini tidak akan pernah melahirkan Anda, dan Anda tidak dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lalu dengan tugas berdarah. Dan ketidakhadiran Anda tidak akan menarik pemicunya dengan cara apa pun, sehingga menyangkal seluruh rangkaian peristiwa. Kami menyebutnya lingkaran penyebab yang tidak kompatibel.
Alternatifnya, pertimbangkan gagasan tentang lingkaran sebab akibat yang berurutan. Meskipun itu membuat orang berpikir, secara teoritis menghilangkan paradoks temporal. Menurut fisikawan Paul Davis, lingkaran seperti itu terlihat seperti ini: seorang profesor matematika pergi ke masa depan dan mencuri teorema matematika yang kompleks. Kemudian dia memberikannya kepada siswa yang paling cerdas. Setelah itu, siswa yang menjanjikan tumbuh dan belajar agar suatu hari menjadi orang yang pernah dicuri teorema oleh profesor.
Selain itu, ada model perjalanan waktu lain yang melibatkan distorsi probabilitas ketika mendekati kemungkinan peristiwa paradoks. Apa artinya ini? Mari kita kembali menjadi pembunuh kakekmu. Model perjalanan waktu ini hampir bisa membunuh kakek Anda. Anda bisa menarik pelatuknya, tapi pistolnya tidak akan menembak. Burung itu akan berkicau pada saat yang tepat, atau sesuatu yang lain akan terjadi: fluktuasi kuantum tidak akan memungkinkan terjadinya situasi paradoks.
Dan terakhir, hal yang paling menarik. Masa depan atau masa lalu yang Anda tuju bisa saja ada di alam semesta paralel. Bayangkan ini sebagai paradoks pemisahan. Anda dapat menghancurkan apa pun yang Anda inginkan, tetapi ini tidak akan memengaruhi dunia rumah Anda dengan cara apa pun. Anda akan membunuh kakek Anda, tetapi Anda tidak akan menghilang - mungkin "Anda" yang lain akan menghilang di dunia paralel, atau skenario akan mengikuti pola paradoks yang telah kita pertimbangkan. Namun, ada kemungkinan bahwa perjalanan waktu ini akan menjadi perjalanan satu kali dan Anda tidak akan pernah bisa pulang.
Apakah Anda benar-benar bingung? Selamat datang di dunia penjelajahan waktu.
Ilya Khel
