Článek
Na sociálních sítích čas od času narazím na virální video o cestování časem. Jedni ho sdílejí s vykulenýma očima, druzí si klepou na čelo a píšou, že cestování v čase je pohádka pro naivní děti a utahané scenáristy z Hollywoodu.
Nejzajímavější na celé debatě je, že se mýlí oba tábory. Cestování časem není žádná iluze a nevyžaduje tajnou laboratoř. Fyzici ho velmi přesně měří a inženýři s ním denně počítají.
Jen prostě vypadá úplně jinak, než si ho představujeme z letních blockbusterů. Má to ale jeden dost podstatný háček. Jízdenka časem je platná pouze a jenom jedním směrem.
Čas není pro všechny stejný
Představte si čas jako dlouhý pohyblivý pás na letišti. Všichni na něm společně stojíme a přirozeně si myslíme, že se pohybuje stejně rychle pod každým z nás. Když se podíváte na hodinky vy, uvidíte uběhnout stejnou sekundu jako člověk žijící na druhém konci světa. Albert Einstein ale před více než sto lety matematicky dokázal, že to tak vůbec nefunguje.
Zní to jako složitá teorie z počmárané univerzitní tabule. Jenže v roce 1971 ji fyzici Joseph Hafele a Richard Keating vzali doslova na palubu dopravního letadla. Naložili extrémně přesné atomové hodiny do běžných komerčních spojů a obletěli s nimi Zemi. Jednou na východ a jednou na západ.
Výsledek, který obratem publikovali v časopise Science, dokonale seděl. Hodiny letící na východ ztratily zhruba 59 nanosekund. Hodiny letící na západ jich naopak 273 získaly. Cestující v letadlech se tedy doslova posunuli v čase proti lidem na ranveji. O pár bezvýznamných miliardtin sekundy, ale objektivně se posunuli.
Čas totiž plyne prokazatelně pomaleji, když se rychle pohybujete, a pomaleji také tam, kde působí silnější gravitace planety.
Vaše hlava stárne rychleji než nohy
Od roku 1971 se technologie měření zpřesnila natolik, že vědci už nepotřebují obletět planetu, aby rozdíl zaznamenali. Dnes jim stačí pouhý jeden milimetr.
Fyzici ze špičkového institutu JILA v Coloradu vychladili sto tisíc atomů stroncia na teplotu blízkou absolutní nule. V roce 2022 v časopise Nature podrobně popsali měření dilatace času na výškovém rozdílu, který zhruba odpovídá tloušťce obyčejné kreditní karty.
Atomy položené o pouhý milimetr výše tikaly nepatrně rychleji. Byly totiž o malý kousek dále od zemské gravitace, která čas umí neúprosně zpomalit. Prakticky to znamená jediné:
Vaše hlava žije o malý chlup rychleji než vaše chodidla.
Kdo by celý život strávil na vrcholu Sněžky místo v nížině v Praze, zestárl by zhruba o necelou milisekundu více. Chata na horách vám tedy nenápadně ubírá čas z vašeho života.
Možná si teď říkáte, že jde jen o akademickou hříčku pro lidi v bílých pláštích. Tak si otevřete jakoukoliv mapu v mobilu. Systém GPS obíhá vysoko nad Zemí a k tomu obrovskou rychlostí. Satelity čelí oběma extrémům naráz a musí se s nimi vypořádat.
Vysoká rychlost na oběžné dráze satelitní hodiny zpomaluje o 7 mikrosekund denně. O dost slabší gravitace ve výšce 20 tisíc kilometrů je zase zrychluje o 45 mikrosekund. Výsledkem je posun o 38 mikrosekund dopředu každý den.
Kdyby s tímto reálným skokem v čase softwaroví inženýři nepočítali, navigace by se mýlila zhruba o deset kilometrů denně. Za jediný týden by vás mobil místo k domovu posílal do úplně cizího kraje. Ohýbání času je čistá každodenní technika na pozadí vašeho života.
Rekordman z oběžné dráhy
Nejzkušenějším cestovatelem v naší historii není žádný filmový doktor Emmett Brown, ale ruský kosmonaut Sergej Krikaljov. Na oběžné dráze Země strávil dohromady úctyhodných 803 dní.
Kolem planety létal rychlostí zhruba 7,7 kilometru za sekundu. Díky tomu se objektivně posunul do vlastní budoucnosti o dvě setiny sekundy. Na Zemi se vrátil o tento malý kousek mladší. Zní to jako směšně malá hodnota, ale jde o skutečný fyzikální přesun do budoucnosti, ne o pouhou literární představu.
Představte si to jako závod dvou plavců v řece. Jeden plave klidně u kraje v mírné vodě a druhý se prodírá silným proudem kdesi uprostřed. Nakonec oba vylezou na stejný břeh v cíli, ale ten v proudu na to spotřeboval úplně jiné množství energie a fyzického času.
Kdybyste se chtěli do budoucnosti posunout pořádně, nepotřebujete nové fyzikální zákony. Potřebujete jen lepší motor. Pokud poletíte rychlostí blížící se rychlosti světla nebo zaparkujete loď těsně u černé díry, zestárnete o pár let, zatímco na Zemi uběhnou staletí. V cestě vpřed vás brzdí jen inženýrství a dostatečně výkonné palivo.
Zpáteční jízdenka, prosím
S cestou zpátky do minulosti je to podstatně složitější a pro romantické duše mnohem smutnější příběh. Einsteinovy matematické rovnice sice čistě teoreticky připouštějí takzvané uzavřené časupodobné křivky (známé červí díry), ale matka příroda je na ně vyloženě vysazená.
Geniální britský fyzik Stephen Hawking bral cesty do minulosti nesmírně vážně. Právě proto je chtěl jednou provždy vyloučit. V roce 1992 publikoval v časopise Physical Review D zásadní analytickou práci zaměřenou na ochranu chronologie.
Došel v ní k logickému závěru, že samotné zákony fyziky vznik takových časových smyček prostě nedovolí. Kvantové fluktuace by podle jeho výpočtů každý pokus o zprovoznění stroje času zničily dávno předtím, než by se stihl rozjet. Bylo by to jako přiblížit zapnutý mikrofon k reproduktoru – vznikla by ničivá zpětná vazba, která by přístroj okamžitě odpálila.
Sám Hawking to v roce 2009 otestoval i sociálně. Uspořádal v Cambridgi slavnostní večírek s dobrým šampaňským, ale pozvánky úmyslně nechal rozeslat až den po skončení celé akce. Dávalo to perfektní smysl. Kdo by na party chtěl dorazit, musel by si zprávu v novinách přečíst a pak odcestovat zpět do včerejška. V sále nakonec seděl celou dobu sám.
Paradox dědečka a hrátky s matematikou
Možná si teď říkáte, že cesty do minulosti přece nedávají smysl kvůli logice. Jde o onen slavný paradox dědečka: vrátíte se v čase, znemožníte seznámení svých prarodičů, a tím pádem se nikdy nenarodíte. Kdo by tedy onen stroj použil?
Tenhle bolehlav nedávno rozebral mladý fyzik Germain Tobar se svým školitelem na australské univerzitě. Ve své studii v časopise Classical and Quantum Gravity předložili zajímavou, i když dost teoretickou matematickou kličku.
Podle jejich modelu by se události kolem cestovatele časem vždy samy od sebe přizpůsobily tak, aby zůstaly logicky konzistentní. Pokud byste se vrátili zabránit propuknutí pandemie od pacienta nula, vesmír by to vyřešil velmi chladně. Nakazili byste se v tu chvíli vy, nebo byste nemoc přenesli vy na někoho dalšího. Pandemie by propukla tak jako tak.
Vesmír by si prostě logický paradox vůbec nepustil do domu. Má to ale jeden naprosto fatální předpoklad. Vědci u tohoto modelu vůbec neřeší, jak takový stroj reálně postavit. Pouze ukazují, že kdyby se to náhodou povedlo, matematika vesmíru by se nezhroutila.
Když na vás tedy příště vyskočí záhadné video o cestování časem, můžete se v klidu usmát. Cesta zpět je fyzikálně nepřekročitelná hranice.
Užijte si ale plně ten pocit, že vy sami jste elitní cestovatelé v čase. Každý obyčejný let na dovolenou, každé zapnutí mapy v autě a každý odpolední výstup na kopec je krásná ukázka toho, že čas není neměnný. Chyby ze včerejška už nezměníte, ale vaši vlastní budoucnost ohýbáte s každým tiknutím hodin právě teď.
P.S.
Díky, že jste dočetli až sem! Až na vás příště vyskočí další video o cestování časem, vzpomeňte si na Hawkingův prázdný sál v Cambridgi a na navigaci ve vašem mobilu, která s Einsteinovými rovnicemi počítá každý den. Na podobných tématech mě nejvíce baví, že skutečná věda bývá zajímavější než sebelepší konspirace. Jen ji někdo musí vytáhnout z odborných časopisů a převyprávět lidsky, bez vzorců a bez mystiky. Jestli vás článek posunul, vaše podpora mi pomůže psát další texty, které oddělují změřená data od internetových pohádek. I malý příspěvek pomůže a udělá mi radost.
