Je weet al dat de speciale relativiteitstheorie van Einstein je vooruit in de tijd laat snellen. Beweeg gewoon snel genoeg, en de klok tikt langzamer voor jou dan voor iedereen die stilstaat. Maar de algemene theorie? Dat is waar de wiskunde raar wordt. Het opent deuren naar het verleden.
Kurt Gödel, een logicus en Einsteins collega, vond zo’n deur in 1949. Hij maakte er een verjaardagscadeau van voor zijn vriend. Het model was vreemd. Een universum gevuld met stofachtige deeltjes die bewegen als een dikke vloeistof. Negatieve kosmologische constante. Het maakte ‘tijdachtige curven’ mogelijk.
Hier is de kicker: je zou langs een van die bochten kunnen reizen. Begin op één plek. Loop achteruit. Eindig precies waar je begon.
Natuurkundigen deden deze curven aanvankelijk af als wiskundige rommel. Onfysieke artefacten van slechte wiskunde. Ze gingen ervan uit dat echte universums hen niet zouden ondersteunen.
Toen liet Kip Thorne zien dat ze ongelijk hadden.
In 1988 vond de toekomstige Nobelprijswinnaar een nieuwe oplossing. Doorkruisbare wormgaten. En ze hadden geen bizarre, met stof gevulde kosmos nodig. Ze zouden in een realistisch universum kunnen bestaan. Dit veranderde alles. Plotseling was tijdreizen niet alleen maar een logische puzzel. Het was een natuurkundig probleem met mogelijke oplossingen.
Kun je je grootvader daadwerkelijk vermoorden?
De grootvaderparadox is de olifant in de kamer. Een schrijver genaamd René Barjavel stelde het in 1944. Ga terug. Dood je grootvader. Je vader is nooit geboren. Je wordt nooit geboren. Hoe ben je teruggegaan om hem te vermoorden?
De Russische natuurkundige Igor Novikov probeerde dit beest te temmen. Zijn zelfconformiteitsprincipe zegt dat je terug kunt gaan, maar dat je het verhaal niet kunt veranderen. Jij maakt deel uit van het script. Als je je grootvader probeert neer te schieten, blokkeert het pistool. Jij struikelt. Jij mist. De toekomst blijft precies zoals hij was.
Je hebt deze trope overal gezien. Dokter Wie. 12 Apen. De Duitse serie Dark. Personages proberen een gebroken verleden te herstellen. Hun pogingen creëren de pauze. Het is een gesloten lus.
Thorne en zijn team hebben dit op de proef gesteld. Niet met mensen. Met een bal.
Stel je een bal voor die in een wormgat rolt. Het komt uit in het verleden. Daar komt het in botsing met zijn eigen jongere zelf, waardoor de jongere versie bij de ingang wordt weggeslagen. Als het jongere zelf nooit binnenkomt, komt het oudere zelf nooit aan. Paradox.
De vraag voor de groep van Thorne in 1991 was simpel maar angstaanjagend. Is er een startpositie en snelheid voor de bal waar deze lus niet kan worden opgelost?
Zij hebben de berekeningen gemaakt. Het antwoord was nee.
Voor elke initiële voorwaarde was er een op zichzelf consistente uitkomst. De bal raakt altijd zichzelf op een manier die ervoor zorgt dat de lus blijft hangen. Het team van Thorne kon geen opstelling vinden waarbij de bal definitief verhindert dat hij binnendringt. Ze konden het niet voor alle gevallen wiskundig bewijzen. Maar hun modellen suggereerden sterk dat zelfconsistent tijdreizen altijd mogelijk is.
Er is echter een complicatie. In sommige scenario’s bestonden oneindige oplossingen. Welke gebeurt er? Het maakt de natuur niet uit. Dus Thorne bracht de kwantummechanica binnen. De bal bestaat in een superpositie van alle mogelijke paden. Hij vertrekt met elke geldige snelheid tegelijkertijd. Zelfs met de kwantummist hield de wormgatfysica stand.
Hawkings lege feestje
Stephen Hawking was niet overtuigd.
Theoretische oplossingen waren prima voor wiskundepapieren. Ze bedoelden niet dat het universum het zou toestaan. In 1992 stelde Hawking het ‘vermoeden van chronologische bescherming’ voor. Vrij vertaald: De wetten van de natuurkunde hebben een uitsmijter. En het laat je niet binnen.
Een fundamentele theorie die nog moet worden ontdekt, zou macroscopisch tijdreizen kunnen voorkomen. Gesloten tijdachtige curven zouden verboden zijn. Het universum bewaart zijn geschiedenis veilig.
Hawking maakte er zelfs een grapje van. Hij gaf een feest voor tijdreizigers. 28 juni 2010. Champagne. Canapés. Ballonnen.
Maar hij verzond de uitnodigingen pas nadat het feest voorbij was.
De gastenlijst was leeg. Niemand kwam opdagen.
Voor Hawking was dat het bewijs. Als tijdreizen mogelijk was, zou iemand de uitnodiging hebben gezien en terugkomen. Dat deden ze niet. Daarom is het onmogelijk.
Heeft hij gelijk? De wiskunde zegt nee. De paradoxen suggereren nee. Maar de wormgaten? Ze fluisteren dat de uitsmijter misschien, heel misschien, slaapt. Of misschien bestaat de uitsmijter helemaal niet. We wachten nog steeds op de rest van de gastenlijst.
