FIZIČARI su razvili matematički model koji bi mogao objasniti zašto putovanje u prošlost nije moguće. Njihov pristup mogao bi spriječiti poznate paradokse putovanja kroz vrijeme, ali ima ozbiljan problem: u određenim uvjetima izaziva nestabilnosti zbog kojih bi i najmanji poremećaji u prostor-vremenu mogli nekontrolirano rasti, piše ScienceAlert.

Model su razvili Moustafa Ismail i David Mattingly sa Sveučilišta New Hampshire, a istraživanje su objavili u znanstvenom časopisu Physical Review D. Njihov rad ne dokazuje da je putovanje u prošlost nemoguće, nego pokazuje kako bi se njegova zabrana mogla ugraditi u same zakone gravitacije.

Što je paradoks djeda?

Jedan od najpoznatijih problema putovanja kroz vrijeme jest takozvani paradoks djeda.

Zamislite da se vratite u prošlost i ubijete vlastitog djeda prije nego što je dobio djecu. Time biste spriječili vlastito rođenje, što znači da se nikada ne biste mogli vratiti u prošlost i ubiti ga.

Takav scenarij stvara logičko proturječje koje fizičari pokušavaju razumjeti već desetljećima. Jedno od mogućih objašnjenja jest da prirodni zakoni jednostavno ne dopuštaju događaje koji bi doveli do takvih paradoksa.

Upravo je tu mogućnost 1992. godine razmatrao slavni fizičar Stephen Hawking.

Hawking je još 1992. predložio moguće rješenje

Hawking je iznio pretpostavku o zaštiti kronologije, prema kojoj zakoni fizike sprječavaju nastanak takozvanih zatvorenih vremenskih krivulja.

Riječ je o putanjama kroz prostor-vrijeme koje bi, barem matematički, omogućile putniku da se vrati u vlastitu prošlost.

Problem je što Einsteinova opća teorija relativnosti, koja opisuje gravitaciju kao zakrivljenost prostor-vremena, dopušta postojanje određenih takvih putanja.

To ne znači da one doista postoje u svemiru. Znači samo da ih jednadžbe opće relativnosti u nekim okolnostima ne isključuju.

Hawking je smatrao da bi kvantni učinci mogli spriječiti njihovo nastajanje, ali fizičari dosad nisu uspjeli dokazati da priroda doista ima takav zaštitni mehanizam.

Dvojica fizičara pokušala su pronaći odgovor u gravitaciji

Ismail i Mattingly odlučili su istražiti može li sama gravitacija spriječiti povratak u prošlost. Umjesto standardne opće relativnosti, koristili su alternativni matematički pristup poznat kao metričko-afina gravitacija.

U općoj relativnosti geometriju prostor-vremena opisuju matematičke veličine koje određuju udaljenosti, vremenske intervale i način promjene smjera tijekom kretanja.

U standardnoj teoriji te su veličine međusobno povezane, dok im metričko-afina gravitacija dopušta veću neovisnost.

Zahvaljujući toj dodatnoj slobodi, istraživači su konstruirali model u kojem prostor-vrijeme može imati jasno određen smjer vremena.

Pod odgovarajućim uvjetima vrijeme bi se duž svake moguće putanje kretalo prema naprijed, pa se putnik ne bi mogao vratiti u vlastitu prošlost.

Model su nazvali MAGIC

Svoj model nazvali su Metric-Affine Gravity Imposing Chronology, odnosno MAGIC. Njegova je osnovna ideja jednostavna: umjesto da se putovanje u prošlost naknadno zabranjuje nekim dodatnim pravilom, sama struktura gravitacije trebala bi spriječiti nastanak vremenskih petlji.

Takav pristup mogao bi ponuditi drukčije objašnjenje Hawkingove pretpostavke o zaštiti kronologije. No kada su istraživači ispitali ponašanje modela, otkrili su ozbiljan nedostatak.

Mali poremećaji mogli bi nekontrolirano rasti

U općoj relativnosti gravitacijski valovi imaju dva osnovna načina titranja, povezana s istezanjem i stiskanjem prostora.

MAGIC uz njih uvodi još jedan način promjene gravitacijskog polja, koji fizičari nazivaju skalarnim modom. U kozmološkim uvjetima koje su istraživači analizirali taj dodatni mod pokazuje takozvanu gradijentnu nestabilnost.

Umjesto da se mali poremećaji šire kao stabilni valovi, oni mogu eksponencijalno rasti. Posebno je problematično to što poremećaji kraćih valnih duljina rastu brže.

To znači da čak i vrlo mali poremećaji u matematičkom opisu prostor-vremena mogu postati sve veći. Zbog takvog ponašanja MAGIC u sadašnjem obliku ne može poslužiti kao stabilna teorija gravitacije koja opisuje stvarni svemir.

Postoje još dva problema

Nestabilnost nije jedina prepreka koju su znanstvenici pronašli. Prvi je problem to što njihov model postavlja uvjete za sprječavanje vremenskih petlji na lokalnoj razini.

Kako bi pokazali da se putovanje u prošlost ne može dogoditi nigdje u svemiru, moraju pretpostaviti dodatna svojstva ukupne strukture prostor-vremena.

Za sada nisu dokazali da ta svojstva nužno proizlaze iz samog modela. Drugi se problem odnosi na mogućnost da matematički opis prostor-vremena u određenim okolnostima prestane pravilno funkcionirati.

MAGIC je osmišljen kako bi spriječio neke od takvih problema, ali istraživači nisu uspjeli pokazati da njegova zaštita vrijedi u svim okolnostima. To ne znači da su dokazali kako će se takvi problemi dogoditi, nego da ih još nisu isključili.

Što su znanstvenici zapravo dokazali?

Unatoč nedostacima, autori smatraju da je njihov rad koristan jer pokazuje jedan mogući način povezivanja gravitacije i zaštite kronologije.

MAGIC nije konačna teorija, nego pojednostavljeni matematički model kojim se ispituje može li se zabrana putovanja u prošlost pojaviti kao prirodno svojstvo gravitacije.

Sljedeći cilj istraživača jest ukloniti nestabilnost dodatnog skalarnog moda, a pritom zadržati mehanizam koji sprječava nastanak vremenskih petlji.

Ismail i Mattingly zaključuju da je stabilizacija tog moda prirodan sljedeći korak prema razvoju modela koji bi se mogao uspoređivati s fizičkim opažanjima.

Njihovo istraživanje objavljeno je 6. studenoga 2026. u časopisu Physical Review D.