‘Kunnen we volgens de wetten van de fysica een tijdreismachine bouwen?’

Naar aanleiding van zijn college voor de Universiteit van Vlaanderen staat Pieter Thyssen stil bij de mogelijkheid van een tijdreismachine.

Op 21 maart 1955 vernam Albert Einstein dat zijn goede jeugdvriend Michele Besso was overleden. Tijdens hun jaren op het octrooibureau in Bern had Besso vaak gediend als klankbord voor Einsteins wetenschappelijke ideeën. Einstein bedankte Besso dan ook expliciet voor zijn ‘loyale hulp’ en ‘waardevolle suggesties’ in zijn eerste artikel over de speciale relativiteit van 1905.

Nu, ruim vijftig jaar later, voelde Einstein eveneens dat zijn laatste dagen waren geteld. In zijn condole-ancebrief aan de familie Besso pende hij: ‘Nu is hij iets vóór mij vertrokken van deze vreemde wereld.’ ‘Maar dat betekent niets’, ging hij intrigerend verder. ‘Mensen zoals wij, die in de natuurkunde geloven, weten dat het onderscheid tussen verleden, heden en toekomst slechts een hardnekkige illusie is.’

De speciale relativiteit had Einstein geleerd dat we in een vierdimensionaal ‘blok-universum‘ leven. De werkelijkheid strekt zich niet enkel uit in de drie ruimtelijke dimensies, maar ook in de tijdsdimensie. Alle gebeurtenissen uit het verleden, heden én toekomst liggen bevroren in dit blok-universum, net zoals alle scènes uit een film vastliggen op de filmrol. Verleden, heden én toekomst zijn dus even ‘echt’ — een beeld van de tijd dat ook wel eternalisme wordt genoemd.

Het eternalisme druist in tegen onze intuïties. We gaan er immers van uit dat enkel het heden werkelijk bestaat. Het verleden heeft natuurlijk wel bestaan, maar bestaat niet langer. En de toekomst zal ooit wel bestaan, maar bestaat nog niet. Dit beeld van de tijd noemt men presentisme.

Einstein meende dat het presentisme een illusie was. De speciale relativiteit stelt immers dat we de tijd op dezelfde manier moeten behandelen als de ruimte. En net zoals niemand twijfelt aan het bestaan van de Eiffeltoren of de grote rode vlek op Jupiter (ook al zijn deze van ons verwijderd in de ruimte), zo ook stelde Einstein zouden we niet mogen twijfelen aan het bestaan van het verleden en de toekomst (ook al zijn deze van ons verwijderd in de tijd).

Gebeurtenissen uit het verleden zijn dus niet voor eeuwig verdwenen, maar liggen gewoon in een ander deel van de ruimtetijd. Einstein vond een zekere troost in dit eternalistische wereldbeeld. De discussies met Besso die in 1905 aanleiding hadden gegeven tot de speciale relativiteit, hadden in 1955 nog steeds niet aan echtheid ingeboet. Immers, voor de eternalist blijven alle momenten die je met een dierbare hebt beleefd, bestaan. Voor de presentist, daarentegen, leeft een overledene slechts verder in de gedachten en herinneringen aan hem.

Maar ook de toekomst, en al wat ze voor ons in petto heeft, bestaat reeds volgens het eternalisme. Einstein stierf op 18 april 1955, exact één maand en drie dagen na het heengaan van Besso. Ook deze gebeurtenis lag reeds gegraveerd in het blok-universum toen Einstein schreef dat Besso iets vóór hem vertrokken was van deze vreemde wereld.

Tijdreizen in het blok-universum

Men kan zich heel wat filosofische vragen stellen bij Einsteins blok-universum: als de toekomst reeds bestaat, is dan niet alles voorbestemd? Zijn we nog wel de auteurs van onze eigen handelingen, de denkers van onze eigen gedachten? Of zijn we toeschouwers geworden van ons leven, zonder vrije wil? Dat zijn vragen voor een ander opiniestuk.

Maar beschouw even deze vraag: Als verleden en toekomst bestaan, kunnen we dan niet naar dat verleden en die toekomst reizen? Voor de presentist is tijdreizen onmogelijk omdat verleden en toekomst gewoonweg niet bestaan. Maar volgens de eternalist bestaan verleden en toekomst wél, en zou een potentiële tijdreis doorheen het blok-universum dus op z’n minst een eindbestemming hebben.

Het zou ons dan ook niet mogen verbazen dat tijdreizen naar de toekomst perfect mogelijk is volgens de speciale relativiteit. Echter, eenmaal aangekomen in de toekomst is er wel geen weg terug. Tijdreizen is een enkele reis. Die situatie veranderde dramatisch toen Einstein de speciale relativiteit uitbouwde tot de algemene relativiteit. Het was de wiskundige en logicus, Kurt Gödel, die als eerste op de mogelijkheid wees van tijdreizen naar het verleden.

Gödel en Einstein waren goede vrienden. Ze hadden dan ook veel met elkaar gemeen: ze waren naar Amerika gevlucht tijdens WOII en werkten in Princeton aan het Institute for Advanced Study; ze spraken beide Duits, en zaten aan de top van hun vakdomein.

Toen Einstein zeventig werd, ging Gödel op zoek naar een gepast verjaardagscadeau. De echtgenote van Gödel had een wollen trui gebreid voor Einstein, maar Gödel zocht iets specialer. Even overwoog hij een Chinese vaas te kopen, maar uiteindelijk besloot hij Einsteins algemene relativiteit te bestuderen en er een kort artikel over te schrijven als geschenk.

Gödel had echter de slechte gewoonte om al wat hij bestudeerde in paradox om te zetten, net zoals koning Midas al wat hij aanraakte in goud veranderde. Zo was Gödel beroemd geworden voor zijn onvolledigheidsstelling. Hij had als het ware de lens van de wiskunde naar zichzelf gekeerd, en zo een spaak door het hart van de wiskunde gedreven. En nu was het de beurt aan de relativiteitstheorie.

Gödel vond namelijk een oplossing van de Einstein veldvergelijkingen dat een roterend universum beschreef. Nu bleek dat als je in dit universum rechtdoor blijft vliegen met je raket, je uiteindelijk terugkeert naar je vertrekpunt — en niet enkel in de ruimte, maar ook in de tijd. Reizen naar het verleden leek dus plots toch mogelijk.

Van een vergiftigd geschenk gesproken. Toen Einstein het artikel van Gödel las, sloeg hij in paniek. De berekeningen klopten als een bus. Maar als men kan tijdreizen in het blok-universum, dan opent dit een Pandora doos aan potentiële tijdreisparadoxen, zoals de beruchte grootvaderparadox. Wat nu?

Had Gödel werkelijk gelijk? Kunnen we volgens de wetten van de fysica een teletijdmachine bouwen? En wat gebeurt er dan als je per ongeluk je grootvader neerknalt in het verleden? Dat, en veel meer, leer je in mijn college voor de Universiteit van Vlaanderen.

Pieter Thyssen is verbonden aan het Centrum voor Logica en Analytische Wijsbegeerte van de KU Leuven.