Kemungkinan Ilmiah Perjalanan Waktu

Kisah-kisah tentang perjalanan ke masa lalu dan masa depan telah lama menangkap imajinasi kita, tetapi pertanyaan tentang apakah waktu Perjalanan mungkin adalah perjalanan berduri yang langsung memahami makna fisikawan ketika mereka menggunakan kata itu "waktu."

Fisika modern mengajarkan kepada kita bahwa waktu adalah salah satu aspek paling misterius dari alam semesta kita, meskipun pada awalnya kelihatannya mudah. Einstein merevolusi pemahaman kita tentang konsep itu, tetapi bahkan dengan pemahaman yang direvisi ini, beberapa ilmuwan masih merenungkan pertanyaan apakah atau tidakwaktu sebenarnya ada atau apakah itu hanya "ilusi keras kepala yang gigih" (sebagaimana Einstein pernah menyebutnya). Namun, kapan pun waktunya, fisikawan (dan penulis fiksi) telah menemukan beberapa cara yang menarik untuk memanipulasinya agar mempertimbangkan untuk melewatinya dengan cara yang tidak ortodoks.

Meskipun dirujuk dalam H.G. Wells ' Mesin waktu (1895), ilmu aktual tentang perjalanan waktu tidak muncul sampai abad ke-20, sebagai efek samping dari

Salah satu konsekuensi luar biasa dari relativitas adalah bahwa gerakan dapat menghasilkan perbedaan dalam cara waktu berlalu, sebuah proses yang dikenal sebagai pelebaran waktu. Ini paling dramatis dimanifestasikan dalam klasik Paradoks Kembar. Dalam metode "perjalanan waktu" ini, Anda dapat bergerak ke masa depan lebih cepat dari biasanya, tetapi tidak ada jalan kembali. (Ada sedikit pengecualian, tetapi lebih banyak tentang itu nanti dalam artikel.)

Pada tahun 1937, fisikawan Skotlandia W. J. van Stockum pertama kali menerapkan relativitas umum dengan cara yang membuka pintu untuk perjalanan waktu. Dengan menerapkan persamaan relativitas umum pada situasi dengan silinder berputar yang sangat panjang, sangat padat (seperti tiang pangkas yang tak berujung). Rotasi objek sebesar itu sebenarnya menciptakan fenomena yang dikenal sebagai "menyeret bingkai," yang sebenarnya menyeret ruangwaktu bersama dengannya. Van Stockum menemukan bahwa dalam situasi ini, Anda dapat membuat jalur dalam ruangwaktu 4 dimensi yang dimulai dan berakhir pada titik yang sama - sesuatu yang disebut kurva mirip waktu tertutup - yang merupakan hasil fisik yang memungkinkan perjalanan waktu. Anda dapat berangkat dengan kapal luar angkasa dan menempuh jalur yang membawa Anda kembali ke saat yang sama dengan saat Anda memulai.

Meskipun hasil yang menarik, ini adalah situasi yang cukup dibuat-buat, jadi tidak ada banyak kekhawatiran tentang hal itu terjadi. Akan tetapi, sebuah interpretasi baru akan muncul, yang jauh lebih kontroversial.

Pada tahun 1949, ahli matematika Kurt Godel - seorang teman Einstein dan seorang rekan di Princeton Institut Studi Lanjutan Universitas - memutuskan untuk mengatasi situasi di mana seluruh alam semesta berada berputar. Dalam solusi Godel, perjalanan waktu sebenarnya diizinkan oleh persamaan jika alam semesta berputar. Rotasi alam semesta dapat berfungsi sebagai mesin waktu.

Sekarang, jika alam semesta berputar, akan ada cara untuk mendeteksinya (berkas cahaya akan menekuk, misalnya, jika seluruh alam semesta berputar), dan sejauh ini buktinya sangat kuat sehingga tidak ada yang universal rotasi. Jadi sekali lagi, perjalanan waktu dikesampingkan oleh serangkaian hasil khusus ini. Tetapi kenyataannya adalah bahwa hal-hal di alam semesta berputar, dan itu lagi membuka kemungkinan.

Pada tahun 1963, ahli matematika Selandia Baru Roy Kerr menggunakan persamaan bidang untuk menganalisis rotasi lubang hitam, disebut lubang hitam Kerr, dan menemukan bahwa hasilnya memungkinkan jalan melalui lubang cacing di lubang hitam, kehilangan singularitas di tengah, dan berhasil keluar ujung lainnya. Skenario ini juga memungkinkan untuk kurva mirip waktu tertutup, seperti fisikawan teoritis Kip Thorne menyadari bertahun-tahun kemudian.

Pada awal 1980-an, sementara Carl Sagan mengerjakan novelnya tahun 1985 Kontak, ia mendekati Kip Thorne dengan pertanyaan tentang fisika perjalanan waktu, yang menginspirasi Thorne untuk memeriksa konsep menggunakan lubang hitam sebagai sarana perjalanan waktu. Bersama dengan fisikawan Sung-Won Kim, Thorne menyadari bahwa Anda (secara teori) dapat memiliki warna hitam lubang dengan lubang cacing yang menghubungkannya ke titik lain di ruang terbuka oleh beberapa bentuk negatif energi.

Tetapi hanya karena Anda memiliki lubang cacing tidak berarti Anda memiliki mesin waktu. Sekarang, mari kita asumsikan bahwa Anda dapat memindahkan satu ujung lubang cacing ("ujung yang bisa bergerak). Anda menempatkan ujung yang bisa bergerak di pesawat ruang angkasa, menembakkannya ke ruang angkasa hampir di ujung kecepatan cahaya. Pelebaran waktu dimulai, dan waktu yang dialami oleh ujung yang bergerak jauh lebih sedikit daripada waktu yang dialami oleh ujung yang tetap. Mari kita asumsikan bahwa Anda memindahkan akhir bergerak 5.000 tahun ke masa depan Bumi, tetapi ujung bergerak hanya "usia" 5 tahun. Jadi Anda pergi pada tahun 2010 M, katakanlah, dan tiba di tahun 7010 Masehi.

Namun, jika Anda melakukan perjalanan melalui ujung bergerak, Anda benar-benar akan keluar dari ujung tetap pada 2015 M (sejak 5 tahun telah berlalu di Bumi). Apa? Bagaimana cara kerjanya?

Nah, faktanya adalah bahwa kedua ujung lubang cacing terhubung. Tidak peduli seberapa jauh mereka, dalam ruangwaktu, mereka pada dasarnya masih "dekat" satu sama lain. Karena ujung yang dapat dipindahkan hanya lima tahun lebih tua daripada saat itu pergi, melewatinya akan mengirim Anda kembali ke titik terkait pada lubang cacing yang diperbaiki. Dan jika seseorang dari tahun 2015 Masehi melangkah melalui lubang cacing yang diperbaiki, mereka akan keluar pada tahun 7010 M dari lubang cacing yang bergerak. (Jika seseorang melangkah melalui lubang cacing pada tahun 2012 M, mereka akan berakhir di pesawat ruang angkasa di suatu tempat di tengah perjalanan dan seterusnya.)

Meskipun ini adalah deskripsi mesin waktu yang paling masuk akal secara fisik, masih ada masalah. Tidak ada yang tahu apakah ada lubang cacing atau energi negatif, atau bagaimana menyatukannya dengan cara ini jika memang ada. Tapi itu (secara teori) mungkin.