Amerikansk fysiker vil skape en spiral til fortiden

Slik skildrer Ronald Mallett selv, i boken «Time Traveler», den dagen da han for første gang fortalte andre teoretiske fysikere om tankene og teoriene han hadde viet livet til.

Ved symposiet ved Howard University 25. juni 2002 la han fram løsninger på en rekke av de såkalte feltligningene, som er sentrale i Einsteins relativitetsteorier.

Og ikke minst fortalte han at løsningene beviste at det er mulig å bygge en tidsmaskin – ikke bare i teorien, men med teknologi som blir tilgjengelig i løpet av det 21. århundret.

Malletts idé bygger på en rekke egenskaper ved lys som relativitetsteoriene har avdekket.

Ved å la lys sirkulere i en ring mener Mallett det er mulig å vri rommet og tiden og skape såkalte lukkede tidsringer som gjør det mulig å forlate nåtiden og reise tilbake i fortiden.

Dermed har Mallett kanskje funnet løsningen på et problem han har strevd med siden en tragisk begivenhet brått forandret livet hans da han var bare ti år gammel.

Og nå, 65 år senere, er han klar til å bygge den første prototypen som skal bevise prinsippet i tidsmaskinen.

En maskin kan overvinne døden

Ronald hadde akkurat falt i søvn da faren hans døde. Det var hjertet som stanset. Det hadde vært en lang dag. Foreldrene hadde venner på besøk til middag og drinker. 22. mai 1955 var deres 11-års bryllupsdag, så de hadde noe å feire.

Nå ble datoen i stedet en helt annen merkedag for Ronald. Som den eldste i søskenflokken så han opp til faren og betraktet ham som både idol og forbilde, og tapet av ham i en så ung alder var nesten umulig å bære:
«Når han døde, slutte universet mitt å eksistere. Det knuste meg. Etter begravelsen var det likegyldig for meg om jeg levde eller døde.»

Interessen for teknologi og lesning hjalp Mallett videre. Året etter farens død åpnet en bok øynene hans for det som skulle bli et livslangt prosjekt.

I en kiosk så han forsiden av en tegneserie med tittelen «Tidsmaskinen», en populær versjon av H.G. Wells’ science fiction-roman med samme tittel.

Han grep heftet, bladde opp på første side og leste de første setningene: «Vitenskapsfolk vet at tid bare er en slags rom. Vi kan bevege oss fram og tilbake i tiden, slik vi kan bevege oss fram og tilbake i rommet.»

Setningene etset seg inn i hjernen på den unge Mallett, som med det samme innså mulighetene. Hvis han kunne bygge en tidsmaskin, ville han reise tilbake i tid og treffe faren igjen.

I de følgende årene ble det klart for ham at det bare var én mulighet hvis drømmen skulle bli til virkelighet: Han måtte bli fysiker.

Svarte hull får tiden til å gå i stå

Mallett begynte på fysikkstudiet i 1968, og her fikk han dypere kjennskap til Einsteins teorier, og hva de betyr for tidsreiser.

Den spesielle relativitetsteorien, som Einstein publiserte i 1905, åpner muligheter for å reise inn i framtiden.

Teorien sier at tiden går langsommere for et objekt som beveger seg. Jo raskere bevegelsen er, desto langsommere går tiden.

En person som reiser til en stjerne 25 lysår fra jorden og tilbake igjen nesten like raskt som lyset, vil oppleve at reisen tar ti år.

Men når han vender hjem, er det gått 50 år på jorden, så sett fra hans perspektiv har han reist 40 år inn i framtiden.

Den tidsforsinkelsen som teorien beskrev – og som forsøk senere har bekreftet – fascinerte den unge fysikkstudenten, men det var et alvorlig problem: Den åpnet bare muligheter for tidsreiser til framtiden.

For kunne treffe faren igjen måtte Mallett i stedet sette sin lit til Einsteins generelle relativitetsteori. Ifølge den teorien, som ble publisert i 1915, er ikke tyngdekraften en kraft som reiser gjennom rommet, men en kraft som former rommet.

Et legeme som har masse, krummer rommet rundt seg, og krummingen påvirker hvordan andre legemer beveger seg. Jo større masse et legeme har, desto større er krummingen omkring det.

Enda mer interessant for Mallett var det at den generelle relativitetsteorien tok med tiden som en dimensjon på linje med de tre romlige dimensjonene.

Det innebar at også tiden påvirkes av masse i rommet, og hvis massen er stor nok, får det voldsomme konsekvenser for tiden.

Det gjelder for eksempel i nærheten av svarte hull, der veldig stor masse er konsentrert på et forsvinnende lite område. Tett på det svarte hullet, ved den såkalte begivenhetshorisonten, går tiden helt i stå.

Siden Einstein la fram sin generelle relativitetsteori, har fysikere spekulert i hva den betyr for forståelsen vår av tiden. Noen mener at svarte hull kan forbindes, slik at de danner en snarvei gjennom romtiden, et ormehull.

En reise gjennom et ormehull vil ikke bare føre til et annet sted i universet, men også til en annen tid – enten i fortiden eller framtiden i forhold til den nåtiden man kom fra.

Ifølge den amerikanske fysikeren Kip Thorne kan et ormehull i prinsippet konstrueres slik at det er mulig for et menneske å passere gjennom, men det krever at tunnelen fôres med et eksotisk stoff som motvirker tyngdekraften, slik at hullet ikke klapper sammen, og noe slikt stoff har ikke fysikerne funnet.

Einsteins romtid utfordrer også vår dagligdagse forståelse av tiden som en objektiv størrelse, der fortid og framtid er skilt av et universelt «nå».

I det såkalte blokkuniverset som Einsteins verdensbilde har gitt oss, er det ikke noe universelt «nå» og derfor heller ikke noen grense mellom fortid og framtid. Alle tidspunkt eksisterer likeverdig – det er bare et spørsmål om hvor i romtiden vi befinner oss.

På samme måte som vi kan bevege oss geografisk fra ett sted til et annet, kan vi også bevege oss fra ett tidspunkt til et annet – i hvert fall i teorien.

Innsikten i Einsteins teorier bekreftet for Mallett i at guttedrømmen hans ikke var absurd. Fortiden fantes fortsatt. Til gjengjeld visste han at veien tilbake til den var så vanskelig at folk ville anse ham for å være sprø hvis han fortalte om planen sin.

Hør Mallett fortelle sin personlige historie

I ph.d.-avhandlingen sin valgte han å undersøke hvordan tid oppfører seg i et voksende univers, men først mye senere i sin akademiske karriere tok han mot til seg for å dele sine hemmelige tanker med andre.

Sirkulerende lys fører til fortiden

Ideen til en tidsmaskin dukket opp da Mallett minst ventet det. Smerter i brystet hadde tvunget ham til å ta permisjon i begynnelsen av 1999, og dystre tanker om å dø av hjerteproblemer, akkurat som faren, kastet ham ut i en depresjon.

Men en morgen, da han fortsatt iført slåbrok og tøfler gikk inn på hjemmekontoret sitt, vendte motivasjonen plutselig tilbake.

Han ga seg til å gjennomgå teorier om tidsreiser og supplerte dem med sin egen forskning på svarte hull, som han hadde brukt det meste av tiden på i professoratet sitt ved University of Connecticut.

De fleste fysikere er enige om at alle svarte hull har spinn, altså at de roterer. Tett på sentrum av det svarte hullet er rotasjonen så rask at det ifølge teorien kan føre til lukkede tidsringer, altså et område der tiden bokstavelig talt går i ring.

En tur rundt i en lukket tidsring fører fra fortid til nåtid og tilbake igjen, slik at historien kontinuerlig gjentar seg. Den lukkede tidsringen er en følge av en effekt som kalles «frame dragging», og er forutsagt i feltligningene i den generelle relativitetsteorien.

Effekten oppstår omkring alle objekter som har masse og som roterer. Rotasjonen vrir romtiden omkring objektet med seg rundt, slik at både rom og tid forvrenges. Det skjer også omkring jorden, men her er effekten så liten at den er uhyre vanskelig å måle.

Den spirende tanken hos Mallett var at fenomenet ikke nødvendigvis krevde objekter med veldig stor masse. Det kunne kanskje også framkalles av lys.

Lyspartikler, såkalte fotoner, har ingen hvilemasse, men de bærer energi, og ifølge Einstein er masse og energi to sider av samme sak.

Det framgår blant annet av hans berømte ligning E = mc2, der E er energi, m er masse, og c er lysets hastighet.

Hvis en konsentrert lysstråle ble sendt i én retning rundt i en ring, ville den kanskje vri romtiden rundt seg på samme måte som et roterende svart hull og framkalle en lukket tidsring.

Mallett grublet over hvordan teorien kunne bevises i praksis, og her kom gamle erfaringer fra en av hans første jobber ham til gode.

Like etter ph.d.-en sin jobbet Mallett et par år for selskapet United Technologies, der han stiftet bekjentskap med laserteknologi.

Spesielt husket han en spesiell oppstilling som ble kalt en ringlaser, der en laserstråle sendes gjennom et halvgjennomskinnelig speil og reflekteres videre rundt av tre andre speil, slik at lyset kastes rundt i et kvadrat.

Denne oppstillingen kunne kanskje brukes til å bevise effekten. Hvis man plasserte et nøytron i midten av kvadratet, ville frame dragging-effekten få den til å bevege seg rundt i en sirkel fordi romtiden virvlet den rundt og rundt.

De neste par årene arbeidet Mallett videre med konseptet og testet andre måter å dirigere lyset på, blant annet gjennom lyslederkabler og krystaller.

Samtidig utvidet han den teoretiske bakgrunnen fra å være en lyssirkel til å være en sylinder av lys. Og her kom det endelige gjennombruddet.

Beregningene hans viste at hvis lyset ble kastet rundt i en sylinder, ville romtiden i omgivelsene bli vridd så mye rundt at lukkede tidsringer ville oppstå. Langs sylinderen ville ringene danne en spiral som var en slags vindeltrapp tilbake i tiden.

I en tidsmaskin med denne oppbygningen ville det være mulig å gå inn på toppen og bevege seg nedover spiralen og stige ut på et tidligere tidspunkt, da man ville møte seg selv stå og vente på å gå inn i spiralen.

Jo flere turer man tok rundt i spiralen, desto lenger tilbake i tiden ville man reise.

Malletts ideer møter hard kritikk

Malletts presentasjon for det fornemme selskapet av fysikere ved Howard University var nesten slutt. Han rundet av sin teoretiske gjennomgang med et siste lysark. Det var et bilde fra 1948 av familien hans på utflukt i Bronx Park i New York.

Den tre år gamle Ronald Mallett sto foran moren sin, som satt på en benk. Ved siden av satt faren hans – iført et stort smil og solbriller.

«Min opprinnelige motivasjon for alt dette – å lære matematikk og vitenskap, å komme inn på universitetet, å bli fysiker – var drømmen om å se faren min igjen.»

Stillheten som fulgte etter, varte lenger enn Mallett likte. Men så kom applausen og de utdypende spørsmålene og kommentarene.

Den siste bemerkningen kom fra forbildet hans, professor Bryce DeWitt: «Jeg vet ikke om du noensinne vil se faren din igjen.» DeWitt så Mallett i øynene: «Men jeg er sikker på at han ville ha vært stolt av deg.»

Opplevelsen i auditoriet ved Howard University i 2002 rustet Mallett til å motta den kritikken som skeptiske kolleger senere har lagt fram av ideene og teoriene hans.

De avviser ikke at sirkulerende lys kanskje kan skape den frame dragging-effekt som er kjernen i Malletts tidsmaskin, men om det er mulig å utnytte den, er et helt annet spørsmål.

I 2004 gjennomgikk de to fysikerne Ken Olum og Allen Everett de beregningene som Mallett har lagt fram, og undersøkte hva som rent praktisk skulle til for å få tidsmaskinen til å virke.

De to fysikerne kom fram til at hvis maskinen skal frambringe lukkede tidssirkler, krever det enten at diameteren er større enn det synlige universet eller at maskinen fôres med en mengde energi som svarer til et svart hull. Med andre ord: Malletts idé om en tidsmaskin er umulig å utføre i praksis.

Mallett anerkjenner kritikken, men mener samtidig at den hviler på et begrenset utsyn fordi den tar utgangspunkt i dagens teknologi.

«Jeg tror problemene kan løses med tilstrekkelig kreative teknologiske nyskapninger», som han sier.

Tidsreisende forhindrer sin egen fødsel

En annen og kanskje enda viktigere utfordring for Malletts visjon handler om et problem som knytter seg til reiser tilbake i tiden.

Det såkalte bestefarparadokset går ut på at hvis det er mulig å reise tilbake i tiden, er det også mulig å endre historien.

Hvis du for eksempel reiser tilbake i tiden og skyter morfaren din før han møter mormoren din, vil konsekvensen være at de ikke kan bli foreldre til moren din, og at du derfor aldri vil bli født. Men hvem har da drept morfaren din?

Mallett har ikke noen endelig løsning på paradokset, men henviser til de såkalte multiversteoriene. Ifølge disse teoriene er universet vårt bare ett av mange.

Hvert enkelt mulig utfall av en hendelse skaper et nytt univers, uansett hvor liten hendelsen er, og den tidsreisende vil derfor ankomme i et parallelt univers.

Dessverre har alle multiversteorier det problemet at de raskt fører til uendelig mange univers med uendelig mange hendelser.

Det matematiske problemet har to kanadiske fysikere Jacob Hauser og Barak Shoshany nylig forsøkt å løse ved å regne på en forenklet multiversmodell. Her forestiller de seg at alle hendelser foregår i det samme universet, men at alle objekter har flere såkalte tidslinjer.

Som tidsreisende vil du forlate tidslinjen din og ankomme til en annen, der du har muligheter for å påvirke begivenhetene.

Hvis du på den andre tidslinjen avfyrer et skudd mot morfaren din, men bommer, vil du senere på denne tidslinjen bli født og oppleve morfaren din fortelle deg den dramatiske historien om en person, som lignet en eldre utgave av deg selv, og som forsøkte å ta livet av ham lenge før du ble født.

Ifølge de to fysikerne vil antallet tidslinjer og begivenheter i denne modellen ikke nødvendigvis bli uendelig.

Reiser tilbake i tid rommer kolossale teoretiske og praktiske problemer, men Ronald Mallett tror fortsatt på at de blir mulige.

I første omgang vil han gjerne gjennomføre forsøket der en ringlaser vrir romtiden og påvirker et nøytron.

Han anslår at startkostnadene vil beløpe seg til 250 000 dollar, og han håper fortsatt at det vil lykkes å samle inn de nødvendige midlene.

Én ting har han imidlertid gitt opp: å se faren sin igjen. For selv om det skulle lykkes å bygge tidsmaskinen, vil den ha sine begrensninger.

Mallett mener selv at den ikke vil kunne brukes til å reise lenger tilbake i tiden enn til det tidspunktet da den ble skapt. Kanskje er det en generell begrensning ved alle tenkelige tidsmaskiner.

I så fall vil det gi en god forklaring på at vi – så vidt vi vet – fortsatt ikke har fått besøk fra framtiden.

Artikkelen ble utgitt første gang i 2020.