Το «Παράδοξο του παππού» είναι ίσως το πιο διάσημο χρονικό παράδοξο. Στην ουσία του, θέτει το εξής ερώτημα: Τι θα συνέβαινε αν κάποιος ταξίδευε στο παρελθόν και εμπόδιζε τον παππού του από το να αποκτήσει παιδιά, άρα και να γεννηθεί ο ίδιος; Θα σταματούσε να υπάρχει αφού ο πατέρας του δεν γεννήθηκε πότε για να τον κάνει ή θα συνεχίσει να υπάρχει ως μια μελλοντική μορφή ενός ανθρώπου που δεν τον έφερε κανείς στον κόσμο; Αν σταματούσε να υπάρχει, τότε ποιος εμπόδισε τον παππού του; Και αν συνέχιζε να υπάρχει, παρά το γεγονός πως ο παππούς του δεν έκανε παιδιά, τότε πως γίνεται να γεννήθηκε;

Ξεκάθαρη απάντηση δεν υπάρχει, για αυτό και η επιστημονική κοινότητα το ονόμασε παράδοξο. Ή τουλάχιστον έτσι νομίζαμε ως τώρα.

Μια νέα μελέτη ενός θεωρητικού φυσικού που συνδύασε τη γενική σχετικότητα, την κβαντική μηχανική και τη θερμοδυναμική, έδειξε ότι το ταξίδι στον χρόνο θα μπορούσε να είναι εφικτό.

Η φυσική των χρονικών βρόχων

Η καθημερινή μας αντίληψη για τον χρόνο βασίζεται στη Νευτώνεια φυσική, όπου τα γεγονότα εκτυλίσσονται γραμμικά από το παρελθόν προς το μέλλον. Όμως, η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν (1915) αμφισβητεί αυτήν τη διαισθητική κατανόηση, αποκαλύπτοντας ότι ο χωροχρόνος μπορεί να συμπεριφέρεται με τρόπους που δεν ακολουθούν τη λογική μας, όπως αποδεικνύουν φαινόμενα όπως οι μαύρες τρύπες.

Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες θεωρητικές προβλέψεις της σχετικότητας είναι η ύπαρξη των κλειστών χρονοειδών καμπυλών, διαδρομών στον χωροχρόνο, δηλαδή, που επιστρέφουν στο αρχικό τους σημείο, επιτρέποντας, θεωρητικά, το να ταξιδέψουμε στο παρελθόν.

Σύμφωνα με τον Lorenzo Gavassino, φυσικό στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt, αν όλη η ύλη του σύμπαντος περιστρεφόταν, ο χωροχρόνος θα μπορούσε να παραμορφωθεί τόσο πολύ ώστε ο χρόνος να «διπλωθεί» μέσα σε έναν βρόχο. Ένα αεροσκάφος που θα κινούνταν σε έναν τέτοιο βρόχο θα μπορούσε να επιστρέψει στο αρχικό του σημείο όχι μόνο στον χώρο αλλά και στον χρόνο. Αν και το σύμπαν δεν φαίνεται να περιστρέφεται με αυτόν τον τρόπο, περιστρεφόμενες μάζες όπως οι μαύρες τρύπες, που είπαμε και παραπάνω, μπορούν να δημιουργήσουν παρόμοια αποτελέσματα, επιτρέποντας μας να ταξιδέψουμε στο παρελθόν.

Τα χρονικά παράδοξα

Το κύριο πρόβλημα με το ταξίδι στον χρόνο είναι τα παράδοξα που δημιουργούνται. Το παράδοξο του παππού είναι μόνο ένα  από πολλά παραδείγματα.

Ένα από τα θεμελιώδη ζητήματα είναι ότι υποθέτουμε πως οι νόμοι της θερμοδυναμικής (οι οποίοι διέπουν τη θερμότητα και την ενέργεια) λειτουργούν κανονικά σε έναν χρονικό βρόχο. Η εντροπία (ένα μέτρο της αταξίας σε ένα σύστημα) είναι η μόνη φυσική ποσότητα που διακρίνει το παρελθόν από το μέλλον. Η αύξηση της εντροπίας είναι και ο λόγος που θυμόμαστε το παρελθόν αλλά δεν μπορούμε να προβλέψουμε το μέλλον.

Η κβαντική θεωρία ως απάντηση στα χρονικά παράδοξα; 

Η έρευνα του Gavassino, που δημοσιεύθηκε στις 12 Δεκεμβρίου 2024 στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity, προτείνει μια ενδιαφέρουσα απάντηση.

Εμπνευσμένος από τη δουλειά του φυσικού Carlo Rovelli, ο Gavassino έδειξε ότι η θερμοδυναμική λειτουργεί διαφορετικά σε μια κλειστή χρονοειδή καμπύλη. Σε τέτοιες συνθήκες, εμφανίζονται κβαντικές διακυμάνσεις που μπορούν να εξαλείψουν την εντροπία.

Αυτό θα είχε δραματικές συνέπειες για έναν ταξιδιώτη στον χρόνο: καθώς η εντροπία μειώνεται, οι αναμνήσεις του θα μπορούσαν να εξαφανιστούν, η γήρανση του να αντιστραφεί και ενδεχομένως ακόμα και ο θάνατος του να καταστεί αναστρέψιμος.

Σύμφωνα με τον Gavassino, αυτός ο μηχανισμός θα μπορούσε να ακυρώσει το παράδοξο του παππού. Αν κάποιος προσπαθούσε να σκοτώσει τον παππού του, οι κβαντικές διακυμάνσεις θα επηρέαζαν την εξέλιξη των γεγονότων, αποτρέποντας την εμφάνιση οποιασδήποτε χρονικής ασυνέπειας.

Ο Gavassino θεωρεί ότι αυτό επιβεβαιώνει την αρχή της «αυτοσυνεκτικότητας», η οποία υποστηρίζει πως η φύση πάντα βρίσκει έναν τρόπο να αποτρέπει αντιφατικές καταστάσεις. Με βάση την κβαντική μηχανική, απέδειξε ότι η ιστορία θα παραμένει πάντα λογικά συνεπής, χωρίς να χρειάζονται αμφιλεγόμενες πρόσθετες υποθέσεις.

Θεωρητικές και πρακτικές επιπτώσεις

Παρόλο που η έρευνα του Gavassino παρέχει ένα θεωρητικό πλαίσιο για το ταξίδι στον χρόνο ,το ερώτημα του αν υπάρχουν όντως κλειστές χρονοειδείς καμπύλες στο σύμπαν, παραμένει.

Και σε αυτό, οι περισσότεροι φυσικοί παραμένουν σκεπτικοί. Το 1992, ο Stephen Hawking πρότεινε την «Αρχή Χρονολογικής Προστασίας», υποστηρίζοντας ότι οι φυσικοί νόμοι μπορεί να εμποδίζουν τη δημιουργία χρονικών βρόχων. Ο χωροχρόνος , δηλαδή, καταρρέει πριν από τη δημιουργία ενός τέτοιου βρόχου, καθιστώντας το ταξίδι στον χρόνο αδύνατο στην πράξη.

Σε κάθε περίπτωση, η δουλειά του Gavassino είναι σημαντική, καθώς μας ωθεί να σκεφτούμε βαθύτερα τη σχέση της εντροπίας με την εμπειρία μας για το σύμπαν.