Al sinds sciencefictionfilms als Back to the Future ons kennis lieten maken met de problemen en paradoxen die tijdreizen met zich meebrengt, is er één paradigma dat de natuurkunde ertoe heeft aangezet om halsoverkop te proberen een oplossing te vinden die geen toevlucht neemt tot nieuwe wetten of magische formules om een verklaring te vinden: de grootvaderparadox. Nu is de wetenschap een stap dichter bij de oplossing.
Terwijl het idee van tijdreizen naar de toekomst gemeten en geverifieerd is door de relativiteitstheorie, bijvoorbeeld met tijd die langzamer reist op aarde dan in het schip dat met de lichtsnelheid door de ruimte reist, is reizen naar het verleden gestuit op inconsistenties die, gebaseerd op problemen met wat we begrijpen van de huidige fysica, vandaag onmogelijk lijken. Het oplossen van de grootvaderparadox is de sleutel tot het omdraaien van deze situatie.
Wat de Grootvaderparadox oproept
Degenen onder jullie die kennis hebben gemaakt met de Back to the Future-saga en het tijdreizen daarin, weten waarschijnlijk wel wat er achter de Grootvaderparadox schuilgaat, zelfs als je er nog nooit van hebt gehoord. In grote lijnen is de essentie achter de problemen die Marty McFly op zijn reis veroorzaakt gebaseerd op hetzelfde principe.
Wat de grootvaderparadox zegt, is dat als we erin slagen terug in de tijd te reizen met de bedoeling onze grootvader te elimineren en te voorkomen dat hij kinderen krijgt, het gevolg zou zijn dat je vader of moeder niet geboren zou worden en dat jouw bestaan dus ook niet zou bestaan, waardoor je überhaupt niet terug in de tijd zou kunnen reizen. Het dilemma achter de paradox ligt precies daar, in hoe het mogelijk zou zijn voor jou om iets te doen dat ervoor zou kunnen zorgen dat je niet bestaat.
Tot nu toe was het belangrijkste antwoord op dit dilemma de bewering dat, als gevolg van deze paradox, tijdreizen naar het verleden niet bestaat. Stephen Hawking beweerde dat, door mechanismen die we nog niet kennen, de fysica zou verhinderen dat we de reis zouden kunnen maken om het probleem op te lossen. Zelfs als we op een gegeven moment deze verre mogelijkheid zouden verwezenlijken, bijvoorbeeld door de ruimtetijd te doorbreken via wormgaten, zou de natuur ervoor zorgen dat de natuurkundige wetten volgen om te voorkomen dat dit gebeurt.
Het werk van Lorenzo Gavassino, een natuurkundige aan de Vanderbilt Universiteit, gebruikt wat we tot nu toe weten van wetenschappers zoals Einstein om een andere mogelijkheid naar voren te brengen. De theorie van de wetten van de natuurkunde en de thermodynamica zou inderdaad tijdreizen naar het verleden mogelijk maken, maar ze zouden erin slagen om elke vorm van paradox te vermijden door middel van wetten en principes die we in feite al heel goed kennen.
De oplossing voor de Grandfather Paradox van tijdreizen
Laten we beginnen bij de basis, hoe Albert Einstein uitlegde dat tijdreizen naar het verleden mogelijk zou zijn. Zijn relativiteitstheorie stelde dat, als ruimtetijd kromt, een massief zwart gat een kromming zou kunnen veroorzaken die zo groot is dat het uiteindelijk een gesloten tijdskromme wordt. Met andere woorden, als een ruimteschip langs zo’n traject zou reizen, zou het bereiken van het einde betekenen dat het teruggaat naar het begin en dus terugreist in de tijd.
Deze theorie heeft echter te maken met twee problemen: de wetten van de thermodynamica, die het behoud van energie en de toename van entropie vastleggen. Simpeler gezegd, als je een ei kookt, kan de staat van het ei nooit meer terugkeren naar de rauwe staat. De wet van behoud van energie stelt dat het proces een transformatie in het ei met zich meebrengt, terwijl de toename van entropie dicteert dat de wanorde van een systeem alleen kan groeien of constant kan blijven, van rauw naar gekookt en verder, maar niet terug naar de oorspronkelijke staat.
Wat Gavassino op dit punt introduceert, is de mogelijkheid dat het systeem volgens de kwantumwetten het omgekeerde proces uitvoert om in dezelfde staat te blijven als waarin het zich aan het begin bevond. Een soort thermodynamische reset die, onder bepaalde omstandigheden, een systeem kan laten terugkeren naar zijn oorspronkelijke staat.
De natuurkundige voegt hier ook Poincaré’s Recurrence aan toe, het idee dat in een geïsoleerd systeem zoals een gesloten tijdscurve, het systeem altijd terugkeert naar zijn begintoestand. De constante van een slinger, bijvoorbeeld, zal het object altijd terugbrengen naar een positie en snelheid die zo dicht mogelijk liggen bij de positie en snelheid die het object had toen het begon te slingeren.
Dit alles leidt tot een andere manier om de grootvaderparadox te benaderen en op te lossen. Als je terug in de tijd reist, wordt alles wat er tijdens die reis is gebeurd opnieuw ingesteld om hetzelfde startpunt te bereiken, en je ervaring van wat er is gebeurd zal een identieke transformatie ondergaan.
Elke verandering die wordt teweeggebracht, keert terug naar het beginpunt en elk bewijs dat je meebrengt, inclusief je geheugen, wordt volledig gewist zodat het er precies hetzelfde uitziet als toen je je reis begon. Zelfs al is het maar theoretisch, reizen naar het verleden is nog steeds mogelijk en de wetten van de kwantum- en thermodynamica breken met de paradox zonder nieuwe wetten uit de kast te halen.
