Patrick De Causmaecker Katholieke Universiteit Leuven Campus Kortrijk
Om terug te reizen in de tijd moeten we het licht te snel af zijn Speciale relativiteit laat dit niet toe - Beschrijft het verband tussen inertiaalstelsels (eenparig rechtlijnige beweging)
- Versnelling en gravitatie zijn niet aangeroerd
- (wel energie, denk aan E = mc2, maar daar hebben we hier de tijd niet voor)
Deze laatste vergelijking lijkt wel aan te geven dat er een verband bestaat tussen massa en energie - massa speelt ook een rol bij gravitatie… moet Herr E. gedacht hebben.
Een gedachte-experiment van Einstein
Anders gesteld
Nog anders
En dus
Nog een gedachte-experiment
Licht is het snelste… Principe van Fermat: het licht volgt steeds de kortst mogelijke weg In een gravitatieveld wordt het licht afgebogen Dit moet dus de kortste weg zijn, Einstein interpreteert dit als een kromming van de ruimte (kortste weg is de rechte)
Een gekromde ruimte Een massa veroorzaakte een kromming van de ruimte. Objecten in vrije val bevinden zich op elk ogenblik in een lokaal inertiaalstelsel.
De tijd loopt trager op het oppervlak van de aarde Denk aan de klok van de kerktoren. Deze bevindt zich eigenlijk in een versneld assenstelsel. De tijd tussen twee tikken van de klok is dus korter dan gezien vanuit een inertiaalstelsel in de ruimte.
Dit is echt zo
De algemene relativiteitstheorie Albert Einstein baseerde zich op deze principes om vergelijkingen op te stellen voor een ruimte met massa. Elke oplossing van deze vergelijkingen stelt een mogelijke geschiedenis van de kosmos voor. Sommige oplossingen hebben eigenaardige eigenschappen…
Schwarzschild metriek Het Schwarzschild vacuüm beschrijft de ruimte in de buurt van een niet roterende sferische massa. De Schwarzschild radius (Rs) is een horizon voor de gebeurtenissen. Een niet roterende massa die kleiner is dan de Rs is een zwart gat.
De Sitter metriek Beschrijft een universum zonder massa dat uitdeint Ons universum zal misschien naar een dergelijke ruimte evolueren
Gödel metriek Kurt Gödel’s oplossing beschrijft een vacuüm gevuld met stof dat rond een as draait Niet intuïtief: de as heeft bijvoorbeeld wel een richting maar geen positie Niet realistisch: astronomen (Hubble tel.) nemen geen rotatie waar Bevat TIJDACHTIGE krommen - Dit is de eerste theoretische tijdmachine
Wormgaten (Carl Sagan, Kip Thorne) Bepaalde oplossingen van de vergelijkingen zien eruit zoals hiernaast (maar dan in 4 dimensies). Men denkt dat dit soort objecten op kleine schaal (Planck lengte~1,6 10-35 m) veelvuldig voorkomt Reizen door een dergelijk gat creëert een tijdachtige kromme.
De meeste fysici… Geloven of hopen dat algemene relativiteit tijdachtige lussen verbiedt in realistische omstandigheden vanwege - De grootvader paradox
- Causaliteit in het algemeen
- Vrije wil
- De paradox van de professor
We bespreken nog twee principes - chronologie bescherming
- zelf-consistentie
Chronologiebescherming (Hawking, 1992) Hawking: quantum fluctuaties veroorzaken energiedichtheden aan de ingang van een wormgat waardoor - De machine vernietigd wordt
- Het binnengaan onmogelijk is
De natuur verbiedt steeds bruikbare tijdachtige lussen Quantumgravitatie is onvoldoende bekend om dit aan te tonen (cfr. zwarte gaten) Natuurwet zoals behoud van energie, toename van entropie…
Zelf-consistentie (Novikov, ~1980) Als je naar het verleden reist zal je je moeder niet kunnen vermoorden Je kunt eventueel wel je eigen vader worden… In termen van de fysica: - Een biljartbal die door een wormgat zichzelf raakt kan dit doen als daarbij een consistente baan ontstaat
- Dit is nagerekend. Er ontstaan veel mogelijke banen en het determinisme lijkt verloren te gaan.
=> Veel werelden interpretatie.
Besluit Tijd is niet zo absoluut als men zou denken Algemene relativiteit sluit schijnbaar geen werelden uit waarin men achteruit in de tijd kan reizen Realistische omstandigheden lijken dit wel te verbieden Het antwoord ligt (misschien) in een volwaardige theorie van gravitatie op het kleinste niveau
Epiloog:Tijdsreis In het boek lopen de klokken achteruit, veranderen de seizoenen in omgekeerde volgorde, vult een gemorst kopje zichzelf…alleen de reiziger behoudt zijn uitzicht en de machine blijft op dezelfde plaats staan. …
Epiloog:De pijl van de tijd Wells tijd is die van de toenemende entropie Gemorste koffie kan terug in het kopje komen, met een zeer kleine waarschijnlijkheid… In principe kunnen we ook Bach nog clavecimbel horen spelen… of toch niet!? De pijl van de tijd Dit is een ander verhaal.
Dostları ilə paylaş: |