W przyszłość

Ale na Ziemi musiały upłynąć w tym czasie nie setki już, ale miliony lat. Cywilizacja, zastana przez powracających, nie mogłaby ich w siebie wcielić. Łatwiej wdrożyłby się do życia w naszych czasach neandertalczyk.

Stanisław Lem, „Powrót z gwiazd”

Zapewne każdy z nas nieraz chciał się przenieść w czasie. Najlepiej byłoby mieć do tego jakąś podręczną maszynę, jak to bywa w niektórych powieściach czy filmach. Powinna nas przenosić w przeszłość albo lepiej, w przyszłość, byśmy mogli w końcu wygrać jakieś zakłady. W filmach, wiadomo, wszystko może się zdarzyć. Jak jednak takie podróże będą wyglądały w świecie rzeczywistym? Dlaczego jeszcze nie podróżujemy?

O ile w świecie rzeczywistym powrót do przeszłości jest jeszcze praktycznie niemożliwy (o tym w artykule obok), można już mówić o pewnym podróżowaniu w przyszłość. Możliwość ta łączy się ze szczególną teorią względności Einsteina, która została opublikowana w 1905 roku pt. „O elektrodynamice ciał w ruchu”. Praca ta była swoistym fenomenem: nie ma w niej cytatów ani przypisów, prawie w ogóle nie zawiera matematyki i nie odwołuje się do żadnej wcześniejszej publikacji. Einstein ukazał w niej, że pewne sprzeczności, kryjące się obecnie w elektrodynamice, da się rozwiązać, jeśli przyjąć, iż prędkość światła jest taka sama dla każdego obserwatora poruszającego się ruchem jednostajnym. Praca ta jeszcze nie zawierała słynnego równania Einsteina E=mc², ale zawierała już wszystkie istotne przewidywania szczególnej teorii względności.

Dla nas, ponieważ piszę tutaj o podróżach w przyszłość, ważnym przewidywaniem jest zjawisko zwane dylatacją (wydłużeniem) czasu. Dzięki niemu wiemy, że zegary w ruchu „chodzą” wolniej niż w spoczynku. Według Briana Greene’a, profesora fizyki na Columbia University i dyrektora koordynującego działalność University’s Institute for Strings, Cosmology and Astroparticle Physics (ISCAP), to przewidywanie szczególnej teorii względności jest bezdyskusyjne i potwierdzone doświadczalnie. To spowalnianie biegu czasu wraz ze wzrostem prędkości. Potwierdza się już w przypadku zwykłego samolotu pasażerskiego lecącego z prędkością będącą niewielkim ułamkiem prędkości światła. Zjawisko to bardzo prosto przedstawił Richard Feynman, fizyk pracujący nad kwantową elektrodynamiką, który dostał nagrodę Nobla w 1965 za tzw. diagramy Feynmana. Zatem gdy ktoś z zewnątrz przygląda się człowiekowi zapalającemu w pojeździe kosmicznym cygaro, oglądane wówczas ruchy wydają mu się wolniejsze niż normalnie. Natomiast dla obserwatora znajdującego się wewnątrz pojazdu wszystko porusza się w normalnym tempie. Przyrządy mierzące czas doznają więc spowolnienia.

Dylatacje czasu najlepiej jednak widać na przykładzie cząstek elementarnych zwanych mionami bądź mezonami. Są to, według Richarda Feynmana, cząstki rozpadające się samorzutnie po średnim czasie życia 2,2 x 10 – 6 s. Peter Coveney, profesor University College London i dyrektor tamtejszego Centre for Computational Science (CCS), wraz z Rogerem Highfieldem, dziennikarzem naukowym i publicystą, wspólnie opisują, że mezony powstają w atmosferze ziemskiej na wysokości około 10 kilometrów wskutek bombardowania przez cząstki o bardzo dużej energii, wchodzące w skład promieniowania kosmicznego. Feynman twierdzi, że poruszają się one z różnymi prędkościami, niekiedy bardzo zbliżonymi do prędkości światła. Ponadto z punktu widzenia mionu żyje on 2 sekundy, zaś z naszego punktu widzenia żyje znacznie dłużej, wystarczająco długo, by osiągnąć powierzchnię Ziemi. Potwierdzają to doświadczenia, jak piszą Peter Coveney i Roger Highfield, wykonane za pomocą akceleratorów cząsteczek elementarnych. Zatem przedłużanie czasu życia mionom poprzez nadawanie im bardzo dużych prędkości jest potwierdzone.

Jak to wszystko odnieść do naszych osobistych podróży w przyszłość? Po prostu, jeśli ktoś chce się przekonać, co się będzie działo na naszej planecie za tysiąc, dziesięć tysięcy czy nawet za dziesięć milionów lat, według Briana Greene’a, powinien skorzystać z praw fizyki einsteinowskiej, która dostarcza mu informacji, jak się do tego zabrać. Wystarczy zbudować pojazd mogący osiągać prędkość, powiedzmy, 99,9999999996% prędkości światła. Następnie na pełnej mocy silników wyruszyć w przestrzeń kosmiczną na dzień, dziesięć dni lub nieco ponad dziesięć tysięcy lat, zgodnie ze wskazaniami zegara, po czy zawrócić i z taką samą maksymalną prędkością powrócić na Ziemię. Do chwili powrotu na Ziemi upłynie tysiąc, dziesięć tysięcy lub dziesięć milionów lat. Niestety, w tym dokonaniu trzyma nas na uwięzi nie fizyka, ale nasza technika.

Słowo od Adama Cebuli: „Chyba jedną z największych osobliwości szczególnej teorii względności jest faktyczne proste rozszerzenie zasady względności Galileusza. Mówi ona, że wszystkie zjawiska mechaniczne w układach inercjalnych przebiegają tak samo. Einstein dodaje, że to samo dotyczy zjawisk elektromagnetycznych. Z tym że prędkość światła zawsze będzie taka sama. Tyle wystarczy, by wywieść za pomocą prostej matematyki (twierdzenie Pitagorasa) podstawowe wzory, np. na »spowolnienie« czasu.”