Een tijdreis is een concept dat de mogelijkheid voorziet om tussen verschillende tijdstippen (verleden of toekomstig) te bewegen.
Hoewel het idee fantasievol lijkt en vaak gerelateerd is aan fictie, toont veel wetenschappelijk bewijs aan dat tijdreizen, met de juiste technologie, mogelijk is. Om deze reden hebben verschillende gerenommeerde wetenschappers zich al met het onderwerp beziggehouden, zoals Albert Einstein, Stephen Hawking, Carl Sagan, enz.
Grondbeginselen van tijdreizen
De belangrijkste basisprincipes van tijdreizen zijn gebaseerd op: Relativiteitstheorie van Einstein, een mijlpaal in de moderne natuurkunde. In algemene termen bestaat de relativiteitstheorie uit een reeks onderzoeken die een onderling afhankelijke relatie tussen tijd en ruimte aantonen, evenals de consequenties die uit deze relatie voortvloeien.
Voor Einstein is het universum gerangschikt in een soort weefsel genaamd Ruimte tijd, gevormd door drie ruimtelijke dimensies (breedte, hoogte en diepte) en een temporele dimensie, namelijk tijd. Elk hemellichaam "weegt" in deze stof en vormt een kromming in de ruimte-tijd die alle nabijgelegen lichamen beïnvloedt. Deze kromming is verantwoordelijk voor verschillende effecten, zoals zwaartekracht, rotatiebewegingen en dus verschillen in de perceptie van tijd.
De kromming die in de ruimte-tijd door de massa van de aarde wordt gevormd, veroorzaakt zwaartekrachtseffecten op de maan, die zich rond de aarde begint te vertalen.
Einstein begreep ook dat tijd, net als snelheid, het is geen absolute hoeveelheid, maar een relatieve.. Deze conclusies waren sterk gebaseerd op de wetten van Newton, die begreep dat de snelheid waarmee een lichaam beweegt nooit absoluut is en altijd moet worden geanalyseerd via een referentiekader. Eenzelfde trein kan bijvoorbeeld met 40 km/h rijden ten opzichte van een stilstaand referentieframe en slechts 20 km/h ten opzichte van een referentieframe dat in dezelfde richting beweegt.
Hetzelfde relativiteitsconcept dat in het voorbeeld wordt gebruikt, moet worden toegepast op de snelheid van de aarde, de zon en de hele Melkweg.
Tijdreistheorie
Gebaseerd op de concepten van ruimtetijd en relativiteit, bekijk de meest populaire theorieën in de wetenschap over tijdreizen:
tijdsdilatatie
Tijdsdilatatie is een concept dat is ingevoegd in de relativiteitstheorie van Einstein, volgens welke de tijd is, net als snelheid, niet absoluut, maar relatief volgens het referentiekader. geadopteerd.
Tijdsvertraging kan op twee manieren optreden: door het verschil in snelheid tussen de twee waarnemers of door het verschil in zwaartekracht dat op elk van hen valt (dilatatie zwaartekracht tijd).
tijddilatatie door snelheid
Tijddilatatie door snelheid (of gewoon tijddilatatie) is een theorie die de mogelijkheid voorspelt reis naar de toekomst als de mensheid de middelen krijgt om door de ruimte te reizen met snelheden die dichter bij die van de licht.
Voor natuurkundige James Clerk Maxwell is de lichtsnelheid exact hetzelfde (ongeveer 300.000.000 m/s), ongeacht het gebruikte referentiekader. Dit idee, dat rechtstreeks in strijd is met de wetten van Newton, zou het volgende scenario impliceren: een waarnemer stilstaand en een bewegende waarnemer zou het licht tegelijkertijd van punt A naar punt B zien komen, zonder enige relativiteit.
Einsteins conclusie was dat de enige manier waarop de twee wetten naast elkaar zouden kunnen bestaan, zou zijn als de tijd zelf zou vertragen voor de bewegende waarnemer, wat aanleiding zou geven tot het concept van tijdsvertraging.
De theorie heeft bewezen dat hoe sneller een object door de ruimte beweegt, hoe langzamer het door de tijd beweegt. Dit idee werd bewezen door experimenten die werden uitgevoerd op het internationale ruimtestation. Internationaal ruimtestation - ISS), waarin werd opgemerkt dat, na 6 maanden, de klokken aan boord van het station zijn verschoven 0,007 seconden langzamer dan klokken op aarde.
Op basis van dit bewijs is het mogelijk om te beweren dat, zelfs op kleine schaal, astronauten die terugkeer van het internationale ruimtestation naar de aarde na 6 maanden 0,007 seconden te hebben gereisd naar de toekomst.
International Space Station, in een baan sinds 1998.
Er wordt aangenomen dat dit verschil in de loop van de tijd toeneemt naarmate de snelheid van een lichaam de snelheid van het licht nadert. De theorie wordt vaak geïllustreerd aan de hand van de Tweelingenparadox (of Langevin's Paradox), die bestaat uit een gedachte-experiment waarbij een man in de ruimte blijft in een ruimteschip dat zich met grote snelheid voortbeweegt. Als hij terugkeert naar de aarde, is zijn tweelingbroer tientallen jaren ouder, terwijl hij zelf amper ouder wordt.
Gravitatieverwijding van de tijd
Zwaartekrachttijddilatatie is een theorie die de mogelijkheid van toekomstige reizen voorspelt als de mensheid krijgt de middelen om naar planeten te reizen waarvan de zwaartekracht veel groter is dan die van de Aarde.
Zwaartekrachtverwijding vindt plaats door de invloed die op een waarnemer wordt uitgeoefend door een hemellichaam met een grote massa. Hoe groter het hemellichaam, hoe groter de kromming in de ruimte-tijd en dus hoe groter de zwaartekrachtsinvloed eromheen. Met andere woorden, de tijd verstrijkt langzamer waar de zwaartekracht het sterkst is.
De tijd verstrijkt langzamer op de klok die zich dichter bij de aarde bevindt in vergelijking met de klok die verder weg staat.
Op basis van zwaartekrachtdilatatie zal de tijd worden vertraagd voor een waarnemer die zich dichter in het zwaartekrachtsveld bevindt dan voor een waarnemer verder weg. Deze hypothese is al bewezen door atoomklokken die op satellieten op verschillende hoogten zijn geplaatst. Uiteindelijk begonnen de klokken uiteen te lopen, zij het in nanoseconden.
Basis van het tijdsverschil tussen klokken. Door de bestaande kromming tussen C en D duurt het langer voordat licht tussen het ene punt en het andere komt.
Er wordt aangenomen dat als het mogelijk zou zijn om naar een planeet te reizen waarvan de zwaartekracht veel groter was dan die van de Aarde en terugkeer, de reiziger zou naar de toekomst zijn gereisd, omdat de tijd in de toekomst veel sneller zou zijn verstreken Aarde.
wormgaten
Wormgaten zijn hypothetische verschijnselen die bestaan uit tunnels die verschillende punten van ruimte-tijd met elkaar verbinden. Hoewel uiterst onwaarschijnlijk, beschouwt de relativiteitstheorie het bestaan van transponeerbare wormgaten als geldig, dat wil zeggen, die met voorwaarden om van de ene naar de andere kant te gaan.
In theorie zouden wormgaten niet alleen werken als snelkoppelingen naar andere punten in de ruimte, maar ook naar andere tijdstippen, inclusief het verleden.
Visuele weergave van een wormgat. Men gelooft in het bestaan van wormgaten waarvan de uitgang zich in hetzelfde universum en op verschillende momenten in de tijd bevindt.
Kosmische snaren
Volgens astrofysicus J. Richard Gott, kosmische snaren zijn een soort buizen van energie die zich als scheuren door de ruimtetijd uitstrekken. Het fenomeen is hypothetisch en wordt beschouwd als een topologisch defect dat is opgetreden tijdens de vorming van het universum.
Visuele weergave van kosmische snaren, theoretisch aanwezig in de ruimte-tijd.
Gott geloofde dat kosmische snaren dunner zouden zijn dan een atoom en, net als zwarte gaten, enorm zouden zijn hoeveelheden geconcentreerde massa, wat resulteert in een extreem sterk zwaartekrachtsveld dat de kan vervormen Ruimte tijd.
In theorie zou de vervorming die wordt veroorzaakt door twee kosmische snaren dicht bij elkaar (of een kosmische snaar die dicht bij een zwart gat is gespannen), een impact veroorzaken die ruimte-tijd kan verbuigen, waardoor een gesloten tijdcurve, waardoor een object op elk moment kan verschijnen, inclusief het verleden.
Zie ook:
- zwart gat
- Relativiteitstheorie
- Astronomie
- Tijdelijke paradox
