Er is een kans dat we door dimensies en tijd kunnen reizen

Professor Jim Al-KhaliliTheoretisch natuurkundige, auteur en omroeperTuesday 11 Jun 2019 7:01 am

Het is ieders favoriete wetenschapsvraag: Is tijdreizen echt mogelijk?

Er zijn honderden films en tv-series geweest die dit hebben onderzocht – sommige intelligenter dan andere – en er wordt altijd veel wetenschappelijk klinkend jargon rondgebazuind, zoals wormgaten en hogere dimensies en singulariteiten en parallelle realiteiten.

Maar wat heeft de echte natuurkunde hierover te zeggen? Dit is iets wat ik de afgelopen drie decennia heb bestudeerd. Mijn eerste boek, Black Holes, Wormholes and Time Machines, gebaseerd op mijn lezingen aan het Institute of Physics, werd precies 20 jaar geleden gepubliceerd.

Er is een eenvoudige eerste vraag:

Niet alleen weten we dat tijdreizen mogelijk is, maar ook dat het routinematig wordt aangetoond door experimenten, zij het op zeer kleine schaal.

Maar tijdreizen hangt af van de vraag of we naar de toekomst of naar het verleden willen, want het ene is gemakkelijker dan het andere.

Isaac Newton geloofde dat tijd iets was waar we geen controle over hebben – dat het in een constant tempo voorbij gaat, meedogenloos tikkend door de seconden, minuten, uren en jaren overal in het heelal in hetzelfde tempo.

Toen, in 1905, publiceerde Einstein zijn relativiteitstheorie en bracht een wetenschappelijke revolutie teweeg.

Hij toonde aan dat de tijd niet absoluut of onafhankelijk van ons is, maar kan worden uitgerekt en samengedrukt, afhankelijk van hoe snel we ons voortbewegen.

In feite kun je, door dicht bij de lichtsnelheid te reizen, de tijd vertragen, zodat er, wanneer je stopt, voor jou minder tijd is verstreken dan in de buitenwereld en je je, letterlijk, in de toekomst bevindt.

Een andere manier om in de toekomst te komen wordt voorspeld door Einsteins theorie van de zwaartekracht (wij natuurkundigen noemen het Algemene Relativiteit), die hij in 1915 voltooide en waaruit bleek dat de zwaartekracht ook het verstrijken van de tijd vertraagt.

De tijd loopt dus langzamer op zeeniveau dan op de top van een berg, waar hij op zijn beurt langzamer zou lopen dan in de ruimte – in principe geldt: hoe sterker de aantrekkingskracht van de zwaartekracht (in dit geval: hoe dichter je bij het middelpunt van de Aarde bent, hoe langzamer de klokken tikken).

Het effect van de zwaartekracht van de Aarde op de tijd is heel klein en dus niet zo interessant.

Maar als je een zwart gat zou kunnen vinden en er een paar keer omheen zou kunnen draaien (waarbij je moet oppassen dat je er niet in gezogen wordt), zou het ongelooflijk sterke zwaartekrachtsveld je tijd enorm vertragen.

Als je op Aarde terugkomt, zal iedereen commentaar geven op hoe jong je eruitziet, gezien de vele Aardse jaren die je weg bent geweest.

Tijdreizen naar het verleden blijken daarentegen veel lastiger te zijn.

Maar de Algemene Relativiteit – nog steeds onze beste theorie over de aard van de tijd – sluit het niet volledig uit. Ze stelt dat ruimtetijd kan worden gekromd om een zogenaamde gesloten tijdcurve te creëren, die een beetje lijkt op een ‘loop-the-loop’ in een achtbaan die je door zowel ruimte als tijd terugbrengt naar het punt waar je begon, maar voordat je vertrok.

Dus, als tijdreizen naar de toekomst mogelijk is en tijdreizen naar het verleden, hoewel moeilijk, nog niet is uitgesloten, waar wachten we dan nog op? Waarom hebben we nog geen tijdmachine gebouwd? Begrijpen we iets niet over de aard van de tijd?

Wel, heel goed mogelijk.

Een probleem werd beroemd onder de aandacht gebracht door Stephen Hawking, die zich afvroeg waarom, als tijdreizen naar het verleden mogelijk zou zijn, we nog niet zijn bezocht door tijdreizigers uit de toekomst.

Onze tijd ligt voor hen immers in het verleden.

Als toekomstige generaties er ooit in slagen een tijdmachine te bouwen, dan zullen er zeker zijn die het begin van de 21e eeuw zouden willen bezoeken. Het kan natuurlijk zijn dat tijdreizigers uit de toekomst wel degelijk onder ons zijn, maar er gewoon voor kiezen zich gedeisd te houden, of gewoon geen zin hebben in een pakketreis naar 2019.

Het blijkt dat dit probleem gemakkelijk op te lossen is.

Als we er ooit in slagen een tijdmachine te bouwen, blijkt dat die ons slechts zover terug zou brengen als het moment waarop hij werd aangezet. De reden dat we geen tijdreizigers uit de toekomst zien, is dus dat er nog geen tijdmachines zijn uitgevonden.

Parallelle dimensies

Er zijn echter nog veel meer verbijsterende paradoxen die tijdreizen met zich meebrengt.

De beroemdste paradox werd verkend in de film Back to the Future. Wat als je teruggaat in de tijd en voorkomt dat je ouders elkaar ooit ontmoeten?

Ben je dan ineens niet meer omdat je nooit geboren bent? En als je nooit geboren zou zijn, zou je nooit opgegroeid zijn tot een bemoeizuchtige tijdreiziger, dus je ouders zullen elkaar toch ontmoet hebben en je bent geboren, in welk geval je wel terugreist in de tijd en je geboorte voorkomt… enzovoort.

De enige zekere manier om deze paradox op te lossen is als er parallelle universa bestaan.

Dit is een idee dat misschien niet zo gek is als het klinkt en natuurkundigen doen momenteel onderzoek naar dit idee. Als dergelijke parallelle dimensies reëel zijn, dan glijdt tijdreizen de reiziger onvermijdelijk naar een parallelle wereld waarin hij of zij in staat is met het verleden te rommelen zonder dat het hem of haar beïnvloedt.

Het tegenhouden van een ontmoeting tussen je ouders in een parallel universum betekent dus gewoon dat je nooit in dat universum geboren zult worden.

Als ik een gokker was, zou ik zeggen dat tijdreizen naar het verleden op een dag onmogelijk zal blijken te zijn, zelfs in theorie.

Om daarentegen in de toekomst te komen, hoef je alleen maar een ruimteschip te bouwen dat snel genoeg is om je naar het dichtstbijzijnde zwarte gat te brengen.

Wacht er wel voor dat als je de toekomst bereikt, je misschien niet meer terug kunt als je besluit dat je het daar niet leuk vindt.

Professor Jim Al-Khalili is kwantumfysicus, auteur en omroeper. Zijn nieuwe blockbuster sci-fi thriller, Sunfall, is nu uit.