Pořad pojednává o tématu cestování v čase z vědeckého a filozofického hlediska. Kapitoly se zabývají vlivem Alberta Einsteina na vývoj teorie času, rychlostí světla a možností cestování v čase, objektivním a subjektivním vnímání času, kvantovou teorií a tunelováním částic, antihmotou a černými dírami. Také se věnuje časovým paradoxům a nebezpečím, které by mohlo cestování v čase přinést.
Každý můžeme cestovat v čase. Naše dobrodružství v této tajemné dimenzi jsou omezená, ale existují. Všichni jsme v čase jako na běžícím pásu a valíme se do nejisté budoucnosti. Neúprosně kloužeme do budoucnosti a měníme ji v přítomnost. Stejně jako se okamžik, který byl kdysi přítomností, stává minulostí. Všichni můžeme také cestovat v čase zpět. Můžeme namítnout, že je to jen vzpomínka, to není cestování v čase. Vzpomínky přece nejsou skutečné. Ve skutečnosti tam nejsme. Ale uvědomme si, jak moc naše vzpomínky určují, kdo a co jsme. Bez nich nejsme stejnou lidskou bytostí. Když někomu vymažeme vzpomínky, stane se nikým. Naše sada milionů střípků vzpomínek určuje to, kým jsme. Když ztratíme vzpomínky, staneme se jen prázdnou tělesnou schránkou. Cesta zpět v čase vyvolaná vzpomínkou sice nezahrnuje fyzický transport, ale je pro nás mnohem reálnější než mnohé objektivní skutečnosti. Všichni jsme se určitě zamýšleli nad tím, jak by bylo možné cestovat v čase. Na téma různých časových smyček, nebo setkání lidí z různých časových období, bylo napsáno nespočet románů.
Od začátku 20. století se věda vyvíjí děsivou rychlostí. A tento pokrok zahrnuje i teorie, které v zásadě umožňují cestování v čase. Jak uvidíme, převedení těchto teorií do praxe s sebou nese obrovské problémy. To je důvod, proč jsme stroje času nevyráběli jako automobily. Přesto se podívejme, jak se někdy technologie posouvá kupředu. Uvědomme si, kolik technologií, které se objevují v našem každodenním životě, bylo před padesáti lety neobvyklých a před sto lety nemyslitelných. Pokud tomu dáme dostatek času, můžeme se dočkat toho, že cestování v čase se stane skutečností. Pokud nejsou naše současné teorie chybné, je sestrojení funkčního stroje času jen otázkou času. Fiktivní koncept času jako čtvrtého rozměru, musíme brát vážně. Všichni jsme jistě shlédli populární filmy jako Návrat do budoucnosti nebo jsme četli Vánoční povídku od Charlese Dickense. V Návratu do budoucnosti hlavní hrdina změní dějovou trajektorii svých rodičů. Díky tomu se jeho matka a otec neseznámí, a děj se začne odvíjet úplně jinak. On a ani jeho sourozenci se tím pádem ani nenarodí. Na fotce, kterou třímá v rukou, pozoruje své sourozence. Čím více se děj vzdaluje od původního vývoje, tím více se na fotografiích ztrácejí. Nakonec se začne ztrácet i on sám. U Vánoční povídky Charlese Dickense je hlavní postava spolu s duchem v minulosti neviditelná. Je právě tohle důvodem, proč jsme cestovatele čase z budoucnosti nikdy nespatřili?
Čas a filozofie
Než začneme chápat celou řadu mechanismů, které nabízejí lákavé možnosti manipulace s časem, stojí za to udělat krok zpět a prozkoumat čas samotný. Koneckonců je těžké přijít na to, jak něčím cestovat, když nevíme, s čím máme vlastně tu čest. Přitom narazíme na otázku, která v průběhu věků děsila nejednoho filozofa. Co je to čas? Většina lidí se domnívá, že čas je pro ně těžko uchopitelné téma. Lidé se nad podstatou času zamýšlejí odjakživa, co existují filozofové. A bojovali s ním. Řečtí filozofové bojovali s myšlenkovými aspekty času a zabývali se otázkou, zda vůbec existuje. Celá skupina raných filozofů odmítala většinu atributů života, které připisujeme plynutí času jako iluzi. Například pohyb a změnu.
Časovými paradoxy se zabýval Zenon, který ilustroval podivnost našeho vnímání změny. Jeho paradoxy jsou pro naši úvahu o povaze času obzvlášť důležité. První paradox se týká Achilla a želvy, nepravděpodobné nesourodé dvojice, která se rozhodne vydat na závod s překvapivým výsledkem. Na začátku závodu dá Achilles želvě náskok. Je to spravedlivé. Achilles je přece hrdina. Potom, co zvíře chvíli putuje, se Achilles vydá za ním. Trvá mu velmi krátce, než dosáhne místa, kde se želva nacházela, když se poprvé dala do běhu. Ale to už se želva posunula dál. To není žádný problém; Achillovi trvá překonání této nové vzdálenosti ještě kratší dobu. Ale než se tam dostane, želva už je zase o kus dál. A tak to pokračuje. Pokaždé, když Achilles dohoní místo, kde želva byla, už se zase posunula dál. Zdá se, že ji nikdy nedohoní. To, co se tu děje, je ukázkou výsledku určitého druhu nekonečné řady. Představme si, že želva jde poloviční rychlostí než Achilles. Zřejmě je to obzvlášť zdatná želva. Řekněme, že Achilles jí dá náskok jedné sekundy. Pak mu bude trvat půl sekundy, než ji dožene. Za tu dobu želva urazí vzdálenost, kterou Achilles urazí za čtvrt sekundy. Zatímco to Achilles dělá, želva urazí vzdálenost, kterou Achilles uběhne za osminu sekundy. A tak dále. Výsledný čas, který uplyne, je řada 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 a tak dále. To je příklad řady, kde se nekonečný soubor hodnot sčítá do konečného součtu. V tomto případě sečtením těchto zlomků až do nekonečna dostaneme hodnotu 2. V praxi tedy Achilles po dvou sekundách překoná želvu.
Zenonův paradox nezdržuje Achilla navždy, protože nekonečný soubor pohybů trvá jen malý konečný čas. Paradox ale splňuje svůj účel – nutí posluchače přemýšlet o povaze času a pohybu. Lze rozdělit čas na nekonečný soubor nekonečně malých úseků? Další Zenonův paradox se nazývá šíp. Ovšem myslím, že pro ilustraci jeden paradox stačí. Zenon se zabýval podstatou pohybu a změny, ale o samotný čas se zajímal jen okrajově.
Ovšem jiní řečtí filozofové se časem zabývali přímo. Asi nejznámějšími filozofy, kteří se ve starověkém Řecku zamýšleli nad realitou času, byli Platón a Aristoteles. Platónův přístup k času spočíval v jeho propojení s pojmem boha stvořitele. Ve svém Timaiovi popisuje stvoření vesmíru, které zahrnuje pohyblivý obraz věčnosti a tento obraz nazýváme časem. Minulost a budoucnost si představoval jako neskutečné prodloužení přítomnosti, spíše jako rozdíl mezi pohybem a pohybujícím se tělem.
Aristoteles posunul Platónovu koncepci o krok dál a tvrdil, že čas je vlastně pohyb. To se zdálo rozumné, protože čas se vždycky měřil pohybem. Pohybem Slunce na obloze nebo pohybem písku v přesýpacích hodinách, nebo vody ve vodních hodinách. Ještě známější, pokud jde o myšlenky o čase, byl svatý Augustin, jeden z nejvlivnějších myslitelů raně křesťanské církve. Když se Augustin snaží vysvětlit podstatu času, říká nám, že nemůžeme skutečně říci, že čas existuje, ale že spíše směřuje k neexistenci. Tím má na mysli, že minulost a budoucnost nejsou tady a teď, nejsou součástí reality, kterou přímo zakoušíme – ale stejně tak přítomnost neustále pomíjí. V jistém smyslu je tedy čas spíše směr než entita. Bohužel, filozofický přístup nám není schopen dát žádnou užitečnou vědeckou odpověď.
Čas a kalendář
Bylo by nedbalé dokončit diskusi o historickém pohledu na čas, aniž bychom se zamysleli nad tím, jak jsme dospěli k tomu, že měříme plynutí času tak, jak ho měříme. Známé je jeho rozdělení na spoustu jednotek. Roky, měsíce, týdny, dny, hodiny, minuty a sekundy. Některé vycházejí z astronomických měření, jiné z libovolného dělení, které pro nás už nemá velký význam. Rok, měsíc a den jsou v zásadě přirozené časové jednotky. Rok odráží dobu, za kterou Země jednou oběhne kolem Slunce. Měsíc volně vychází z doby, za kterou Měsíc projde jedním úplným cyklem fází. A den je doba, za kterou Země projde jednou úplnou rotací. Týden je méně přímočarý a má zvláštní původ, který částečně vychází z astrologie. To se odráží v názvech dnů, které původně vycházely z pěti planet známých ve starověku. Merkuru, Venuše, Marsu, Jupiteru a Saturnu, a dalších dvou hlavních nebeských těles, Slunce a Měsíce. V angličtině si své astrologické názvy zachovaly pouze sobota, Saturday od Saturnu, neděle Sunday, tedy Sun – Slunce, a pondělí, Monday, tedy Moon – Měsíc. Ostatní názvy byly nahrazené jmény vycházejícími ze severských bohů. Tak například středa, Wednesday je pojmenovaná po Wodenovi, a čtvrtek, Thursday po Thórovi.
Za rozdělení hodiny na minuty vděčíme Babyloňanům, kteří používali číselný systém založený na čísle 60, který zdědili po Sumérech. (Sekundy jsou novějším pojmem. To, že den má dvacet čtyři hodin, pochází ze staroegyptské praxe dělení dne a noci vždycky na dvanáct hodin. Číslo 12 je šikovné, protože je dělitelné čísly 2, 3, 4 a 6. Původně byly tyto hodiny proměnlivými veličinami. Tma se dělila na dvanáct hodin, a denní světlo na dvanáct hodin. To znamenalo, že délka jedné hodiny se měnila podle ročního období. Stejně dlouhé hodiny pro noc a den se začaly používat až ve středověku, kdy se rozšířily mechanické hodiny. Samozřejmě tato měření nejsou úplně přesná. Výsledkem je 29. únor, jednou za 4 roky. Náš kalendář se vyvinul z původního římského modelu, na kterém byl založený. Pro naše účely je zbytečné to rozvádět do podrobností.
Časová pásma
Než se na celé planetě zavedla časová pásma, se každé místo řídilo svým vlastním místním časem založeným na slunci. Neexistovala žádná koordinace času, který se mohl v jednotlivých městech lišit a také se lišil. Časová pásma, jak je známe dnes, byla většinou zavedená koncem 19. století. Například současná časová pásma v Americe byla formalizována v roce 1883. Hlavní časová pásma rozdělují svět na segmenty, které mají stejný denní čas. Kdyby se tyto úsečky podobaly dílkům pomeranče, měly by být oddělené 15 stupni zeměpisné délky, ale v praxi se jedná o klikaté úsečky, které se při přechodu od pólu k pólu tu a tam vychýlí. Některé hranice mezi časovými pásmy jsou na moři. Jedna konkrétní hranice, datová čára, která odděluje jeden den od druhého, je záměrně členitá, aby se vyhnula pevninám. Ale existují místa, kde pouhý jeden krok znamená, že jsme se posunuli o hodinu do budoucnosti nebo o hodinu do minulosti. Překročíme-li například hranici mezi Alabamou a Georgií v Americe, přejdeme mezi východním a středním standardním časovým pásmem. To není možné v Číně, která by měla zahrnovat až pět časových pásem, ale místo toho přijala jediný univerzální čas.
Dalším vedlejším efektem časových pásem je možnost dorazit na konec cesty dříve, než jsme vyrazili. Když Concorde pravidelně překonával Atlantik za tři hodiny, cestující dorazili do New Yorku dvě hodiny před odletem z Londýna. Dalším trikem, který je možný díky časovým pásmům, je držet krok s novým dnem. Letíme-li správnou rychlostí, můžeme strávit celý den listováním mezi Silvestrem a Novým rokem. Nebo se postavme na jeden z pólů a ocitnete se ve čtyřiadvaceti různých hodinách ve stejný čas. Z hlediska seriózního cestování v čase je to o něco málo víc než dětská hra. Využíváme umělá časová pásma, která nám mají zjednodušit každodenní měření času. Fyzika tyto rozdíly neuznává. Jelikož se všechny části planety pohybují v podstatě stejnou rychlostí, změna polohy na Zemi čas nemění. Efekt ale může být zábavný. Dějiny nám tedy poskytly nejasné představy o tom, co by mohl být čas, a způsob jeho rozdělení. Moderní věda nám ale jistě dokáže lépe popsat povahu samotného času. Pro naše další pátrání se právě na vědu pojďme podívat.
Einstein a Brownův pohyb
Dvěma naprosto zásadními prvky cestování v reálném čase jsou propojení prostoru a času, a vliv gravitace na časoprostorové kontinuum. K oběma těmto základním poznatkům dospěl Albert Einstein. Během jediného roku 1905 přišel Einstein se třemi samostatnými pracemi. Každá z nich byla natolik originální a cenná, že si zasloužila Nobelovu cenu. Jedna z nich se týkala Brownova pohybu. Tohoto zvláštního jevu, kdy malé částice jako pylová zrnka poskakují ve vodě, si všimli už před lety. Skotský biolog Robert Brown, který tento jev zaznamenal, se nejprve domníval, že je to způsobené nějakou životní silou v pylu. Zjistil ovšem, že totéž se děje i se starým, dávno mrtvým pylem, a dokonce i s částečkami prachu, které nikdy nebyly živé. Do roku 1905 se řada lidí domnívala, že trhavý pohyb je způsobený tím, že molekuly vody narážejí do větších pylových zrn a uvádějí je do pohybu. Byl to až Einstein, kdo vytvořil matematický popis toho, co se děje. Poskytl teorii, která ukázala, že je možné, aby atomy a molekuly způsobovaly takovéto efekty. Dnes je to těžko uvěřitelné, ale ještě na začátku dvacátého století se o reálnosti atomů všeobecně pochybovalo. Mnozí se domnívali, že atomy jsou spíše jen užitečným modelem než skutečnými entitami.
Einstein a fotoelektrický jev
Druhá Einsteinova pozoruhodná práce se týkala fotoelektrického jevu. Byl to matematický popis způsobu, jakým světlo dopadající na určité materiály z nich vyrazí elektrony, a vytvoří elektrický proud. Tato práce Einsteinovi vynesla Nobelovu cenu. Mohlo by se zdát, že se jedná o relativně triviální předmět studia, ale Einsteinův nový přístup měl na fyziku radikální vliv. Einstein doslova převzal myšlenku staršího německého fyzika Maxe Plancka, že se světlem lze zacházet, jako by přicházelo v malých balíčcích. Einstein pracoval s předpokladem, že světlo se skutečně skládá z částic, které byly později nazvané fotony. Tento odlišný pohled na světlo nejen vysvětlil fotoelektrický jev, ale také poskytl základy kvantové teorie.
Einstein a rychlost světla
V tomtéž roce 1905 ale vznikl ještě jeden článek, který umožnil vznik prvního skutečného stroje času. Byl to článek, který zastínil všechny ostatní. Článek nesl nadpis O elektrodynamice pohybujících se těles. Změny, které ve vědě způsobil, se odrazily po celém světě. Einstein četl překlad práce skotského fyzika Jamese Clerka Maxwella, který ukázal, že světlo je souhrou elektřiny a magnetismu. Podle Maxwella se světlo rozvíjelo, protože pohybující se elektřina generovala magnetismus. Pohybující se magnetismus zase generoval elektřinu. Pokud se tyto vlny pohybovaly správnou rychlostí, elektřina vytvářela magnetismus, který vytvářel elektřinu, a tak dále. Existovala ale pouze jedna rychlost, při které by tento proces pokračoval. Rychlost, která Maxwella velmi šokovala. Byla to rychlost světla. Zjistil, co je to světlo. To Einsteina podnítilo ke vzniku teorie relativity.
O konceptu relativity poprvé hovořil už před stovkami let Galileo. Pokud se například nacházíme na uzavřené lodi, která se pohybuje rovnoměrně po klidné hladině, aniž by zrychlovala, není možné zjistit, že se pohybujeme. Vůči lodi se nepohybujeme. Vůči moři se pohybujeme, ale loď je v pohybu také. Z našeho pohledu se loď nepohybuje; z pohledu lodi jsme nehybní. Stejně tak, když si myslíme, že stojíme na zemi, musíme si uvědomit, že se spolu se Zemí každých čtyřiadvacet hodin otáčíme kolem dokola, když Země obíhá kolem Slunce, řítíme se vesmírem rychlostí mnoha kilometrů za sekundu.
Každý pohyb musí být relativní vůči něčemu. To ale způsobilo problém. Pokud se světlo nepohybuje jedinou specifickou rychlostí, která ho definuje, nemůže existovat. Bez pohybu touto rychlostí by elektřina nevytvářela dostatek magnetismu, magnetismus by nevytvářel dostatek elektřiny a celá věc by se zhroutila. Einstein se v duchu potýkal s tím, co viděl. Buď se Maxwell spletl, nebo bylo na světle něco velmi podivného. A Einstein věděl, že Maxwell má pravdu. Zdravý rozum nám říká, že pokud se pohybujeme směrem k něčemu, co se pohybuje, pohybuje se to směrem k nám rychleji, než kdybychom byli v klidu. Pokud se od něčeho vzdalujeme, pohybuje se to k nám pomaleji. Opět relativita. Einstein si ale uvědomil, že světlo je jiné. Výjimečně jiné. Ať se vůči němu pohybujeme jakkoli, světlo se pohybuje stále stejnou rychlostí. Ve vakuu je to velmi blízko 300 000 kilometrů za sekundu. Na rozdíl od všeho ostatního v přírodě se světlo musí z jakéhokoli úhlu pohledu pohybovat stejnou rychlostí.
Einstein nebyl první, kdo si uvědomil, že způsob, jakým se světlo pohybuje, má zvláštní důsledky. Byl ale první, kdo dal celý obraz dohromady. Einstein si uvědomil, že cokoli, co se pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla, bude zažívat jevy zcela odlišné od každodenních. Když byla rychlost světla stanovena, měření, která byla dříve konstantní, jako hmotnost objektu, jeho velikost, a dokonce i plynutí času, se stala proměnnými. Když se objekt blíží rychlosti světla, zmenšuje se a nabývá obrovské hmotnosti. Čas pro tento objekt se oddělí od běhu času v pomalu se pohybujícím světě. Kdybychom mohli porovnat hodiny, které stojí vedle nás, s hodinami na vesmírné lodi, které kolem nás proletí téměř rychlostí světla, ty na lodi by se zpomalily. Byly by stále pomalejší a pomalejší, jak by se loď blížila rychlosti světla. A nakonec by se úplně zastavily, pokud by takové rychlosti vůbec mohly dosáhnout. Nejde jen o optický klam. Pokud jde o pozorovatele na zemi, čas na lodi se skutečně zpomalil. Jak k tomu dojde, si můžeme ukázat na zvláštním druhu hodin, na hodinách, jejichž kyvadlo je tvořené světelným paprskem.
Představme si, že kolem nás proletí kosmická loď téměř rychlostí světla. Na této lodi jsou hodiny sestávající z dvojice zrcadel umístěných nad sebou. Uvnitř těchto neobvyklých hodin je ekvivalentem kyvu kyvadla, světlo putující z horního zrcadla do spodního a zpět. Podívejme se teď na tyto hodiny z pohledu osoby, která pozoruje prolétající vesmírnou loď. Vidíme, jak světelný puls opouští horní zrcadlo. Při jeho cestě dolů se celý mechanismus pohybuje do stran. Takže než světlo dosáhne spodního zrcadla, neujde nejkratší svislou vzdálenost mezi oběma zrcadly. Místo toho urazí delší úhlopříčku. Cesta ke spodnímu zrcadlu bude světlu trvat déle, než kdyby se loď nepohybovala. Stejně tak když se světlo vrací zpět k hornímu zrcadlu, pohybuje se z pohledu našeho vnějšího pozorovatele pod úhlem. Opět bude směřovat podél úhlopříčky. Vzdálenost, kterou musí urazit, aby se dostalo zpět k hornímu zrcadlu, bude tedy z pohledu vnějšího pozorovatele větší. Pokud je doba, za kterou světlo urazí tuto cestu, což je ekvivalent kyvu kyvadla nebo tikotu hodin, delší, pak z tohoto vnějšího pohledu jdou hodiny pomaleji.
Tento efekt dilatace času je nejzřetelnější, když se něco pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla. Při běžných rychlostech předmětů kolem nás to není patrné. Proto Newtonovy zákony fungují docela dobře i bez zohlednění takových změn. Moderní přístroje ale dokáží odhalit odchylky na těchto úrovních a ukazují, že Newton to nepochopil zcela správně. Vezměme nějaký hyper přesný časoměr, jako jsou třeba atomové hodiny. Atomové hodiny měří miliardtiny sekund. Jedny atomové hodiny obletí svět, zatímco druhé zůstanou pevně na zemi. Když porovnáme oboje hodiny, zjistíme něco neuvěřitelného. Hodiny, které cestovaly, budou pozadu, třeba o třicet miliardtin sekundy. Když totiž byly v letadle, čas běžel o zlomek pomaleji. Častý cestující stárne přibližně o jednu tisícinu sekundy pomaleji než jeho protějšek na zemi po čtyřiceti letech týdenních letů přes Atlantik.
Kdyby byla rychlost světla mnohem nižší, byl by dopad teorie relativity na prostor a čas zřejmý od samého počátku. Ve světě, kde by se světlo pohybovalo rychlostí třeba 250 kilometrů za sekundu, by tentýž častý letec zestárl o rok méně než jeho kolega, který by zůstal na jednom místě na Zemi. Právě obrovská rychlost světla zabránila tomu, aby byly Newtonovy zákony zpochybněné dříve. Tento vliv na čas můžeme lépe pozorovat na částicích zvaných miony. Miony se v přírodě vyskytují a pohybují se rychlostí blízkou rychlosti světla. Tyto částice vznikají vysoko v atmosféře, když na Zemi dopadá kosmické záření. Miony se velmi rychle rozpadají a neměly by přežít tak dlouho, aby se dostaly na zemský povrch. Ale kvůli zvláštním Einsteinovým relativistickým efektům, se jejich životnost prodlužuje pětkrát, protože se pro ně zpomaluje čas. To jim dává možnost dostat se na povrch.
Rychleji než světlo, zpět do minulosti
Z toho, že se čas při rychlosti světla zpomaluje až zastavuje, by se mohlo zdát, že kdybychom cestovali rychleji než světlo, čas by se začal pohybovat zpět. Ovšem takový závěr není možné učinit okamžitě. Bariéra rychlosti světla je jakousi diskontinuitou v realitě. Nemůžeme předpokládat, že po jejím průchodu budou věci pokračovat rovnoměrně. Matematika teorie relativity ale nepřímo ukazuje, že cestování rychleji, než světlo otevírá možnost pohybu v čase zpět. Všechno se odvíjí od relativity simultánnosti. Je to méně komplikované, než by se mohlo zdát.
Ze základních pozorování založených na teorii relativity vyplývá, že pojem dvou současných událostí se mění, pokud se pozorovatel pohybuje. V popularizační práci, kterou Einstein napsal, použil příklad dvou blesků, které udeří do železniční trati ve stejnou dobu, ale prostorově jsou oddělené. Pokud bychom stáli uprostřed a světlo z obou blesků by dorazilo na naše místo ve stejnou dobu, pak bychom věděli, že jsou simultánní. Kdybychom ale jeli vlakem po trati, viděli bychom záblesk, ke kterému jedeme, dříve než záblesk, od kterého se vzdalujeme. Ačkoli rychlost světla zůstala stejná, změnila se vzdálenost, kterou muselo urazit. Nyní nám teorie relativity říká, že neexistuje žádný speciální vztažný rámec. Referenční rámec je ve skutečnosti jen úhel pohledu jednotlivce. Jeden pozorovatel tedy může sedět na trati a druhý cestovat vlakem. A protože neexistuje žádný speciální vztažný rámec, je pohled pozorovatele ve vlaku stejně platný jako pohled pozorovatele, který se nepohybuje. Buď mohou být dvě události současné, nebo může jedna nastat až po druhé. Podle toho, jak se pohybujeme.
Pokud se nepohybujeme rychleji než světlo, a událost A nastane před událostí B v jednom vztažném rámci, nikdy nenajdeme obě události obráceně, aby B nastalo před A. Jakmile ale cestujeme rychleji než světlo, vždycky existuje způsob, jak prohodit pořadí, aby B nastalo před A. A jakmile to dokážeme, můžeme se z místa na místo pohybovat v čase zpět. Teorie relativity poskytuje dvojí možnost cestování v čase. Pokud cestujeme velkou rychlostí pod hranicí rychlosti světla, čas se pro nás vzhledem k okolnímu světu zpomalí. V podstatě se pohybujeme v čase dopředu. A pokud dokážeme cestovat rychleji než světlo, získáme možnost pohybovat se v čase zpět. Teorie relativity byla Einsteinovým prvním velkým příspěvkem k vědě o cestování v čase.
Vesmír a rychlost
Alberta Einsteina ale napadla další myšlenka. Pokud člověk volně padá, necítí svou vlastní váhu. Tato zdánlivě prostá myšlenka mu ale nedala spát. Z této jednoduché myšlenky vzniklo Einsteinovo mistrovské dílo, obecná teorie relativity. Ta navazuje na koncept speciální relativity. Přenáší jej do reálného světa, kde nejsme omezení na rovnoměrný pohyb a kde zrychlení a gravitace hrají svou roli. Obecná relativita je ale mnohem víc než jen rozšířená verze pohybových zákonů. Popisuje chování vesmíru na základní úrovni. Jak jsou prostor a čas ovlivňované gravitačním působením hmoty. Koncepce obecné teorie relativity je jasná. Pokud platí princip ekvivalence, pak by měly být efekty, které se uplatňují ve zrychlujícím se tělese, zaměnitelné s efekty gravitace.
S rozvojem obecné teorie relativity dosáhl Einstein vrcholu svého úspěchu. Speciální i obecná teorie relativity nám umožňují manipulovat s časem. To není jen hypotetické teoretizování. Je to fakt, který se přímo týká mnoha z nás, kteří řídíme auta. Dopady speciální i obecné teorie relativity na čas, je třeba brát v úvahu při provozu GPS satelitů. Pokud bychom tyto vlivy ignorovali, satelitní navigační systém by nefungoval správně. Speciální a obecná teorie relativity mají na hodiny namontované v GPS satelitech opačný vliv. Speciální relativita vstupuje do hry, protože družice se pohybují vzhledem k zemi. To znamená, že pozemní přijímač vnímá hodiny družice jako pomalé. To má přímý dopad na používání systému GPS, protože systém je závislý na porovnávání hodin pro určení polohy přijímače GPS.
Speciální teorie relativity ale není jediným faktorem. Podle obecné teorie relativity jdou hodiny vlivem gravitace pomaleji. Čím silnější je gravitace, tím pomaleji hodiny běží. To znamená, že hodiny na družici, na které působí slabší gravitační síla než na přijímač na zemi, poběží rychleji, než kdyby byly na zemi. Oba efekty působí opačným směrem, ale neruší se, protože časový posun způsobený obecnou relativitou je silnější. Speciální teorie relativity znamená, že hodiny družic ztrácejí přibližně 7 mikrosekund denně, tedy 7 miliontin sekundy, zatímco obecná teorie relativity znamená, že získávají přibližně 46 mikrosekund denně, což znamená čistý zisk přibližně 39 mikrosekund denně. To se nemusí zdát mnoho, ale GPS je závislý na přesnosti na zlomky sekund. Postupem času by se hodiny stále více rozcházely se synchronizací s povrchem. Pokud by systém GPS neumožňoval relativitu, zhroutil by se během několika minut.
Každá z těchto dvou teorií také přispívá k mechanismům, které umožní cestování v čase. Důležité je, že se jedná o skutečné, pozorované jevy, které vedou k úpravě plynutí času. V běžném životě jsou tyto účinky malé, protože nepozorujeme objekty pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla. Jakmile se ale rychlost cestování zrychlí, nebo pokud se jedná o skutečně masivní tělesa, jsou účinky patrné. Pokud je možné letět dostatečně rychle, může dojít k obrácení toku času. Alespoň v to doufají vědci, kteří se cestováním v čase zabývají.
Objektivní a subjektivní čas
Moderní fyzika může být velmi pragmatická. Například kvantová teorie vychází ze základní myšlenky:
"Nemá smysl se zabývat tím, co jsou kvantové částice zač. Pojďme prostě popsat, jak se chovají."
Ačkoli se někteří pokoušeli o interpretaci kvantové teorie, většina fyziků se už dávno přestala zabývat tím, zda je světlo vlna nebo částice. Je to prostě světlo, a chová se určitým, předvídatelným způsobem. Měření toku času se často dělí na subjektivní a objektivní čas, což odráží tuto skutečnost. Subjektivní čas je plynutí času, které vědomě prožíváme. Objektivní čas je stálý tikot hodin, neovlivněný tím, jak se cítíme a co prožíváme. Věda má tendenci jít přímo za objektivním časem. Na tento čas reagují experimenty. Subjektivní přístup nám nepomůže sestrojit stroje času, ale je užitečný při zkoumání některých aspektů povahy času.
Filozofický přístup známý jako fenomenologie předpokládá, že tok času, zdánlivě nepřetržitý proud událostí, je sám o sobě subjektivním jevem. Tento názor je dnes pravděpodobně snáze akceptovatelný než v době, kdy byl poprvé navržený na počátku dvacátého století. Díky lepšímu pochopení omezení a složitosti lidského mozku si dnes mnohem lépe uvědomujeme, jak dobře umí mozek zamlčovat diskontinuitu. Vnímáme například souvislé, stálé zorné pole našich očí. Přesto máme v místě, kde se optický nerv spojuje s okem, slepou skvrnu, kterou náš mozek vyplní nejlepším odhadem toho, co se tam nachází. A naše oči tráví většinu času trhavými pohyby, kterým se říká sakády, což vyžaduje neustálou kompenzaci ze strany mozku. Obraz, který vidíme, je konstrukt, nikoli skutečný plynulý, pohyblivý odraz reality. Je docela dobře možné, že čas je řadou nesouvislých okamžiků, že má skutečnou granularitu, ale že to nedokážeme rozlišit kvůli způsobu, jakým události vnímáme. Je možné tvrdit, že ve skutečnosti vůbec neprožíváme tok času, ale spíše neustálé teď. Nepřipadá nám, že bychom sklouzávali z minulosti do budoucnosti, ale spíše obýváme přítomnost, která sama sklouzává v čase.
Praktickým bodem v cestování v čase je lineární pohled. Má čas nějaký počátek? V našem současném nejlepším modelu vesmíru, velkém třesku, určitě ano. Podle této teorie vznikl čas i prostor přibližně před 13,7 miliardami let, alespoň v naší části vesmíru. (Je možné, že v jiných částech celkového vesmíru došlo k dalším velkým třeskům.) V tomto modelu pro nás existoval jasný počátek času. Přitom zde není možný žádný smysluplný pojem předtím. Není to ale jediná použitelná vědecká teorie vzniku vesmíru. Některé teorie uvažují, že pokračoval věčně bez počátku.
Neviditelní cestovatelé v čase
Mnozí se jistě ptáme, pokud bude v budoucnosti vynalezený stroj času, proč se cestovatelé v čase neobjevují už dnes? Existuje několik důvodů, proč by cestování v čase mohlo existovat, a přesto jsme nikdy nemuseli vědomě vidět cestovatele časem. Je prostě možné, že v minulosti je něco zvláštního, co činí cestování v čase nepraktickým, i když je fyzicky možné. Je možné tvrdit, že minulost je pevně daná, takže není možné ji změnit. Víme, co se stalo, a je to široce zdokumentované. Budoucnost je samozřejmě jiná, na ní není nic pevně dané, takže nic nebrání tomu, aby fungoval stroj času. Je docela dobře možné, že jakákoli civilizace, která je schopná vyrobit stroj času, je také schopná skrýt se před našimi zraky. Přesně jako to bylo u Vánoční povídky Charlese Dickense.
Zatím nemáme žádnou technologii pro cestování v čase. Máme ale už velmi základní formy maskovací technologie, která umožňuje zneviditelnit věci. Fenomén neviditelnosti je prvkem sci-fi literatury. Viděli jsme to například u Julese Vernea, jehož nemyslitelné technické vynálezy jsou dnes naprosto běžné. Nejslibnějším přístupem k plášti neviditelnosti jsou metamateriály. Jedná se o složité struktury, které mají díky své konstrukci zvláštní fyzikální vlastnosti. Často se jedná o vrstvy mřížek nebo vzory malých otvorů v kovovém plátu, a právě toto zvláštní složení jim propůjčuje jejich vlastnosti.
Všechny přírodní materiály mají kladný index lomu. Když světlo dopadá na skleněný blok nebo vodní hmotu, směr světelného paprsku se ohýbá směrem k přímce, která svírá s okrajem materiálu pravý úhel. Metamateriál má však záporný index lomu. Světlo se ohýbá dále od svislice. Může se to zdát jako triviální rozdíl, ale znamená to, že metamateriály mohou manipulovat se světlem nečekaným způsobem. Díky svému zápornému indexu lomu mohou metamateriály ohýbat světlo kolem objektu a nechat ho zmizet. V malém měřítku se to už podařilo s mikrovlnami. Ale s viditelným světlem je to obtížnější, protože použité materiály pohlcují příliš mnoho světla, než aby mohly účinně fungovat. Existují však alternativní mechanismy, které buď opticky zesilují omezený výkon metamateriálu, nebo používají různé techniky k řízení způsobu, jakým se světlo rozptyluje. Takže se možná v nepříliš vzdálené budoucnosti dočkáme maskování neviditelnosti.
Není vůbec vyloučeno, že by se mezi námi mohli pohybovat cestovatelé časem z budoucnosti, aniž by si jich někdo všiml. Je také možné, že vyvineme formu cestování v čase, která nebude fungovat s lidskou bytostí. Některé z možností pro cestování v čase, se vztahují pouze na světlo, nikoli na hmotu. V takovém případě bychom stále mohli poslat do minulosti nějakou zprávu. Nikdy bychom ale neviděli, že z budoucnosti přiletí skutečný stroj času nebo že se setkáme s cestovatelem v čase. Ostatně i setkání s lidmi ze vzdálené budoucnosti by mohlo pro nás být potenciálně nebezpečné. Lidé z budoucnosti budou přirozeně technicky vyspělejší. Právě tady můžeme položit paralelu s tím, co se stalo, když se evropští cestovatelé setkali s technologicky méně rozvinutými civilizacemi. Celkově z toho méně rozvinuté civilizace nevycházely příliš dobře. Evropané měli větší zájem zmocnit se jakéhokoli místního bohatství a zdrojů než navázat přátelství. Lidé z budoucnosti by nás nemuseli považovat za lidi s rovnými právy. Pokud jsou nějakým kyborgem, křížencem technologie a člověka, mohli by cestovatelé z budoucnosti snadno považovat lidi jednadvacátého století za méněcenné.
Návrat do budoucnosti a antihmota
V podstatě každý stroj času, se kterým se setkáme ve sci-fi, má zásadní chybu. Platí to i pro DeLorean doktora Emmetta Browna, který cestuje v čase, ve filmu Návrat do budoucnosti. Mechanismy, které tyto stroje času používají k cestování v čase tam a zpět, jsou stejné. Stačí nastavit číselník a vyrazit. Přesto je nepravděpodobné, že by realita cestování v čase byla právě taková. Mechanismy cestování vpřed a vzad budou obvykle zcela odlišné. My všichni cestujeme do budoucnosti každou vteřinou. Stačí jen v klidu sedět, a i tím se posouváme do budoucnosti. Ale to není to, co si představujeme, pokud jde o cestování v čase. Chceme se dostat do budoucnosti rychleji. Nebo snad pomaleji? Chceme zbrzdit naše stárnutí?
Už nějakou dobu nabízí řada společností mechanismus, který zastaví čas našeho těla. Jedná se o kryogenní skladování jako způsob cestování do budoucnosti. Naše tělo bude uložené, zakonzervované při extrémně nízkých teplotách, dokud nebude existovat technologie, která nás rozmrazí, oživí a vyléčí z případné nemoci, kterou jsme trpěli. Předpokládá se, že v době, kdy budeme oživení, bude jakékoli stárnutí vratné, a veškeré biologické problémy bude možné překonat. Takto bychom mohli nejen zbrzdit naše stárnutí, ale zkomprimovat 100 let do jednoho roku. Nebo i větší časovou plochu. Tento způsob cestování v čase ale není příliš přitažlivý. Víme, že například embrya lze kryogenně skladovat. Běžně se tak děje v rámci postupů oplodnění in vitro. Tato embrya jsou ale pouhými svazky buněk bez složitých struktur lidského těla. Nemáme žádnou jistotu, že by lidské tělo, a zejména lidský mozek, mohlo být v budoucnu obnovené. Stejně tak nemáme jistotu, že by si zmrazený mozek zachoval vzpomínky a osobnost jedince na neurčito. Tento způsob cestování v čase není tedy uspokojivý. Musí existovat lepší způsob, jak se dostat do budoucnosti. A ten existuje, protože nám ho poskytla Einsteinova speciální teorie relativity (s malou pomocí obecné teorie).
Speciální teorie relativity znamená, že čas na hodinách, které se pohybují vzhledem k Zemi, je pomalejší než čas na planetě, jak je vidět ze Země. Zde je první podezření na možnost bezbolestného cestování v čase do budoucnosti. Stačí, když někoho na určitou dobu vyšleme v kosmické lodi vysokou rychlostí, a její hodiny budou stále více zaostávat za časem na Zemi. Přesune se do pozemské budoucnosti. To je zjednodušený pohled. Speciální teorie relativity je ovšem složitější. Přesto, jak jsem už popsal, byly experimenty s relativitou prováděné s použitím dvou neuvěřitelně přesných atomových hodin. Hodiny, které obletěly svět, byly o nepatrný zlomek sekundy pomalejší než ty pozemní. Čtyřicet let týdenních přeletů Atlantiku skutečně zanechává častého letce o jednu tisícinu sekundy mladšího.
Relativita neznamená jen to, že se čas zpomaluje, když se blížíme rychlosti světla. Existují i další efekty. Jak se kosmická loď zrychluje, její hmotnost se zvyšuje. Větší hmotnost znamená větší kinetickou energii. Hovořím o obrovském výkonu, který si v praxi můžeme představit tak, že by všechny elektrárny v Americe musely běžet zhruba 600 let, aby se vyrobilo dost energie na rychlost 99% rychlosti světla. To je prakticky neproveditelné. Cestování v čase je sice koncepčně velmi jednoduché a s dnešními technologiemi zcela možné. Ovšem v praxi se potýkáme s problémem, že k dostatečně velkému skoku do budoucnosti potřebujeme fenomenální množství energie, aby se nám toto úsilí vyplatilo. V případě, že bychom k pohonu naší lodi času použili benzín, musela by loď převážet asi 60 miliard tun benzínu, aby vyrobila potřebné množství energie. Jediný způsob, jak by to mohlo být praktické, by bylo palivo, které by mělo mnohem více energie než benzín. Naštěstí jich existuje několik. Konvenční jaderné palivo, materiál používaný v jaderných elektrárnách, má na jednotku hmotnosti asi 2 milionkrát větší výkon než benzín. V praxi bychom přesto potřebovali asi 31000 tun jaderného paliva. Je to pravda, lepší než benzin. Ale neproveditelné.
Jedinou nadějí je jít ve stopách Star Treku. Fiktivní USS Enterprise je poháněná antihmotou – a to je jediná naděje, pokud má být na lodi palivo. Motory z antihmoty zní jako sci-fi. Přesný mechanismus, který Enterprise používá, je fiktivní, ale antihmota sama o sobě je dostatečně reálný pojem. Antihmota je stejná jako běžná hmota. Ovšem částice, které ji tvoří, mají opačný elektrický náboj než částice běžné hmoty. Zatímco například elektron má záporný náboj, ekvivalent antihmoty, antielektron, obvykle nazývaný pozitron, má náboj kladný. Podobné ekvivalenty antihmoty existují u všech částic. Když se dva opačně nabité ekvivalenty hmoty a antihmoty, například elektron a pozitron spojí, přitáhnou se, narazí do sebe a zničí se. Hmotnost částic se přemění na energii. Nechci jít příliš do podrobností. Je ale jasné, že kilogram antihmoty, který anihiluje s ekvivalentním množstvím hmoty, vygeneruje energii odpovídající běžné elektrárně běžící přibližně 12 let.
Antihmota je ideálním zdrojem energie pro naši loď času, nejkompaktnějším způsobem uchovávání energie, který máme k dispozici. Obsahuje tisíckrát více energie než jaderné palivo. Je možné, že takové palivo už v praxi probíhá v záhadných lodích, které už spatřilo mnoho svědků. Použít speciální teorii relativity k cestování kousek do budoucnosti je snadné. S dnešní technologií je to zcela možné. Děláme to při každé cestě letadlem, ale jen o nepatrný zlomek sekundy. Problém je v tom, aby rozsah skoku do budoucnosti byl dostatečný na to, aby se vyplatilo podstoupit takovou cestu.
Kvantová teorie a tunelování částic
Kvantová teorie je věda o velmi malých částicích. Teorie, která vysvětluje chování částic, jako jsou atomy a fotony světla, které jsou stavebními kameny reality. Jejím zakladatelem byl německý vědec Max Planck. I další vědci přispěli k pochopení toho, jak se chovají malé částice, které jsou základem reality. Jedním ze zásadních výsledků byl Heisenbergův princip neurčitosti. Ten říká, že existují dvojice informací o kvantové částici, které spolu souvisejí. Čím více víme o jedné z dvojice, tím méně můžeme vědět o druhé. Jednou z těchto dvojic je hybnost, tedy hmotnost krát rychlost, a poloha. Čím přesněji známe hybnost částice, tím méně můžeme vědět o tom, kde se přesně nachází. Pokud zjistíme hybnost docela podrobně, pak by se poloha mohla rozprostřít na obrovské ploše.
Dalším vývojem v kvantové teorii je Schrödingerova vlnová rovnice. Jedná se o základní rovnici kvantové fyziky, která popisuje chování částic. Představme si, že máme částici, jako je elektron nebo foton, která narazí na nějakou bariéru, přes kterou se nemůže dostat. Schrödingerova rovnice nám říká, že má určitou pravděpodobnost, že se už nachází na druhé straně bariéry. Je to méně pravděpodobné než to, že bude na té straně bariéry, na které začala, ale pravděpodobnost je stále reálná. Rovnice nám říká, že existuje reálná šance, že se částice dostane na druhou stranu bariéry, aniž by kdy proletěla prostorem mezi nimi. Tento proces je známý jako kvantově mechanické tunelování. Částice jednoduše zmizí z jedné strany a znovu se objeví na druhé straně, aniž by uběhl nějaký čas. To je jev, který fyzikové označují jako nulový čas tunelování. Tento proces zní jako obskurní teorie, něco, co je velmi nepravděpodobné, že se někdy stane v praxi, ale ve skutečnosti je zodpovědný za to, že jsme všichni naživu.
Hnacím zdrojem energie pro veškerý život na Zemi je Slunce. Bez slunečního světla, které vytváří teplo, pohání fotosyntézu a vytváří naše povětrnostní systémy, bychom tu nebyli. Toto světlo vzniká v procesu jaderné fúze ve Slunci. V intenzivním žáru a tlaku hvězdy se slučují jádra vodíku a vytvářejí další prvek v řetězci, helium. Při tomto procesu se uvolňuje energie, která pohání Slunce a ohřívá nás všechny. K této reakci by bohužel nikdy nemělo dojít. Jádra vodíku jsou kladně nabitá. Vzájemně se odpuzují. Schrödingerova rovnice nám říká, že většina jader vodíku zůstane na své straně bariéry. Několik částic ovšem projde kvantově mechanickým tunelováním, objeví se na druhé straně bariéry a splynou. Protože je ve Slunci tolik částic, miliony tun vodíku se každou sekundu přemění na hélium. Tím vzniká onen nezbytný tok energie, který nás udržuje při životě.
Koncem 90. let 20. století experimentoval profesor Raymond Chiao z Kalifornské univerzity v Berkeley s kvantově mechanickým tunelováním pomocí fotonů světla. Einstein vždycky tvrdil, že nic nemůže cestovat rychleji než světlo. Ovšem Raymond Chiao našel způsob, jak může světlo samo překonat bariéru rychlosti světla. To je nesmírně důležité, protože pokud lze zprávu poslat rychleji než světlo, může se v podstatě posunout v čase zpět. Raymond Chiao a jeho tým prokázali tento tunelový jev, a naměřili světlo pohybující se 1,7násobkem své běžné rychlosti. Pokud by se světelný paprsek mohl stát nositelem signálu, měla by tato zpráva podle teorie relativity potenciál komunikovat zpět v čase. Profesor Günter Nimtz z univerzity v německém Kolíně nad Rýnem tento experiment dovedl k dokonalosti na základě takzvaných poddimenzovaných vlnovodů. Jeho přístroj je příliš složitý na popis, ovšem dokázal něco úžasného. Dokázal vytvořit signál v podobě Mozartovy čtyřicáté symfonie, která se pohybovala více než čtyřnásobnou rychlostí světla. Jinak řečeno, vytvořil signál, který měl potenciál pohybovat se v čase zpět.
Kvantová teorie a vesmír
Ve své neúspěšné kampani na post kandidáta Demokratické strany do Bílého domu v roce 2004 generál Wesley Clark horlivě žádal o nový cíl pro vesmírný program. V projevu proneseném v New Hampshire generál Clark navrhl, aby další velkou hranicí bylo cestování rychlostí větší než světlo. Generál se o tom sice nezmínil, ale takový výzkum by byl neodmyslitelně spojen s mechanismy cestování v čase. Není pochyb o tom, že inženýrský přístup k letu rychlejšímu než světlo nebo k cestování v čase zahrnuje obrovské cíle. Ve skutečnosti zahrnuje sny, jak naznačil generál Clark ve svém projevu. To se zřejmě stalo dalším skrytým cílem americké vědecké komunity navázané na vojenský komplex.
Ne všechny kvantové efekty mají tak omezený dosah. Naší další možností, jak využít kvantovou teorii k překonání časové bariéry, je efekt, který dokáže vytvořit okamžité spojení na libovolnou vzdálenost. Může fungovat z jedné strany vesmíru na druhou, aniž by uplynul jakýkoli čas. Rychlost světla je v současné době absolutním limitem komunikace. To má zjevná omezení, i když se satelitní komunikace používá na Zemi. Ale bylo by to mnohem horší, kdybychom se vydali dál do vesmíru. Pokud bychom například zřídili základnu na Marsu, signál by domů dorazil přibližně za čtyři minuty. A pokud bychom se někdy dostali k nejbližší hvězdě, čekali bychom na odpověď na otázku asi osm let, protože zpráva by překonala čtyři světelné roky v každém směru. Okamžitá komunikace by tento problém překonala, odpadly by nepříjemné mezery v telefonních hovorech na velké vzdálenosti a bylo by možné přímo ze Země ovládat vesmírné sondy bez posádky.
Důsledky pro budoucí cestovatele v čase by ale byly mnohem větší. Abych byl přesný, mluvím o důsledcích pro komunikátor času. Okamžité zprávy nám neumožňují poslat člověka skrze čas, ale poskytují mechanismus, jak může zpráva proniknout zpět do minulosti. Jak blízko jsme k tomu, abychom to uskutečnili? K vytvoření časového komunikátoru je třeba umět vytvořit propletené částice, vyslat je v kosmické lodi rozumným procentem rychlosti světla, a použít takové spojení ke komunikaci. To je opět zbytečné probírat do detailu. První člověk, který ovládl čas pomocí těžké techniky tak učinil náhodou. Byl to pozoruhodný Nikola Tesla.
Tesla se narodil v roce 1856 ve Smiljanu v Rakouském císařství, dnes v Chorvatsku. Americkým občanem se stal v roce 1891. Byl to zvláštní člověk, který dokázal být vědcem i nesmírně úspěšným vynálezcem. V pozdějším věku ale vykazoval podivné chování a názory, které se zdály hraničit s šílenstvím a kvůli kterým by kdokoli jiný byl okamžitě označen za podivína. Jeho raná práce byla pro elektrotechnický průmysl nesmírně důležitá. Vynalezl zářivku, a především se zasadil o používání střídavého proudu k přenosu elektrické energie. To vyústilo v obrovský souboj s Thomasem Edisonem. Rozebíral jsem to v mnohých svých dokumentech, například o zařízení HAARP, proto není třeba rozebírat dopodrobna.
Teslova experimentální zařízení vytvářela silná rotující magnetická pole. Ačkoli neexistuje žádný teoretický důvod, který by naznačoval, že by takové pole bylo dostatečně silné, aby narušilo časoprostor a umožnilo cestování v čase, Tesla byl přesvědčený, že dosáhl pohybu v čase. Tesla se domníval, že rotující magnetické pole rozrývá prostor a čas. Dnes víme, že silná magnetická pole mohou mít na mozek významný vliv. Proces známý jako transkraniální magnetická stimulace využívá rychle se měnící magnetické pole k nastartování malých elektrických proudů v mozku, které stimulují neurony k činnosti. Tesla to zřejmě zažil, popisoval bolesti hlavy, brnění a dezorientaci. Cítil odtržení od toku času a domníval se, že ho silná magnetická pole vytrhávají z toku času. Tesla se ke svým nápadům na cestování v čase nikdy nevrátil, ačkoli věřil, že jeho zkušenosti ukazují cestu, jak cestování v čase umožnit. Nakonec neexistuje žádný důkaz, že by Teslovy experimenty dokázaly reálně manipulovat s časem.
Černá díra a antigravitace
Koncept černých děr a možnost využít je jako jakousi bránu v čase a prostoru, zůstává silně přítomný v obecném povědomí a v bohaté kosmologické mytologii. Zeptejte se někoho na ulici, co je to černá díra. Pravděpodobně vám řekne, že je to temná hvězda s obrovskou gravitační silou, která do sebe vtahuje všechno kolem sebe a dělá z ní jakýsi mezihvězdný vysavač, monstrózního všepohlcujícího obra, který nasává všechno kolem. To je samozřejmě velký omyl. Černé díry nejsou zcela temné a nepůsobí jako vesmírný vysavač o nic víc než jakákoli jiná hvězda. Přesto jsou úžasné, vlastně přímo podivné. Představa černé díry je něčím svůdná. Když se k ní přiblížíme, zdá se, že je to jednosměrný tunel, ve kterém může cokoli zmizet a nic se z něj nemůže vynořit. V jistém smyslu připomíná způsob, jakým vnímáme smrt. Snadno nás napadne, zda je něco na druhé straně. Není možné, že černá díra není vesmírný odpadkový koš, ale jakýsi portál? Co kdybychom mohli vletět do černé díry a vynořit se někde jinde? Není to úplně bláznivý nápad.
Singularita v srdci černé díry je nepochopitelně silná deformace časoprostoru. Představme si ji jako zužující se tunel, směřující někam do jiné dimenze. Mohli bychom černou díru použít jako portál ke skoku do jiné části vesmíru? A pokud ano, byl by to stroj času? Nebudu se tu věnovat obrovské gravitaci a dalším praktickým průvodním jevům tohoto cestování. Zaměřím se pouze na čas. Právě časové efekty by byly problematické. Z našeho pohledu by čas při průchodu černou dírou plynul naprosto normálně, ale pro vnějšího pozorovatele bychom se stále více zpomalovali, protože efekty obecné teorie relativity by pro nás zpomalovaly čas vzhledem k okolnímu světu. V zásadě by nám z pohledu vnějšího pozorovatele trvalo nekonečně dlouho, než byste překročili černou díru.
Jenže černá díra má zásadní problém. Není cesty ven. Černá díra je jednosměrná ulice. Černá díra není brána, je to konec všeho. Sbohem světe. Sama o sobě tedy černá díra není příliš užitečná pro jakoukoli formu cestování. Pokud bychom chtěli z černé díry vylétnout ven, potřebovali bychom obrovskou sílu, která by nám to umožnila. Jakousi temnou hmotu, která by na červí díru působila zápornou gravitační silou, která by ji udržela otevřenou. Mluvím o antigravitaci. Nejznámějším takovým jevem je temná energie. Jedná se o koncept, který vznikl na základě pozorování chování vesmíru jako celku. Teorie velkého třesku ve své moderní podobě předpokládá, že malý vesmír prošel obrovským zvětšováním, mnohem rychleji než rychlostí světla. Po něm následovalo klidnější rozpínání, když dorostl do současné velikosti.
Až do 90. let 20. století všichni předpokládali, že se toto rozpínání vlivem gravitace postupně zpomaluje, protože se všechna tělesa ve vesmíru vzájemně přitahují. Díky novým dalekohledům a vesmírným observatořím bylo možné nahlédnout daleko do minulosti. Vzhledem ke konečné rychlosti světla je pohled do vzdáleného vesmíru zároveň pohledem do vzdáleného času. Bylo tak možné sledovat rozpínání vesmíru po dlouhou dobu. Výsledek těchto studií byl šokem. Rozpínání vesmíru se nezpomaluje, protože gravitační přitažlivost mezi hmotou ve vesmíru táhne věci k sobě. Naopak se zrychluje. Zdá se, že rozpínání vesmíru se zrychluje. Rozpínající se síla, která pohání vesmír, dostala název temná energie, aby se vyrovnala už existujícímu konceptu temné hmoty. Nejedná se o triviální efekt. Ve skutečnosti tvoří největší složku vesmíru a dominuje všemu ostatnímu. Předpokládá se, že temná energie tvoří přibližně 70 % veškeré hmoty a energie ve vesmíru. Jedná se ale o odpudivou sílu. Na rozdíl od gravitace všechno od sebe odděluje. Je to ekvivalent antigravitace. Bohužel, i když je tento efekt obrovský, je obtížné si představit, jak by se dal využít.
Časové paradoxy
Pokud někdy dojde k cestování v čase, přenese nás to přímo do světa paradoxů. Někdy se termín paradox používá volně pro označení něčeho, co zní pouze nepravděpodobně, ale ve skutečnosti je nemožné. Paradox ale není nemožnost. Je to jen něco, co se zdá neuvěřitelné, ale je v souladu s uplatňovanými pravidly. Vezměme si například myšlenku, že schopnost cestovat časem nám umožňuje vytvořit něco z ničeho. Nejen něco tak rozptýleného, jako je energie, nebo tak neurčitého, jako je hmota, ale skutečný objekt nebo soubor informací se strukturou a obsahem. Tato schopnost se někdy označuje jako uzavřená kauzální smyčka. Vezměme si nějakou naši oblíbenou skladbu. Třeba Bohemian Rhapsody od skupiny Queen, kterou napsal Freddie Mercury. Stáhneme si notový part z internetu a vytiskneme ho. Pak noty pošleme do začátku roku 1974, a náhodně je Freddiemu podstrčíme pod dveře. Freddie hudbu najde, a začne skladbu poslouchat ve své hlavě.
"Není to vůbec špatné," pomyslí si. Právě komponuje hudbu do čtvrtého alba A Night at the Opera, a zatím se mu nepodařilo nic vymyslet. Možná byl na nočním flámu ve městě. Freddie skladbu nakonec použije. Bohemian Rhapsody se stala duchem. Hudebním dílem, které nikdy nenapsal člověk. Freddie ji nenapsal, jen ji opsal z verze, kterou jsme mu dali. My jsme ji nenapsali, jen jsme ji stáhli z internetu. A ten, kdo ji umístil na internet, ji nenapsal; jen ji zkopíroval z tištěné verze, která byla napsaná dříve z původní skladby. Je to časová smyčka, která nemá začátek ani konec. Je to paradox, který se může opakovat stále dokola. Jakmile je smyčka nastavená, nikdo nenapsal hudební dílo. Asi nejlepší způsob, jak se na to dívat, je, že skladbu napsal alternativní Freddie v alternativní realitě, než byla do smyčky vložená. Jenže je tu další háček. Co když se Freddie na skladbu podíval, ale nelíbila se mu? Nebo by byl možná příliš zásadový, aby okopíroval něco, o čem by se domníval, že je to cizí dílo, a vydával to za své. A kdyby se to stalo, po návratu do budoucnosti bychom zjistili, že Freddie už nenapsal Bohemian Rhapsody. Buď by ji napsal někdo jiný, nebo by vůbec neexistovala. Mohli bychom být zodpovědní za zničení svého oblíbeného hudebního díla. A pokračujme dál. Jak bychom ale pak mohli vyslat do minulosti skladbu, která už v naší alternativní realitě neexistuje? Z budoucnosti do minulosti vyšleme noty naší skladby hudebníkovi, který ji zahodí, a skladba tedy nevznikne. V naší realitě tím pádem neexistuje. Naruší se tedy i samotná smyčka, protože nemůžeme mít notový part něčeho, co v naší realitě neexistuje. Opět časový paradox.
Nebo jiný příklad. Například stroj času by mohl být použitý jako prostředek k rychlému zbohatnutí. Získáme drahý diamant. Chvíli počkáme, pak se s diamantem vrátíme v čase a dáme ho svému dřívějšímu já. (Jako bonus se naše dřívější verze setká s budoucím "já". Nyní máme dva diamanty. Tohle můžeme udělat tolikrát, kolikrát chceme, a zdvojnásobit tak své diamanty. Bohatství, o jakém se nám ani nesnilo! To se podobá spíše uzavřené kauzální smyčce, kterou jsem ukázal na příkladu Bohemian Rhapsody. Ovšem tady se smyčka vrací do bodu vedle sebe, takže nakonec máme dvě kopie hudby.
Nebo jiný příklad. Naši rodiče se seznámili v kině. Vzali se a pak jsme se narodili. Co kdybychom se náhodou objevili v kritickém okamžiku v minulosti? Koupíme si lístek do kina, ale protože je už v kině přecpáno, kvůli nám se jeden z rodičů do kina nedostane. Narušíme dějovou trajektorii, která se začne vychylovat. Kvůli nám se neseznámí, protože nedostanou žádnou jinou náhodnou příležitost. Bydlí daleko od sebe přes město, a nemíjí se. Nevezmou se, a my se nenarodíme. Jak bychom ale mohli existovat v budoucnosti, kdybychom se v minulosti nenarodili? Nemohli bychom tedy z budoucnosti do minulosti dorazit. Zároveň bychom existovali a neexistovali. Nacházeli bychom se v jakémsi stavu kvantové superpozice.
Přesně to se stalo v knize Návrat do minulosti. Tam hlavní hrdina nešikovně vstoupil do kritického okamžiku seznámení svých rodičů, které překazil. Musel se pak horkotěžko snažit, aby je dal dohromady, protože na jejich seznámení záviselo jeho vlastní narození a existence. Co kdyby chtěl ale někdo cestovat do minulosti jen proto, aby zabil nějakou významnou osobnost, která tvořila dějiny? Co kdyby někdo zabil Adolfa Hitlera? Jakým směrem by se civilizace vyvíjela? Neupustil Hitler nahromaděný přetlak civilizace, který by později vyústil v ještě horší výbuch války velmocí? Co kdyby nedošlo k atentátu na Johna Kennedyho? Dotáhl by jeho mírový proces dokonce? Žili bychom ve větší harmonii? A co třeba 11. září? Jak by vypadala taková alternativní realita?
Závěr: Pozor na Terminátory
Ve filmu Terminátor je cílem odstranit jedince Johna Connora z budoucnosti, kde bude hlavním faktorem ve válce proti strojům. Kyborg Terminátor je vyslaný zpět do minulosti, aby zabil Connorovu matku. To by změnilo budoucnost. Terminátor ale obsahuje paradox ve stylu Bohemian Rhapsody. Pozůstatky původního Terminátora, zničeného v prvním filmu, použije korporace, která nakonec sestrojí myslící stroje, jako inspiraci pro své výrobky. Vědeckofantastické příběhy často poskytují užitečné testovací pole pro logické výmysly, když se zabýváme paradoxy cestování v čase. Je jasné, že při jakémkoli pohybu v minulosti bychom museli našlapovat velmi tiše a rozvážně, abychom nezměnili něco, co by vychýlilo dějovou trajektorii z původní trasy. Něco si koupíme, špatně se nadechneme, cosi prohlásíme. Cokoli by mohlo mít fatální nedozírné následky.
Pokud cestování v čase nestojí nic skutečně v cestě, tedy kromě schopnosti sestrojit potřebnou technologii, je to reálná možnost? Bude cestování v čase vždycky jenom fantazií, nebo se s ním setkají i budoucí generace? My se toho za našeho života pravděpodobně nedožijeme. Možná se toho dočkají naše vnoučata, která nás přijdou z budoucnosti navštívit tak, abychom to netušili. Možná ale zůstane cestování v čase navždy jen neuchopitelným snem. To nakonec ukáže až jenom čas.