Tijdreizen: is het mogelijk om in de tijd te reizen?

Een vraag die ons al eeuwen bezig houdt is of we kunnen tijdreizen! Veel wetenschappers, schrijvers en filmmakers hebben de wildste fantasieën reeds uitgedacht aangaande hoe men het verleden kan veranderen om een betere toekomst te krijgen. Is tijdreizen strikt genomen wel mogelijk, wat is het relativiteitsbeginsel en worden we niet door ons fysieke uiterlijk belemmerd om een dergelijke tocht te maken?

Relativiteitsbeginsel bij tijdreizen

Bron: Serpentino, Rgbstock

Einstein heeft oorspronkelijk ingezien dat er een verschil van tijd bestaat indien men beweegt of als men stil staat. Licht passeert uiteraard met de lichtsnelheid, echter is dat altijd strikt genomen wel zo? Stel je voor dat we in een trein zitten en die beweegt eveneens op een bepaalde snelheid dan halen we het licht een klein beetje in. Omdat het verschil in snelheid dermate groot is merken we daar niets van. Strikt genomen zou het betekenen dat we relatief ietsjes minder snel oud worden, doordat we de tijd iets hebben ingehaald. Maar hoe zit dat als die trein ontzettend snel gaat? Dan zouden we minder snel oud worden ten opzichte van de omgeving van waar we zijn vertrokken.

Massa en energie

Iets wat Einstein eveneens heeft bedacht is dat er een relatie bestaat tussen massa en energie. Hoeveel energie is er nodig om massa om te zetten naar licht danwel hoeveel energie moet massa hebben om een bepaalde snelheid te behalen.

Bron: Nazreth, Rgbstock

Die relatie is beschreven middels:

E=MC2 met daarin;
E = energie behoefte;
M = massa;
C = de lichtsnelheid en bedraagt 299.792.458 m/s.

Aangezien de lichtsnelheid enorm hoog ligt waarnaast deze factor eveneens wordt gekwadrateerd is er een onvoorstelbare hoeveelheid energie nodig om massa op die snelheid te laten voortbewegen. Dit betekent eveneens dat massa niet sneller dan het licht kan voortbewegen juist omdat massa dan energie wordt. Lichtsnelheid is dus de belemmerende factor aangaande het kunnen tijdreizen.

Uitzondering op de regel

Indien een ster alle beschikbare energie heeft verbruikt dan komt er een einde aan. Gewoonlijk zal dit gebeuren in een grote knal ook wel de supernova genoemd. Bij die knal worden overgebleven materie en gassen miljoenen kilometers het heelal ingeslingerd.

Bron: Gramps, Rgbstock

Is er echter sprake van een ster met een massa van vijf of meer zon-massa’s dan is de zwaartekracht van de aanwezige massa groter dan de kracht van de optredende explosie met als gevolg dat de ster implodeert. Die implosie kan oneindig ver doorgaan totdat alle massa immens is geconcentreerd. Daardoor wordt de aantrekkingskracht zo groot dat het licht er niet aan kan ontsnappen. Dit fenomeen wordt een singulariteit genoemd en staat bekend als het zwarte gat. Zwarte gaten kunnen zeer klein tot ontzettend groot zijn en absorberen alle materie en licht in de buurt. Het wordt het zwarte gat genoemd, omdat wij de kijker van buitenaf niet kunnen zien wat er binnen de grenzen van het zwarte gat afspeelt. Het zwarte gat is dus de uitzondering op de formule van Einstein en suggereert dat tijdreizen misschien mogelijk kan zijn.

Wat is wel mogelijk?

Laten we het relativiteitsbeginsel nogmaals beschouwen. Stel je voor dat ionentechnologie grootschalig kan worden toegepast, zodat een ruimteschip kan worden gebouwd. Met ionentechnologie kan geleidelijk aan een hoge snelheid worden opgebouwd. Stel je eveneens voor dat we in een grote cirkel gaan reizen, waarbij we weer op het beginpunt uitkomen: de aarde. Die cirkel is tien jaar reizen groot. Het vijfde jaar hebben we de maximale snelheid bereikt. Zeg voor het gemak dat we dan de halve lichtsnelheid hebben bereikt. Vanaf dat moment zouden we weer moeten afremmen om het tiende jaar bij de aarde tot stilstand te komen. Het is zo dat wij tien jaar hebben gereisd, echter het relativiteitsbeginsel laat zien dat de aarde ouder is geworden. Wij hebben namelijk het licht deels ingehaald. Hoe lang hebben we dan feitelijk in aardjaren gereisd? We hebben over de afgelegde afstand een gemiddelde snelheid behaald van een kwart van de lichtsnelheid. Dit houdt in dat de aarde ook een kwart van onze gereisde tijd ouder is geworden. Oftewel wij zijn tien jaar ouder geworden terwijl op aarde twaalf jaar en zes maand zijn verstreken. Naarmate de gemiddelde snelheid over de gereisde tijd hoger wordt neemt het verschil in verstreken tijd en onze eigen tijd toe. Dit is een verkapte vorm van tijdreizen en is mogelijk. De beperkende factor blijft daarbij nog steeds onze technologische capaciteiten.