Tankespinn

Hei Alf! La oss spinne litt rundt en idé. Dersom jeg hypotetisk kunne stått i ro på det punktet jeg er på akkurat nå i forhold til verdensrommet. Da ville jordkloden og vår galakse på et tidspunkt forlatt meg her i verdensrommet alene, svevende. Ettersom hypotesene er at galaksen forflytter seg i en retning, hvor lang tid ville det da ta neste galakse å komme til det punktet jeg er på? Og ville vi da i teorien kunne forflytte oss bakover i tid? Eller kunne jeg ha kommet til en ny planet hvor jeg kunne ha bosatt meg?

Alf ble engasjert i dette og kom med mye spennende, han syntes dette var et skikkelig fascinerende tankeeksperiment!

Hvis du hypotetisk kunne stått stille i verdensrommet – altså i et absolutt referansepunkt – ville Melkeveien og hele vårt kosmiske nabolag faktisk beveget seg bort fra deg. Melkeveien beveger seg med omtrent 600 km/s i forhold til den kosmiske bakgrunnsstrålingen. I løpet av ett år ville den da være ca. 19 milliarder km unna deg.

Hvor lang tid før en ny galakse når deg?

Galakser beveger seg ikke tilfeldig gjennom verdensrommet, men følger universets ekspansjon. De fleste fjerner seg fra hverandre, ikke mot hverandre. Den nærmeste galaksen til oss, Andromeda, er imidlertid på kollisjonskurs med Melkeveien og vil nå oss om ca. 4 milliarder år. Men i ditt scenario, der du står stille, ville den også ha passert deg på et tidspunkt – men det ville tatt utrolig lang tid, muligens flere titalls milliarder år, fordi avstanden mellom galakser stadig øker.

Kunne du reist bakover i tid?

I klassisk fysikk – nei, tid er en enveisprosess. Men hvis du kunne vært helt utenfor universets ekspansjon, ville det vært en diskusjon om referansepunkter i tid. Ifølge relativitetsteorien er tid knyttet til bevegelse, og hvis du på en eller annen måte kunne stått helt stille i forhold til universet, ville du kanskje hatt en merkelig opplevelse av tid sammenlignet med resten av kosmos. Men reell tidsreise bakover? Det ville krevd noe langt utover kjente fysiske lover.

Kunne du ha funnet en ny planet?

Sannsynligheten er minimal. Planeter kretser rundt stjerner, som kretser rundt galakser. Om du sto stille, ville du være i det enorme tomrommet mellom galakser, der det er ekstremt lite sannsynlig å møte en ensom planet (selv om vi vet at såkalte “rogue planets” eksisterer). Hvis du hadde nok tid, ville en galakse til slutt passere deg – men sjansen for å treffe en planet i et slikt enormt rom er ekstremt liten.

Så konklusjonen er:

• Du ville blitt etterlatt i et mørkt, tomt verdensrom.

• Neste galakse ville muligens passere deg, men først om milliarder av år.

• Tidsreise bakover ville ikke vært mulig i denne settingen.

• Du ville mest sannsynlig aldri funnet en ny planet å bo på.

Men om du hadde uendelig tid og ressurser, ville du kanskje til slutt blitt innhentet av et nytt kosmisk drama!

Jeg ble mer nysgjerrig på dette og spurte videre:

Men dersom jeg da møter på et tidspunkt en ny galakse. Og la oss legge til at jeg har et romskip med nødvendige forsyninger. Slik at jeg kunne justert kursen i retning av en yngre galakse enn vår. Som har en retning som ville vært gunstig. Ville det endret noen av konklusjonene? Og hvor lenge måtte jeg oppholdt meg i romskipet? Og i hvilken hastighet måtte jeg ha reist i for å nå en ny galakse innen 100 år?

Alf meldte seg kjapt på her: Hvis vi legger til at du har et romskip med ubegrensede forsyninger og muligheten til å styre kursen din, så åpner det for noen interessante muligheter.

1. Finne en yngre galakse med gunstig retning

Hvis du ønsker å finne en yngre galakse enn Melkeveien, må du sikte mot en som er lengre unna, siden lys fra yngre galakser har reist lenger og derfor viser oss universets fortid. Problemet er at universets ekspansjon gjør at de fleste galakser beveger seg bort fra oss, og jo lengre unna de er, desto raskere fjerner de seg.

Den nærmeste store galaksen til oss er Andromeda (M31), ca. 2,5 millioner lysår unna. Den er eldre enn Melkeveien, så den er ikke et godt valg hvis du vil finne en yngre galakse. For å finne en yngre galakse må du reise milliarder av lysår utover, men disse galaksene fjerner seg fra oss raskere og raskere på grunn av universets ekspansjon.

2. Hvor fort må du reise for å nå en ny galakse på 100 år?

La oss anta at du vil nå en galakse som er 1 milliard lysår unna innen 100 år. Det betyr at du må reise med en gjennomsnittsfart på:

\frac{1,000,000,000 \text{ lysår}}{100 \text{ år}} = 10,000,000 \text{ ganger lysets hastighet} (c)

Dette er umulig etter dagens fysiske lover fordi ingenting med masse kan reise raskere enn lyset. Selv om vi var litt mer realistiske og valgte Andromeda, som er 2,5 millioner lysår unna, måtte du fortsatt reise 25,000 ganger lysets hastighet for å komme dit på 100 år.

Men hvis vi antar at romskipet ditt kan nærme seg lysets hastighet (99,999% av c), ville relativitetsteorien spilt inn. Tiden om bord i romskipet ditt ville gått mye saktere enn for noen på Jorden. For deg ville reisen kunne oppleves som bare noen få år, selv om milliarder av år gikk utenfor skipet.

3. Hva skjer hvis du reiser mot en yngre galakse?

Hvis du når en yngre galakse, betyr det at du ser lys fra dens fortid. Hvis du lander der, vil du være i deres nåtid, ikke fortiden. Du kan ikke “gå tilbake i tid”, men du kan oppleve en galakse som er i en tidligere fase av utviklingen enn Melkeveien.

Konklusjon

• For å nå en ny galakse innen 100 år, måtte du reise mange ganger lysets hastighet, noe som er umulig.

• Hvis du kan reise nær lysets hastighet, vil tiden i romskipet gå saktere, og reisen kan føles kortere for deg.

• Du kan ikke reise bakover i tid, men du kan besøke en yngre galakse som fortsatt er i sin utviklingsfase.

Så det store spørsmålet er: Hva slags teknologi ville du trengt for å reise 10 millioner ganger lysets hastighet? Vi måtte nok funnet opp en slags warp drive! Skal vi utforske det videre?

Hvis vi legger til at du har et romskip med ubegrensede forsyninger og muligheten til å styre kursen din, så åpner det for noen interessante muligheter.

1. Finne en yngre galakse med gunstig retning

Hvis du ønsker å finne en yngre galakse enn Melkeveien, må du sikte mot en som er lengre unna, siden lys fra yngre galakser har reist lenger og derfor viser oss universets fortid. Problemet er at universets ekspansjon gjør at de fleste galakser beveger seg bort fra oss, og jo lengre unna de er, desto raskere fjerner de seg.

Den nærmeste store galaksen til oss er Andromeda (M31), ca. 2,5 millioner lysår unna. Den er eldre enn Melkeveien, så den er ikke et godt valg hvis du vil finne en yngre galakse. For å finne en yngre galakse må du reise milliarder av lysår utover, men disse galaksene fjerner seg fra oss raskere og raskere på grunn av universets ekspansjon.

2. Hvor fort må du reise for å nå en ny galakse på 100 år?

La oss anta at du vil nå en galakse som er 1 milliard lysår unna innen 100 år. Det betyr at du må reise med en gjennomsnittsfart på:

\frac{1,000,000,000 \text{ lysår}}{100 \text{ år}} = 10,000,000 \text{ ganger lysets hastighet} (c)

Dette er umulig etter dagens fysiske lover fordi ingenting med masse kan reise raskere enn lyset. Selv om vi var litt mer realistiske og valgte Andromeda, som er 2,5 millioner lysår unna, måtte du fortsatt reise 25,000 ganger lysets hastighet for å komme dit på 100 år.

Men hvis vi antar at romskipet ditt kan nærme seg lysets hastighet (99,999% av c), ville relativitetsteorien spilt inn. Tiden om bord i romskipet ditt ville gått mye saktere enn for noen på Jorden. For deg ville reisen kunne oppleves som bare noen få år, selv om milliarder av år gikk utenfor skipet.

3. Hva skjer hvis du reiser mot en yngre galakse?

Hvis du når en yngre galakse, betyr det at du ser lys fra dens fortid. Hvis du lander der, vil du være i deres nåtid, ikke fortiden. Du kan ikke “gå tilbake i tid”, men du kan oppleve en galakse som er i en tidligere fase av utviklingen enn Melkeveien.

Konklusjon

• For å nå en ny galakse innen 100 år, måtte du reise mange ganger lysets hastighet, noe som er umulig.

• Hvis du kan reise nær lysets hastighet, vil tiden i romskipet gå saktere, og reisen kan føles kortere for deg.

• Du kan ikke reise bakover i tid, men du kan besøke en yngre galakse som fortsatt er i sin utviklingsfase.

Så det store spørsmålet er: Hva slags teknologi ville du trengt for å reise 10 millioner ganger lysets hastighet? Vi måtte nok funnet opp en slags warp drive! Skal vi utforske det videre?

Tidsdilatasjon – hvorfor går tiden saktere når du beveger deg raskt?

Tidsdilatasjon er en effekt fra Einsteins relativitetsteori, som sier at tid ikke er absolutt – den avhenger av hvor raskt du beveger deg eller hvor sterkt tyngdefeltet rundt deg er.

La oss bruke et enkelt tankeeksperiment:

1. Tidsdilatasjon ved høy hastighet (spesielle relativitetsteori)

Tenk deg at du har en venn på Jorden, og du selv reiser med et romskip nesten like raskt som lyset.

• Du har et klokkeur som tikker hvert sekund.

• Vennen din har et identisk klokkeur.

For deg i romskipet virker alt normalt – din klokke tikker vanligvis, og du merker ingen forskjell. Men for vennen din på Jorden, ser det ut som at klokken din tikker ekstremt sakte.

Hvorfor?

Fordi ifølge Einsteins ligninger, jo raskere du beveger deg, desto mer “strekkes” tiden for noen som ser deg utenfra. Hvis du reiste med 99,999% av lysets hastighet, kunne du kanskje oppleve at det gikk 10 år for deg, mens det kunne ha gått tusenvis av år på Jorden! Dette er kjent som spesielle tidsdilatasjon.

Tenk på det som en film i sakte film – fra Jorden ser det ut som at tiden din går i slow motion, men for deg i romskipet går den helt normalt.

⸻

2. Tidsdilatasjon i sterke tyngdefelt (generelle relativitetsteori)

En annen måte tidsdilatasjon skjer på er hvis du er nær et veldig sterkt gravitasjonsfelt, for eksempel et sort hull.

Jo sterkere gravitasjonen er, desto mer “bøyes” tid og rom. Hvis du sto nær et sort hull, ville noen som observerte deg fra trygg avstand se at klokken din tikket saktere og saktere. Hvis du ble stående der lenge nok, kunne millioner av år passere i resten av universet, mens du bare ville oppleve noen timer!

Dette skjer på grunn av tyngdeavhengig tidsdilatasjon – jo sterkere tyngdefeltet er, jo saktere går tiden for noen som er der.

Dette er faktisk vist i filmen Interstellar – astronautene besøker en planet nær et sort hull, og når de kommer tilbake til romskipet, har det gått 23 år for resten av mannskapet, mens de selv bare har opplevd noen timer!

⸻

Eksotisk materie – nøkkelen til warp drive?

For å lage en warp drive eller et ormehull, trenger vi en spesiell type materie som oppfører seg helt annerledes enn vanlig materie. Dette kalles eksotisk materie.

Hva gjør eksotisk materie så spesiell?

• Den bøyer rommet på en annen måte enn vanlig materie – vanlig materie skaper gravitasjon, mens eksotisk materie kan skape antigravitasjon.

• Den har negativ energi, noe som betyr at den kan trekke rommet fra hverandre i stedet for å trekke det sammen.

Dette ville vært nødvendig for å lage en warp drive, fordi:

1. Vi måtte komprimere rommet foran oss (slik at målet vårt kommer nærmere).

2. Vi måtte ekspandere rommet bak oss (slik at vi blir skjøvet fremover).

Problemet?

Vi vet ikke om eksotisk materie virkelig eksisterer. Noen kvantefysiske teorier antyder at Casimir-effekten (en kraft som oppstår mellom to metallplater i vakuum) kan være en form for negativ energi, men vi har aldri klart å produsere nok av den til at den kan brukes til noe som warp drive.

⸻

Er warp drive mulig?

Akkurat nå: Nei. Vi har ingen eksotisk materie, ingen teknologi for å manipulere rommet slik, og ingen anelse om hvordan vi skulle skape en warp-boble.

I fremtiden? Kanskje!

• Hvis vi oppdager eksotisk materie, kan vi kanskje lage maskiner som manipulerer tid og rom.

• Kvantefysikk og mørk energi kan kanskje gi oss ledetråder til hvordan dette kan fungere.

⸻

Oppsummering:

1. Tidsdilatasjon betyr at tid går saktere for deg hvis du reiser raskt eller er nær et sterkt gravitasjonsfelt.

2. Eksotisk materie er en teoretisk form for materie med negativ energi som kan brukes til å lage warp drive.

3. Warp drive er ikke mulig i dag, men det finnes matematiske teorier som antyder at det kan være mulig i fremtiden.

#verdensrommet #Relativitetsteori #Astrofysikk #Kosmos #Universet #Tidsreise #Kvantefysikk #Tidsdilatasjon #WarpDrive #EkspanderendeUnivers