Vil du “tesser” på tværs af universet? Øjeblikkelige rejser mellem planeter og stjerner er ikke så let, som det ser ud i Madeleine L’Engles bog “A Wrinkle in Time” fra 1962, hvis filmatisering har premiere i de amerikanske biografer i dag (9. marts). Fysikere siger imidlertid, at tessering kan være muligt – så længe det følger de fysiske regler, der blev fastlagt af Albert Einstein for hundrede år siden.
I handlingen i “Wrinkle” tesser børnene Meg, Charles Wallace og Calvin (med hjælp fra de magtfulde væsener Mrs. Whatsit, Mrs. Who og Mrs. Which) til forskellige planeter for at finde en person, der er meget vigtig for børnene. En berømt illustration og beskrivelse fra bogen forklarer tessering ved at vise en myre, der marcherer langs en tråd; det er meningen at forestille en myre, der rejser mellem to punkter, som den normalt gør.
Hvorimod, hvis tråden foldes, skal myren ifølge bogen tilbagelægge en meget mindre afstand, og den tid, det tager for myren at rejse, bliver reduceret. Hvis man ekstrapolerer denne idé til, hvordan mennesker bevæger sig gennem rummet, er “tessering” en form for rejse – at rynke rum og tid – for at komme til fjerne steder på meget kort tid.
Bogen bruger en femdimensionel anordning kaldet en “tesserakt” til at føre mennesker fra sted til sted. Men – og det er her, det bliver forvirrende – en tesserakt har i virkeligheden en helt anden betydning. “Det er et firedimensionelt felt – det er det hele. Det er det, som en terning ser ud i fire dimensioner,” sagde Eric W. Davis, der er videnskabelig chef for forskningsstiftelsen EarthTech International’s Institute for Advanced Studies i Austin, i et interview med Space.com.
Davis erkendte, at det er svært at forestille sig en tredimensionel terning i fire dimensioner. (Det bliver værre: Stringteorien antyder, at vores univers måske har 10 eller flere dimensioner, men det er en anden historie). Men hurtige rejser på tværs af tid og rum er ligeledes svært for fysikere at forestille sig. Interstellare fartøjer er et almindeligt plot i science fiction-serier lige fra “Star Wars” til “Star Trek” og “Interstellar”. Det er dog science fiction.
Hvordan man kan rejse så hurtigt i det virkelige liv er stadig en gåde for fysikere, men L’Engles bog har påvirket nogle forskere. Patrick Johnson, der er assisterende professor i fysik ved Georgetown University, læste bogen første gang – et signeret eksemplar, som forfatteren oprindeligt havde givet til hans far, som det viste sig – da han var teenager. “Det, der blev hængende for mig, var tesseraktet. Det var noget, jeg har tænkt over hele mit liv, lige siden. Jeg har ikke været i stand til at tesserere, men det har været en tanke, der har været til stede i mit sind,” sagde han til Space.com.
Tesseracts og ormehuller
Nogle af nutidens fysikere ser en forbindelse mellem den fiktive “tesserering” og virkelige teorier om hurtige rejser gennem universet. “‘A Wrinkle in Time’ var en af mine yndlingsbøger, da jeg var barn,” siger Stephen Hsu, fysiker og vicepræsident for forskning og graduate studies ved Michigan State University, til Space.com i en e-mail. Han sagde, at ud fra den beskrivelse, som L’Engle gav, synes tessering “at ligne at passere et ormehul.”
Et ormehul er en teoretisk forbindelse mellem to steder. Det formodes at give en måde at komme uden om de normale begrænsninger for rejsehastigheden. Den berømte ligning E=mc2, der først blev foreslået af Albert Einstein i forbindelse med relativitetsteorien, omhandler forholdet mellem energi og masse og kommer med strenge bestemmelser. For eksempel kan intet rejse hurtigere end lyset, fordi objektets masse ville blive uendelig.
Vormhuller kan måske bruge sorte huller til at fungere. Sorte huller er singulariteter, der er forårsaget af massive stjerners kollaps. De forvrænger rum og tid omkring dem og forårsager underlige tidsudvidelsesvirkninger for alle, der kommer for tæt på. Under de rette omstændigheder kunne vi måske omdanne de sorte huller til tidsrejseapparater. Det ville dog kræve en masse arbejde: Fysikken siger, at det ville kræve en suveræn mængde energi at holde et ormehul åbent, hvilket både er et teknisk og et fysikproblem.
“Det er ikke noget, som Elon Musk vil frigive på en uge. Han har gjort store fremskridt inden for rumfart, men hvis det sker i hans levetid, vil jeg blive oprigtigt overrasket,” sagde Johnson, der har skrevet “The Physics of Star Wars: The Science Behind a Galaxy Far, Far Away” (Adams Media, 2017).
Johnson påpegede, at vores forståelse af ormehuller kan ændre sig, efterhånden som endnu mere eksotiske objekter bliver opdaget i universet. Han sagde, at LIGO – den massive gravitationsbølgedetektor, der modtager signaler fra enorme begivenheder som f.eks. sorte huller, der fusionerer – måske i morgen kan finde en bedre kilde til hurtig rejse.
“Det ville være ligesom et sort hul, men langt mere kontrollerbart, og det ville være den bedste måde at skabe ormehuller på,” sagde Johnson. “Der kunne være ting, som vi endnu ikke kender til, som kunne være den bedste måde at lave” hurtige rejser på.
Tværs af universet
Det er uklart, om sorte huller ville være det bedste råmateriale til et ormehul. Et af problemerne er, at ormehuller skal have en tråd med negativ masse, og det er “ikke noget, der findes i vores univers”, siger Paul Sutter, der er astrofysiker ved Ohio State University, til Space.com. Selv hvis vi skulle bruge en anden anordning – såsom en uendelig lang cylinder, der roterer meget hurtigt, hvilket teoretisk set er en god ormehulskandidat – “er det ret svært at finde i vores univers”, tilføjede han.
“Enten findes der ikke en sådan anordning, eller også forstår vi ikke, hvordan vi skal bruge den, eller også har vi ikke fundet den rigtige anordning endnu,” sagde Sutter om at bruge ormehuller til at rejse med. Selv hvis vi kunne bygge og holde et ormehul åbent, kommer nye paradokser i spil, tilføjede han. I teorien kunne man accelerere den ene ende af ormehullet til lysets hastighed, mens man holder den anden ende i ro, sagde Sutter; på den måde kunne man gå gennem ormehullet og ende i fortiden på grund af reglerne i den generelle relativitetsteori. Med andre ord ville ormehullet give en form for tidsrejse.
Men tidsrejser medfører flere problemer, f.eks. det berømte “bedstefarparadoks”, som spørger, hvad der ville ske med den person, der dræbte sin bedstefar under en tidsrejsebegivenhed. Ville den tidsrejsende dø, fordi han eller hun aldrig var blevet født, eller ville der ske et alternativt scenarie?
“Det åbner en hel gigantisk kausalitetsdåse af orme”, sagde Sutter. “Så kan man påvirke begivenheder, efter at de er sket, hvilket ikke synes at være tilladt i vores univers.”
Matematikken i den generelle relativitetsteori er også begrænset, når det gælder tidsrejser, især for en person, der vælger et sted at rejse hen. Sutter sagde, at det er nemmest at konstruere en tidsmaskine, hvis man forbliver på det samme sted, mens man rejser i tiden. At åbne den til et andet sted “bliver meget vanskeligt, og matematikken er ikke klar”, tilføjede han.
Mens L’Engles tessering er svær at forklare i fysiske termer, sagde Johnson – som læste et signeret eksemplar for årtier siden – at han stadig finder hendes forklaringer forunderlige. “Nu hvor jeg er fysiker og kigger tilbage, blev hendes bog udgivet i begyndelsen af 1960’erne. På det tidspunkt var vi stadig i gang med at finde ud af Einsteins relativitetsteori”, sagde Johnson. Men L’Engle forsøgte ikke desto mindre at indarbejde den i sin fiktion: “Ikke engang alle videnskabsmænd var enige om, at det var en sand og præcis teori. Så det var fantastisk, at hun kunne komme med denne bog.”
Følg os på @Spacedotcom, Facebook og Google+. Originalartikel på Space.com.
Den seneste nyhed