donderdag 11 oktober 2012

Tijd paradox: het verleden veranderen


Tijdreizen vind ik persoonlijk één van de leukste onderwerpen in de wetenschap. Ook in science-fiction wordt er heel veel gebruik gemaakt.

De bekendste van alle tijd paradoxen is die waarbij de tijdreiziger teruggaat naar het verleden om één van zijn voorouders te vermoorden. Het klassieke voorbeeld is de fameuze grootvader-paradox van René Barjavel in: Le Voyageur Imprudent.

Zelf neem ik een ander voorbeeld; niet zijn grootvader, maar zijn moeder! Als de tijdreiziger teruggaat in de tijd om zijn moeder te vermoorden ontstaat er een tegenspraak want: Als zijn moeder dood is voordat zij de tijdreiziger gebaart heeft, kan laatstgenoemde nooit hebben bestaan. Maar in dit geval kan hij ook de moord niet hebben gepleegd. Dus als de vrouw blijft leven, gaat ze dood, en als ze doodgaat, blijft ze leven! Het resultaat is hoe dan ook onzinnig. Veel reistijdsverhalen hebben zich met deze netelige kwestie bezig gehouden.

In de film Back to the Future probeert de tijdreiziger Marty McFly, niet zijn jonge moeder te vermoorden, maar raakt hij verzeild in haar liefdesleven en zo dreigen haar trouwplannen in de soep te lopen. Zo dreigt hij zijn eigen bestaan uit te wissen. Maar zelfs als dat zou gebeuren is de paradox daarmee natuurlijk nog niet van tafel, omdat hij in dat geval ook nooit naar het verleden zou zijn gereisd om in de geschiedenis in te grijpen.

Paradoxen als deze ontstaan, omdat er een causaal verband is tussen verleden en toekomst. Je kunt het verleden niet veranderen zonder ook het heden te veranderen, daardoor zou een causale lus ontstaan. Omdat het gedrag van veel fysieke systemen gevoelig is voor heel kleine veranderingen, zou het zelfs een heel bescheiden ingreep in het verleden dramatische gevolgen voor het heden kunnen hebben. Stel hoe anders de wereld zou hebben uitgezien als de genetische manipulatie die tot het ontstaan van onze voorouders heeft geleidt niet zou hebben plaatsgevonden, omdat het wezen in kwestie een centimeter verder naar links was gaan staan, waardoor het cruciale Kosmische stralingsdeeltje dat de mutatie veroorzaakte hem net miste.

In het verhaal "A Sound of Thunder" van Ray Bradbuy, trapt een tijdreiziger die teruggaat naar de tijd van de dinosauriers per ongeluk op een vlinder, waardoor hij een hele reeks gebeurtenissen in gang zet die de hele verloop van de geschiedenis in de war schoppen.

Een paradox ontstaat als we causale lussen combineren met een onbeperkte vrije wil. Als de tijdreiziger erachter zou komen dat hij sommige dingen eenvoudig niet kan doen zoals het vermoorden van zijn moeder-zal zo'n paradox nooit ontstaan.

Maar waarom zou er iets de vrije wil in de weg staan? Wellicht is het zo dat je voortdurend naar het verleden kunt reizen, maar dat je bij aankomst telkens in je handelen wordt beperkt. Als je probeert je moeder te vermoorden, weigert het geweer misschien, of wordt je voortijdig gearresteerd wegens verdacht gedrag. Een andere mogelijkheid is dat wat je in het verleden zou willen doen vormgegeven door wat in de overeenstemming is met de toekomst waar je vandaan komt. Hoe het ook zij, vrije wil is een glibberig concept dat zelfs zonder tijdreizen al moeilijk in overeenstemming te brengen is met de wetten van de fysica. Dat is ook de reden dat veel filosofen de vrije wil hebben afgedaan als een illusie.

Tijdreizen

Waarom mijn belangstelling voor tijdreizen? Het onderwerp is steeds meer ook buiten de sciencefiction en filosofie, een onderwerp van wetenschappelijk onderzoek en ook al sommige wetenschappers het onderwerp tijdreizen als een intellectueel spelletje beschouwen, zitten er ook serieuze kanten aan. Gedachte-experimenten hebben Galilei in staat gesteld de wet van de vallende lichamen op te stellen zuiver alleen door erover na te denken. Er zou een dag kunnen komen dat we met zijn alle tijdreizigers worden, een fascinerende gedachte!

De grootvaderparadox is een paradox die voortkomt uit het tijdreizen en komt in het kort neer op de vraag: "wat gebeurt er als iemand terug in de tijd gaat en zijn grootvader vermoordt voordat hij vader of moeder heeft kunnen verwekken"?

Als een tijdreiziger dit probeert zijn hier drie mogelijke gevolgen op:

Zodra de tijdreiziger zijn grootvader vermoord, zou hij niet bestaan want zijn vader of moeder heeft hem niet kunnen verwekken, maar dan is er ook niemand die de grootvader heeft vermoord en zal deze dus wel de vader of moeder van de tijdreiziger verwekken en zal de tijdreiziger dus wel bestaan en terug in de tijd kunnen reizen om zijn grootvader te vermoorden. De gebeurtenissen vanaf het moment dat de tijdreiziger in het verleden arriveert worden 'over de originele gebeurtenissen heen geschreven'. Bij deze manier van tijdreizen moet de tijdreiziger dus altijd oppassen dat hij niet voorkomt dat zijn jongere (of nog niet geboren) ik terug zal reizen in de tijd. Dit zou namelijk het einde van de wereld kunnen worden. Deze manier van tijdreizen komt onder andere voor in Back to the Future.

Wanneer de tijdreiziger arriveert in het verleden is er een ingreep in de tijdlijn en ontstaat er op hetzelfde moment een nieuwe parallelle tijdlijn. Er bestaan er nu twee tijdlijnen of een parallelle Universums 'naast elkaar' in het Multiversum: de tijdlijn waar de tijdreiziger in het verleden teruggereisd is en zijn grootvader vermoord en de 'originele' tijdlijn waar er in het verleden niets ernstigs met zijn grootvader gebeurd is zodat de tijdreiziger gewoon geboren wordt om later naar het verleden te kunnen reizen. De tijdreiziger arriveert in het verleden.

Het is mogelijk dat hij dingen die hij nog moet meemaken, al heeft gehoord voordat hij tijdreisde. Er komen omstandigheden die er toe leiden dat hij zijn grootvader niet vermoordt. Hij kan zijn grootvader dus niet in het verleden vermoorden. Er is namelijk maar één tijdlijn die door het bestaan 'al van tevoren bedacht' is en daarbij wordt de grootvader niet vermoord, wordt de vader of moeder verwekt en vervolgens de tijdreiziger die zonder succes terugreist in de tijd om te proberen zijn grootvader te vermoorden. Deze manier van tijdreizen komt onder andere voor in The Terminator en Harry Potter en de Gevangene van Azkaban.

De grootvaderparadox en variaties daarop zijn een dankbaar onderwerp in de sciencefiction.