Naučnik koji je pokušao slomiti vrijeme da bi još jednom vidio oca

Bronx, 1955. godine. Boyd Mallett, tridesettrogodišnji serviser televizora i veteran Drugog svjetskog rata, iznenada umire od masivnog srčanog udara.

Iza sebe ostavlja desetogodišnjeg sina Ronalda, dječaka kojem je upravo on, uz stare radioaparate i televizore razasute po stanu, usadio prvu ljubav prema nauci.

Ron je, kako je to kasnije sam opisivao, u roku od nekoliko sedmica prešao put od "sretnog do duboko depresivnog djeteta".

Otac mu je bio, kako je rekao, sunce oko kojeg se vrtio cijeli njegov mali svijet. Kada je to sunce zašlo, ostala je samo praznina.

Spas je, paradoksalno, stigao s polica jedne humanitarne knjižare.

Otprilike godinu dana nakon očeve smrti, mladi Mallett je naletio na ilustrovano izdanje romana H.G. Wellsa "Vremenska mašina".

Ta mu je knjiga, prema njegovim vlastitim riječima, promijenila život.

Ako je vrijeme samo još jedna dimenzija kroz koju se, teoretski, može putovati u oba smjera, onda postoji nada da bi oca mogao ponovo vidjeti.

Možda vas zanima: Crvotočine: Svemirski tuneli kroz prostor-vrijeme

Tu rečenicu, izgovorenu iz usta desetogodišnjaka, većina bi otpisala kao dječiju maštariju kojom se prevazilazi tuga. Međutim, Mallett je od nje napravio karijeru.

Nakon služenja u američkom ratnom zrakoplovstvu i studija finansiranih putem GI Bill programa za veterane, doktorirao je fiziku na Državnom univerzitetu u Pennsylvaniji (Pennsylvania State University) 1973. godine i na kraju se skrasio na Univerzitetu u Connecticutu, gdje danas nosi zvanje profesora emeritusa.

Decenijama je svoju potragu za "vremenskom mašinom" čuvao za sebe, plašeći se da će ga kolege otpisati kao ludog profesora iz holivudskog filma.

Kako svjetlost može zakriviti vrijeme

Da bi se razumjelo o čemu Mallett zapravo govori, moramo se vratiti Einsteinu.

Opća teorija relativnosti kaže da masa i energija zakrivljuju prostor-vrijeme oko sebe – ono što doživljavamo kao gravitaciju nije ništa drugo nego posljedica te zakrivljenosti.

Zemlja se ne kreće oko Sunca zato što je neka nevidljiva uzica vuče, nego zato što se kreće po liniji najmanjeg otpora kroz zakrivljeni prostor koji je Sunce svojom masom oblikovalo.

Mallettova ideja, razvijena kroz nekoliko radova objavljenih početkom 2000-ih, polazi od jedne suptilne, ali ključne posljedice te teorije: zakrivljenost prostor-vremena ne stvara samo masa, nego i energija – pa tako, u principu, i svjetlost.

Mallett je pretpostavio da bi dovoljno intenzivan snop svjetlosti, zatvoren u krug pomoću prstenastog lasera (ring laser), mogao stvoriti mjerljivu zakrivljenost u prostoru oko sebe.

Ono što je posebno zanimljivo jeste da, prema njegovim proračunima, takav rotirajući snop svjetlosti ne samo da zakrivljuje prostor, nego ga i "uvrće" – što je efekat poznat kao povlačenje referentnog sistema.

Ako bi to uvrtanje bilo dovoljno snažno, tvrdi Mallett, ono bi se moglo prenijeti i na samo vrijeme, formirajući ono što fizičari nazivaju zatvorenim vremenolikim krivuljama – petlje u prostor-vremenu kroz koje bi, u teoriji, informacija mogla putovati unazad.

Umanjena kopija onoga što svemir već radi

Ovdje Mallettova ideja dobija svoj najfascinantniji obrt, jer on u svojoj laboratoriji, u malom formatu, pokušava replicirati nešto što priroda već radi u ogromnim razmjerima – oko rotirajućih crnih rupa.

Crna rupa koja se okreće, poznata kao Kerrova crna rupa, ne samo da guta materiju, nego svojom rotacijom fizički povlači prostor-vrijeme zajedno sa sobom, poput kašike koja vrtnjom povlači med oko sebe.

Možda vas zanima: Albert Einstein i neobjašnjivi fenomeni

Oko takve crne rupe postoji oblast koja se zove ergosfera, u kojoj je to povlačenje toliko snažno da je apsolutno nemoguće mirno stajati – sve, pa čak i svjetlost, mora se kretati u smjeru rotacije crne rupe, htjela to ili ne.

To nije samo teorijski kuriozitet bez dokaza – povlačenje referentnog sistema je izmjereno i oko same Zemlje pomoću satelita poput Gravity Probe B, iako u neizmjerno slabijem obliku.

Mallett u suštini pita: ako rotirajuća masa može uvijati prostor-vrijeme do te mjere, može li to isto, u manjem i kontrolisanom obliku, učiniti i rotirajuća svjetlost u laboratoriji?

Njegov prstenasti laser je, metaforički rečeno, pokušaj da se u tegli na stolu napravi minijaturna ergosfera.

Zašto ovo nije DeLorean

Ovdje stvari treba potpuno razjasniti, jer popularna kultura voli ovu priču pretvoriti u nešto što ona nije.

Mallettov uređaj, čak i u najboljem teoretskom scenariju u kojem bi savršeno radio, nikada ne bi mogao postati vozilo za putovanje kroz vrijeme kakvo poznajemo iz filmova.

• Samo informacija, ne i materija. Sistem bi, u najboljem slučaju, mogao poslati jednostavan binarni signal – niz nula i jedinica – unazad kroz vrijeme. Slanje fizičkog predmeta, a kamoli čovjeka, uopće nije dio ove jednačine.
• Granica je trenutak paljenja mašine. Ovo je možda i najvažnije ograničenje od svih: vremenska petlja mogla bi se protezati unazad samo do tačnog momenta kada je uređaj prvi put pokrenut. Ne postoji način da se signal pošalje u 1800. godinu jer mašina tada nije postojala – a ni u 1955. godinu, kada je preminuo Boyd Mallett.

Sam Mallett to ne krije. U intervjuima je više puta otvoreno rekao da njegov rad neće, niti može, ispraviti tragediju koja ga je u sve to i gurnula.

To je ironija s kojom je naučio živjeti: cijeli život posvećen mašini koja, čak i kada bi proradila, ne bi mogla spasiti čovjeka koji je tu potragu pokrenuo.

Sud struke: matematika koja se ne poklapa

Najveći dio fizičara prema Mallettovom radu gaji ozbiljnu, dobro argumentiranu sumnju.

Najpoznatija kritika stigla je 2004. godine, kada su fizičari Ken Olum i Allen Everett sa Univerziteta Tufts objavili analizu na arXivu pod nazivom "Can a circulating light beam produce a time machine?".

Njihovi zaključci, koji su kasnije objavljeni i u recenziranom časopisu, teški su za Mallettovu teoriju:

• Za realistične, fizički ostvarive gustoće energije, zatvorene vremenolike krive bi se, prema njihovim proračunima, javljale na udaljenostima koje su znatno veće od poluprečnika cijelog vidljivog svemira – što takav uređaj svodi na čistu matematičku apstrakciju, potpuno beskorisnu u stvarnom svijetu.
• Olum i Everett su pronašli i ono što opisuju kao singularitet zakrivljenosti duž ose Mallettovog modela – problem koji se javlja čak i kada se intenzitet svjetlosti svede na nulu, što sugeriše da nešto u samim temeljima jednačine ne funkcioniše kako treba.
• Njihova analiza oslanja se i na hipotezu o zaštiti hronologije, ideju koju je iznio Stephen Hawking, prema kojoj bi zakoni fizike mogli sistematski sprečavati nastanak makroskopskih vremenskih petlji, upravo kako bi se izbjegli paradoksi.

Mallett do danas nije objavio formalni, recenzirani odgovor na ove primjedbe u stručnom časopisu – u svojoj knjizi je samo naveo da matematički ne može precizno modelirati fizički medij (poput optičkog vlakna) koji bi naveo svjetlost da kruži, te da je umjesto toga koristio teorijsku zamjenu koja, kako i sami kritičari ističu, ne mora vrijediti u stvarnom fizičkom sistemu.

Dodatni, praktični problem je i to što energija potrebna za bilo kakav mjerljiv efekat daleko premašuje sve što današnja laserska tehnologija može proizvesti – tu se radi o razmjerima koji su bliži energiji zvijezda nego energiji nekog laboratorijskog uređaja.

Matematički san koji nije postao tehnologija

Mallett danas ima preko osamdeset godina i, prema sopstvenim riječima, i dalje vjeruje da će njegov rad jednog dana pokazati da je putovanje kroz vrijeme moguće.

Međutim, eksperimentalnog dokaza nema – ni traga zatvorene vremenske krivulje, niti mjerljivog uvrtanja vremena u laboratoriji u Connecticutu.

Možda je najtačnije reći da Mallettov prstenasti laser nikada nije ni prestao biti jednačina na papiru, rođena iz boli desetogodišnjeg dječaka koji je odbio prihvatiti da je gubitak konačan.

To fiziku ne čini ništa manje ozbiljnom, ali je pretvara i u nešto drugo – u spomenik jednom životu posvećenom pitanju na koje, iskreno, niko sa sigurnošću ne zna odgovor: može li se vrijeme, baš kao i prostor, zaista savijati pod pravim uslovima, ili je linearni tok prošlosti, sadašnjosti i budućnosti jedno od onih kosmičkih pravila koja se ne mogu zaobići, bez obzira na to koliko snažan laser čovjek napravio.