Kan man resa i tiden? Jo, det kan man. Vi reser alla i tiden varje dag, också du gör det, du reser framåt i tiden med en hastighet på en sekund per sekund.
Nå, nu när jag fick det skämtet undanstökat så kan vi ta itu med själva temat för den här veckans Kvanthopp. Som är tidsresor. Kvanthopps nybörjarkurs för tidsresenären. Det förekommer en hel massa tidsresande i mitt flöde just nu. De olika streamingtjänsterna verkar vara fulla av filmer och serier om tidsresor ur olika synvinklar.
Men det här är ganska typiskt när tiderna är oroliga och osäkra. Folk längtar bort till bättre tider. Tänk vad praktiskt om man kunde stiga in i en tidsmaskin och välja ett lämpligt datum i det förflutna då fred och välstånd rådde och – hejdå 2020-talet.
Men vad säger vetenskapen om det här? Är tidsresor på riktigt möjliga, framför allt bakåt i tiden? Vilka följder skulle det ha om vi alla började resa fram och tillbaka, inte bara till och från stugan, utan till och från renässansen, eller någonting.
Vad händer till exempel om du råkar ha livet av din egen farfar, innan din pappa har blivit till? Det här är ett klassiskt exempel från tidsresejargongen, kallad farfarsparadoxen.
Nå, du vill säkert inte orsaka paradoxer, du vill bara njuta av solnedgången över havet medan brontosaurusarna betar på ängen intill. Hur som helst så finns det saker och ting du behöver veta innan du åker. Fortsätt läsa så vet du mer.
Tidsresor i science fiction
Min favorit av alla berättelser om tidsresande härstammar från den brittiska författaren Douglas Adams penna. Eller den är egentligen bara en liten fotnot från boken Livet, universum och allting. Men den har fastnat i mitt huvud. Jag tänker på legenden om den stora katedralen i Chalesm.
Katedralen i Chalesm, skriver Douglas Adams, var en berömd och vacker konstruktion, en av de finaste byggnaderna i hela Vintergatans galax. Men tyvärr köptes tomten som katedralen var byggd på av ett företag som ville bygga ett jonraffinaderi på den. Så de rev katedralen.
Men byggandet av raffinaderiet tog så lång tid att byggentreprenören, som också sysslade med tidsresor, var tvungen att sträcka inledandet av byggprojektet allt längre tillbaka in i det förflutna. Det här för att tillåta jonproduktionen att starta i tid. Så det slutade med att den stora, mäktiga och berömda katedralen i Chalesm aldrig kom att byggas överhuvudtaget.
Följden av det här blev, skriver Douglas Adams, att vykort av katedralen plötsligt blev oerhört värdefulla.
Det faktum att det finns så mycket böcker och filmer om tidsresande kan vi tacka en av Douglas Adams landsmän för. Herbert George Wells, bättre känd som H.G Wells. 1898 publicerades hans debutroman Tidsmaskinen, som sedermera gav upphov till en hel subgenre inom science fiction. Faktum är att själva termen ”tidsmaskin” är myntad av Wells, och har sedan dess blivit ett universellt begrepp. Boken i fråga har också filmatiserats flera gånger.
Många av oss som tillhör generation X associerar däremot tidsresor med en annan film: Tillbaka till framtiden (Back to the Future) från 1985, med Michael J. Fox i huvudrollen som Marty McFly.
Marty är en en tonårskille som reser tillbaka i tiden till 1955 i en DeLorean-bil konverterad till tidsmaskin. I det förflutna möter Marty sina framtida föräldrar och av misstag får han sin blivande mamma att bli kär i honom istället för hans pappa, vilket ju inte är bra med tanke på hans egen existens.
Einstein ställer allt på huvudet
Nå, inga fler spoilers nu ifall att någon mot förmodan inte ännu har sett den här moderna, Oscarsbelönade filmklassikern. Låt oss istället titta närmare på själva begreppet tidsresor. Vad har vetenskapen att säga om det här?
Det är omöjligt att säga någonting om att resa i tiden utan att nämna Albert Einsteins namn. Det var nämligen han som för mer än 100 år sedan slog fast vad tid egentligen är, och hur den fungerar.
Einsteins speciella relativitetsteori från 1905 slog fast att ljusets hastighet i vakuum, cirka 300 000 kilometer i sekunden, är lika för alla observatörer oberoende av deras egen hastighet. Och det här ledde till att vi tvingades omdefiniera allt det där som vi hade uppfattat som fundamentalt, inklusive tid, rum, massa, och energi. Tid och rum är nämligen två olika sidor av samma mynt som kallas rumtid.
Vad betyder det här då i praktiken, med tanke på tidsresor? Jo, rum och tid går hand i hand på det sättet att ju fortare du reser i rummet, desto långsammare reser du i tiden. Med andra ord, ju snabbare ett objekt rör sig i förhållande till ett annat objekt, desto långsammare upplever det första objektet tiden.
Det här har testats i praktiken: två atomur synkroniseras med varandra. Sedan tar man ena klockan och flyger runt jorden med den i ett snabbt flygplan, i samma riktning som jorden roterar. Resultatet blir att klockan som flög runt jorden ligger en aning efter klockan som stannade på marken.
Klockan ombord på det snabba flygplanet rörde sig med andra ord lite långsammare i tiden än en sekund per sekund, på grund av att den rörde sig lite fortare genom rummet. Och här ska understrykas att det alltså inte har med klockan att göra, att den saktar sig eller något liknande. Det är på riktigt tiden som går långsammare.
Det är just det här som gör att det är möjligt att resa framåt i tiden, i princip och helt konkret också. Det hela brukar illustreras genom tanke-experimentet med den så kallade tvillingparadoxen. Det är ett lite missledande namn, för egentligen handlar det inte alls om en paradox, utan det är en helt naturlig följd av relativitetsteorin.
En resa till din tvillings framtid
Hur som helst, tänk dig två tvillingar, Castor och Pollux. De bor på jorden. Castor går ombord på ett rymdskepp som gör en resa fram och tillbaka till någon stjärna med, säg nu, 95 procent av ljushastigheten.
När Castor sedan kommer tillbaka till Jorden har det gått fem år för honom, men han upptäcker till sin stora chock att hans tvillingbror Pollux har åldrats med femtio år och kunde vara hans farfar.
”Men vänta”, hör jag dig säga: ”Enligt Einstein är ingen observatör viktigare än någon annan. Därför går det inte att avgöra om det är Castor som reser iväg och Jorden som står stilla eller om det är Jorden (tillsammans med Pollux) som reser iväg och Castor som står stilla”. Lite som att är det tåget som stannar vid stationen eller stationen som stannar vid tåget. Båda är i princip korrekta.
Med andra ord, när Castor och Pollux återförenas, hur ska man då egentligen kunna avgöra vilkendera tvillingens tid det är som ska ha saktat sig?
Bra fråga. Men Castor är ändå bevisligen fortfarande en ung man, medan hans tvillingbror är en åldring. Och kruxet ligger i det här: för att ha kunnat resa någonstans överhuvudtaget, måste Castor ha blivit utsatt för acceleration. Däremot har inte Pollux blivit utsatt för någon acceleration.
Pollux (på Jorden) stannar med andra ord i ett icke-accelererande referenssystem hela tiden. Castor, i sitt rymdskepp, befinner sig däremot i ett annat, accelererande referenssystem. När Castor ger sig av på sin rymdfärd accelererar hans referenssystem och ”tappar synkroniseringen” med Jordens referenssystem.
Nå, det var den enkla versionen av det här fenomenet, den matematiska förklaringen är mycket mer komplicerad. Men det är så här det fungerar.
Tidsresande satelliter
Hur som helst, ledsen om någon blir besviken, men vi kan i praktiken inte använda en rymdraket som tidsmaskin för att resa tiotals eller hundratals år in i framtiden. Våra nuvarande rymdfarkoster är på tok för långsamma för sådant. Däremot: samma fenomen, samma sorts tidsresande, påverkar helt vanliga prylar som vi använder varje dag.
Till exempel: GPS-satelliterna kretsar mycket snabbt runt jorden, med cirka 14 000 kilometer i timmen. Det här saktar ner tiden som GPS-satelliternas klockor upplever jämfört med tiden på jordytan, med en liten bråkdel av en sekund.
Men satelliterna kretsar också högt uppe runt jorden, cirka 20 200 km över jordytan. Det här snabbar faktiskt upp GPS-satellitklockorna med en lite större bråkdel av en sekund.
Det i sin tur, säger Einstein, beror på att gravitationen kröker rumtiden, vilket gör att tidens gång saktar ner. Ju starkare gravitation, desto långsammare går tiden. Och högt upp där satelliterna kretsar är jordens gravitation mycket svagare. Det här gör att klockorna på GPS-satelliter går snabbare än klockorna på marken.
Det kombinerade resultatet är att klockorna ombord på GPS-satelliterna upplever tiden med en hastighet som är aningen snabbare än en sekund per sekund av jordtid.
Om man inte tog den här såkallade tidsdilatationen i beaktande och korrigerade för den, skulle det bli stora problem. GPS-satelliterna skulle inte kunna beräkna sin position korrekt, vilket skulle leda till att också din position på kartan skulle bli fel, med upp till flera kilometer.
Men med andra ord, resor framåt i tiden är alltså helt möjliga. Både på den korta och den långa skalan. Det är när vi försöker resa bakåt, till tiden då mamma var ung, eller till dinosauriernas tid, som vi får problem.
Fortare än ljuset = tidsresa bakåt
Och här måste vi igen plocka fram den speciella relativitetsteorin. Där slår Einstein fast att ingenting kan gå snabbare än ljusets hastighet, cirka 300 000 kilometer per sekund. Består du av materia, som har massa – och vem gör inte det – kan du närma dig ljusets hastighet, men du kan aldrig nå den. För att inte tala om att överskrida den. Om någonting, eller någon, mot förmodan skulle överskrida den här gränsen, då skulle denna någon röra sig bakåt i tiden.
Men då uppstår en massa konstiga effekter. Säg nu att du åker till Mallorca med Finnairs fortare-än-ljuset-flyg. Du har riktigt bråttom till playan. Då kommer du att anlända på Mallorca innan du startar från H:fors-Vanda. Och då kan du ringa hem och önska dig själv trevlig resa. Och det här tycker Einstein inte alls om.
Det är ingen skillnad om du använder dig av ett flygplan som flyger fortare än ljuset, eller en Einstein-Rosen-bro, också känd som maskhål. De är teoretiska hål i själva rumtidsväven som förbinder vitt skilda punkter i universum, så att du kan hoppa in i hålet i Esbo och utan fördröjning dyka upp i Epsilon Eridani. Eller på Mallorca. Fortare än ljuset. Också det bryter mot kausaliteten.
Kausali-vaddå? Ja, alltså. En av fysikens mest grundläggande lagar, faktiskt hela vetenskapens, är kausalitet: orsak går alltid före verkan. A händer och får B att hända, inte tvärtom. Och informationen om att A har hänt kan inte nå B fortare än den tid det tar för ljuset från A att nå B.
Om du flyger fortare än ljuset och anländer på Mallorca innan du ens har startat från Helsingfors – ja, det är en tidsresa, men det är också vetenskapligt kätteri. Precis som Marty McFly som kysser sin egen mamma femton år innan han själv ens är född.
Farfarsparadoxen: gör inte så här
För att förstå hur grovt brott mot fysikens lagar det här är, att rådda med kausaliteten, måste vi ta till exemplet med den berömda farfarsparadoxen.
Föreställ dig följande: du är en tidsresande lönnmördare, och någon har anställt dig för att mörda en person som visar sig vara din egen farfar. Så du dyker in i närmaste maskhål och anländer på din destination, där året råkar vara 1965, för du har precis rest fortare än ljuset.
Så du letar upp den 18-årige versionen av din pappas pappa. Du höjer din pistol, men vad händer när du klämmer på avtryckaren?
Alla ni som har konsumerat er beskärda del av science fiction är bekanta med det här, men nu talar jag inte till er. Det här är en nybörjarkurs i tidsresande. Nå hur som helst: det här är vad som händer när du försöker döda din tonåriga farfar. Ingenting.
Jag menar, du har inte fötts än. Inte din pappa heller. Om du dödar din egen farfar innan han ens har träffat din farmor, kommer han aldrig att få en son. Den sonen kommer aldrig att få dig, och du kommer aldrig att råka ta det där jobbet som tidsresande lönnmördare. Skjuter du så eliminerar du din egen existens. Det här är vad som kallas en inkonsekvent kausalitets- eller orsaksslinga. En ödesparadox.
Ett annat exempel, i en lite större skala. Du är Napoleon Bonaparte. Det är den 15 juni 1815, dagen för slaget vid Waterloo. Nå, vi vet ju hur det slaget slutade. Men du är Napoleon, världens främste härförare. Du skickar iväg en kurir till Paris. Han är försedd med en häst som kan galoppera fortare än ljuset.
Så den här kuriren anländer i Paris den tionde juni, fem dagar före slaget. Han meddelar huvudstaben vad som har hänt, ”vi förlorade slaget”. Så huvudstaben kan informera Napoleon om slagets utgång i god tid innan slaget ens har börjat. Vilket resulterar i att Napoleon besluter sig för att slå till reträtt. Så blir det inget slag vid Waterloo.
Vilken röra för journalisterna, inser jag med ens. Hur rapporterar man om något sådant som krigskorrespondent?
Universum idkar självförsvar
Nå, nu anser ju som sagt mainstream-vetenskapen att det här är och förblir science fiction-drömmar. För också om maskhål eller fortare-än-ljuset-resor skulle göra tidsresor bakåt i tiden möjliga, så har universum sätt att skydda sig mot farfarsparadoxer och andra brott mot kausaliteten. Den israelisk-brittiske fysikern och Oxfordprofessorn David Deutsch har skrivit om det här.
För att illustrera det här, sätt dig än en gång i den tidsresande lönnmördarens skor. Om David Deutsch har rätt så skulle din farfar vara praktiskt taget skottsäker. Bokstavligen. Du kan sikta på honom med din pistol, du kan till och med trycka på avtryckaren, men skottet brinner inte av.
Eller kanske kommer en fågel att bajsa på dig i precis rätt ögonblick, så att du missar. Enligt David Deutsch kommer någon sorts kvantfluktuation alltid att inträffa för att förhindra att en paradox uppstår.
I så fall så är det ju fritt fram för eventuella besökare från framtiden att rumla runt i det förflutna utan att behöva oroa sig för att orsaka paradoxer. Om universum helt enkelt inte tillåter att sådana sker. Och, jag menar, också i filmen Tillbaka till framtiden bevarades ju kausaliteten till slut, trots att Marty McFly var nära att klåpa.
Men kanske den risken aldrig ens fanns. För universum förbjuder sådant.
Kvantmekaniken lägger sig i
Men sedan finns det ännu en möjlighet som vi är tvungna att beakta. Och den utgår från kvantmekaniken. Om kvantmekanikens många världar-tolkning är korrekt, då ligger det förflutna som tidsresenären besöker på en annan tidslinje.
Se det som en separat sandlåda: Du kan bygga eller förstöra alla sandslott du vill i den, men det påverkar inte din egen sandlåda på din egen tidslinje det minsta.
Med andra ord, om det förflutna du reser till finns på en separat tidslinje, spelar det inte så stor roll om du dödar din egen tonåriga farfar med berått mod. Naturligtvis betyder det ju att din pappa aldrig föds, och inte du heller, men det här är en annan tidslinje, så kausaliteten äventyras inte.
För din farfar, och för universum, är du bara en vanlig lönnmördare som gör sitt jobb. Och du hamnar i finkan.
Hur som helst betyder det antagligen att du aldrig kan återvända till din ursprungliga sandlåda, till din egen tidslinje. Om du inte har en tidsmaskin som också kan navigera genom multiversums olika lager. Och också då återvänder du till en tidslinje där du aldrig sköt din egen farfar.
Men allt det här är nu hur som helst ytterst hypotetiskt. Tidsresor bakåt i tiden är av allt att döma inte möjliga. Men jag måste ännu till slut ta upp en aspekt av det hela som science fiction-berättelserna alltid missar.
När Marty McFly knappar in sin destination i sin tidsmaskin, den 5 november 1955, så förväntar han sig ju såklart att anlända på samma plats i rummet, även om han reser trettio år tillbaka i tiden. Det är ett ganska kaxigt antagande. Nå, han har manusförfattarna på sin sida, så det går ju enligt planen.
Men strikt taget, om Marty McFly reser trettio år tillbaka i tiden, men bibehåller samma rumsliga koordinater, så skulle han ju dyka upp mitt i tomma rymden. Jag menar, för trettio år sedan befann sig jorden – och Hill Valley – någon helt annanstans än den gör just nu. Och så skulle Marty McFly kvävas till döds.
Alltså: om du planerar en resa i tiden, kom ihåg att specificera att du också vill resa samma distans i rummet. Annars går det åt pipan.
Varning för tidsloopar
Jag skulle samtidigt också rekommendera att du undviker att leta upp dig själv om du besöker det förflutna. Om det så gäller att ge ditt yngre jag trettio års samlade rätta lottorader.
För jag menar, om du möter ditt yngre jag i 1992, skapar du hur som helst en tidsloop. Den unga versionen av dig, som du ger de rätta lottoraderna åt, kommer att åldras, och använda pengarna från de otaliga kommande Eurojackpot-fullträffarna till att konstruera en tidsmaskin. Som du använder till att resa tillbaka från 2022 till 1992, där du möter dig själv.
Och så åldras du och vinner på lotto och bygger din tidsmaskin och reser tillbaka till 1992… och så vidare och så vidare. Samma liv, om och om och om igen, i all evinnerlighet. Hela poängen med tiden är att den ska gå framåt, och att vi ska kunna lämna det förflutna bakom oss, om du frågar mig.
Så kanske det är bäst att lämna tidsresandet åt science fictionförfattarna, blicka framåt och invänta framtiden i lugn och ro. Tids nog är den här.
