мини|378x378пиксел|Ilustracija zakrivljenosti prostorvremena Putovanje kroz vreme je kretanje osobe ili predmeta između dve tačke u vremenu, analogno kretanju između dve tačke u prostoru, obično pomoću hipotetičke naprave zvane vremeplov. Putovanje kroz vreme je široko rasprostranjen koncept u filozofiji i književnosti. Ideju o vremeplovu je popularisao Herbert Džordž Vels u svom romanu Vremeplov iz 1895.
Nije sigurno da li je putovanje u prošlost fizički moguće. S druge strane, putovanje u budućnost je, nezavisno od uobičajenog osećaja percepcije vremena, fenomen koji je detaljno proučen i dobro objašnjen u okvirima specijalne i opšte relativnosti. Međutim, uz pomoć današnje tehnologije nije moguće izvesti da se jedno telo pomeri ispred ili iza drugog u vremenu za više od nekoliko milisekundi. Što se tiče putovanja unazad kroz vreme, moguće je naći rešenja u opštoj relativnosti koja to dozvoljavaju, ali ta rešenja zahtevaju uslove koji možda nisu fizički mogući. Putovanje u arbitrarnu tačku u prostorvremenu ima veoma malu podršku u teorijskoj fizici i obično je povezano samo sa kvantnom mehanikom ili crvotočinama, takođe poznatim pod nazivom Ajnštajn-Rozenovi mostovi.
Istorijat ideje o putovanju kroz vreme мини| Statua Ripa Van Vinkla u Irvingtonu (Njujork) Neki drevni mitovi govore o osobama koje odlaze unapred kroz vreme. U hinduističkoj mitologiji, Mahabharata pominje priču o kralju Raivati Kakudmiju, koji putuje na nebo da upozna tvorca Brahmana i kad se vrati na Zemlju, sa iznenađenjem shvata da je prošlo mnogo vekova. Budistički Pali kanon pominje relativnost vremena. Staroindijski filozof Pajasi pominje jednog od glavnih Budinih učenika, Kumaru Kasapu, koji objašnjava Pajasiju da vreme na Nebu protiče drugačije nego na Zemlji. Japanska priča o Urašimi Tarou, govori o mladom ribaru po imenu Urašima Taro koji odlazi u palatu pod morem. Posle tri dana, vraća se kući u svoje selo i otkriva da se nalazi 300 godina u budućnosti, gde ga niko ne poznaje, kuća mu je srušena, a porodica umrla. U jevrejskoj tradiciji, pominje se da je učenjak iz 1. veka pre n. e, Honi ha-Magel, zaspao i spavao punih sedamdeset godina. Kada se probudio, vratio se kući, ali nije našao nikoga od ljudi koje je poznavao i niko mu nije verovao kada bi rekao ko je.Taanit 23a Hebrew/Aramaic text at Mechon-Mamre
Prebacivanje u naučnu fantastiku U ranim naučnofantastičnim pričama pojavljuju se likovi koji spavaju dugi niz godina i bude se u izmenjenom društvu ili su preneti u prošlost natprirodnim putem. Neke od tih priča su L'An 2440, rêve s'il en fût jamais (1770.) Luj-Sebastijana Mersijea, Rip Van Vinkl (1819.) Vašingtona Irvinga, Gledanje unazad (1888.) Edvarda Belamija i Kad se spavač probudi (1899.) H. Dž. Velsa. Produženo spavanje je, poput poznatijeg metoda — vremeplova, korišćeno kao sredstvo za putovanje kroz vreme u ovim pričama.
Ne zna se zasigurno koje je prvo delo u kome se pominje putovanje u prošlost. Memoari iz dvadesetog veka (iz 1733.), Semjuela Medena, predstavljaju seriju pisama britanskih ambasadora iz 1997. i 1998. diplomatama iz prošlosti, u kojima opisuju političke i religijske prilike iz budućnosti. S obzirom da pripovedač dobija ta pisma od svog anđela čuvara, Pol Alkon u svojoj knjizi Poreklo futurističke fikcije navodi da je „prvi putnik kroz vreme u engleskoj književnosti anđeo čuvar.” Meden ne objašnjava kako anđeo dolazi do tih dokumenata, ali Alkon kaže da Meden „zaslužuje priznanje kao prvi koji se poigrao sa idejom putovanja kroz vreme na način da se u sadašnjosti nailazi na jedan artefakt koji je poslat iz budućnosti.” U antologiji naučne fantastike Far Boundaries iz 1951, priređivač Ogast Derlet (August Derleth) navodi da je jedna od prvih priča o putovanju kroz vreme Čekajući kočiju: Anahronizam, napisana 1838. za Dablinski književni časopis, od strane nepoznatog autora. Dok narator čeka kočiju pod drvetom u Njukaslu, biva prebačen hiljadu godina unazad kroz vreme. Tamo nailazi na časnog Bedu u jednom manastiru i objašnjava mu razvoj u nadolazećim stolećima. мини| Gospodin i gospođa Fezivig plešu u Skrudžovoj viziji iz Dikensove Božićne priče. Božićna priča Čarlsa Dikensa, iz 1843, sadrži jedan od prvih prikaza putovanja kroz vreme u oba pravca. Glavni junak, Ebenizer Skrudž, putuje u prošle i buduće Božiće. Druge priče koriste isti šablon, u kome se likovi, pošto se probude iz sna, nađu u nekom drugom vremenu. Jedan jasniji primer putovanja u prošlost nalazi se u popularnoj knjizi iz 1861. Paris avant les hommes (Pariz pre ljudi), francuskog botaničara i geologa Pjera Boatara (Pierre Boitard), objavljenoj posthumno. U ovoj priči, glavni junak je pomoću magije prebačen u praistorijsku prošlost, gde nailazi na pleziosaurusa i jednog majmunolikog pretka i stupa u interakciju sa drevnim stvorenjima.
Prvi vremeplovi Jedna od prvih priča u kojoj se kao sredstvo za putovanje kroz vreme koristi vremeplov je Sat koji je išao unazad, Edvarda Pejdža Mičela, koja se pojavila u časopisu Njujork San 1881. godine. Međutim, mehanizam ovog sata se graniči sa fantazijom. Neuobičajeni sat, kada se navije, ide unazad i prenosi ljude u njegovoj blizini u prošlost. Autor ne objašnjava poreklo ili svojstva sata. Priča El Anacronópete, iz 1887, Enrikea Gaspar i Rimboa, verovatno je prva koja prikazuje brod koji je konstruisan za putovanje kroz vreme.Noted in the Introduction to an English translation of the book, The Time Ship: A Chrononautical Journey, translated by Yolanda Molina-Gavilán and Andrea L. Bell. Endru Sojer navodi da ova priča predstavlja „prvi dosad zabeleženi književni opis vremeplova” i dodaje: „Sat koji je išao unazad, Edvarda Pejdža Mičela, obično se navodi kao prva priča sa vremeplovom, ali nisam baš siguran da se časovnik računa u vremeplov.” H.Dž. Velsov Vremeplov, iz 1895, popularizovao je ideju o putovanju kroz vreme pomoću mehaničkih sredstava.
Putovanje kroz vreme u fizici Neke teorije, naročito specijalna i opšta relativnost, kažu da bi pogodne geometrije prostorvremena ili specifične vrste kretanja u prostoru mogle dozvoliti putovanje u prošlost i budućnost kad bi te geometrije ili kretanja bili mogući. U tehničkim radovima, fizičari razmatraju mogućnost zatvorenih vremenskih krivih, koje predstavljaju svetske linije koje formiraju zatvorene petlje u prostorvremenu, omogućavajući objektima da se vrate u sopstvenu prošlost. Poznato je da postoje rešenja jednačina opšte relativnosti koje opisuju prostorvremena koja sadrže zatvorene vremenske krive, kao što je Godelovo prostorvreme, ali pitanje je da li su ova rešenja fizički ostvariva.
Mnogi u naučnoj zajednici smatraju da je putovanje u prošlost nemoguće. Bilo koja teorija koja bi dozvolila putovanje kroz vreme suočila bi se sa potencijalnim problemima kauzalnosti. Extract of page 32 Klasičan primer problema koji uključuje kauzalnost je „paradoks dede”: šta ako bi neko otišao u prošlost i ubio svog dedu pre nego što mu je otac bio začet? Neki fizičari, kao što su Novikov i Dojč (Deutsch), smatraju da se ovakvi vremenski paradoksi mogu izbeći pomoću Novikovljevog principa samodoslednosti ili varijacije mnogo-svetovske interpretacije sa interagujućim svetovima.
Opšta relativnost Putovanje u prošlost je teorijski moguće u određenim prostorvremenskim geometrijama opšte relativnosti koje dozvoljavaju putovanje brzinom bržom od svetlosne, kao što su kosmičke strune, crvotočine i Alkubijerov pogon. Teorija opšte relativnosti daje naučnu osnovu za mogućnost putovanja u prošlost pri određenim neuobičajenim scenarijima, mada, prema poluklasičnoj gravitaciji, kada se kvantni efekti uključe u opštu relativnost, ovi prolazi mogu biti zatvoreni. Ovi poluklasični argumenti naveli su Stivena Hokinga da formuliše hipotezu o zaštićenosti hronologije, koja kaže da fundamentalni zakoni prirode ne dozvoljavaju putovanje kroz vreme, ali fizičari ne mogu da dođu do definitivnog suda na tu temu bez spajanja teorije kvantne gravitacije sa kvantnom mehanikom i opštom relativnošću u potpuno jedinstvenu teoriju.
Različite prostorvremenske geometrije Teorija opšte relativnosti opisuje univerzum prema sistemu jednačina polja koje određuju metriku, ili funkciju distanci, prostorvremena. Postoje tačna rešenja za ove jednačine koja uključuju i zatvorene vremenske krive, koje predstavljaju svetske linije koje se međusobno presecaju; neka tačka u kauzalnoj budućnosti svetske linije je takođe u njenoj kauzalnoj prošlosti, situacija koja se može opisati kao putovanje kroz vreme. Ovakvo rešenje je prvi predložio Kurt Gedel, rešenje poznato kao Gedelova metrika, ali njegovo rešenje (kao i druga rešenja) zahteva da univerzum ima fizičke karakteristike kakve u stvari nema, kao što su rotacija i nedostatak Hablove ekspanzije. Još uvek se istražuje da li opšta relativnost zabranjuje zatvorene vremenske krive u svim realističnim uslovima.S. W. Hawking, Introductory note to 1949 and 1952 in Kurt Gödel, Collected works, Volume II (S. Feferman et al., eds).
Crvotočine мини|241x241пиксел|Crvotočina Crvotočine predstavljaju hipotetičko zakrivljeno prostorvreme čije je postojanje dozvoljeno prema Ajnštajnovim jednačinama polja opšte relativnosti. Pretpostavljeni vremeplov koji koristi crvotočinu hipotetički bi radio na sledeći način: Jedan kraj crvotočine se ubrzava do značajnog procenta brzine svetlosti, možda pomoću nekog naprednog pogonskog sistema, a zatim se vraća nazad na mesto nastanka. Alternativni način je da se uzme jedan ulaz u crvotočinu i pomeri u gravitaciono polje objekta koji ima veću gravitaciju od drugog ulaza, a zatim ga vratiti u poziciju blizu drugog ulaza. Kod obe ove metode, vremenska dilatacija bi prouzrokovala da kraj crvotočine koji je pomeren manje ostari, ili da postane „mlađi”, nego nepokretni kraj, prema viđenju spoljnjeg posmatrača; jer vreme povezuje drugačije kroz crvotočinu nego izvan nje, tako da će sinhronizovani satovi na oba kraja crvotočine uvek ostati sinhronizovani prema viđenju posmatrača koji prolazi kroz crvotočinu, bez obzira na to kako se dva kraja kreću. To znači da bi posmatrač koji ulazi u „mlađi” kraj izašao kroz „stariji” kraj u vreme kad je on bio iste starosti kao "mlađi kraj, putujući u prošlost prema viđenju posmatrača od spolja. Jedno značajno ograničenje ovakvog vremeplova je to što bi on mogao najdalje da putuje u prošlost do onog trenutka kada je sam napravljen; u suštini, to više predstavlja putanju kroz vreme nego uređaj koji se sam kreće kroz vreme i ne bi dozvolio samoj tehnologiji da putuje u prošlost.
Prema sadašnjim teorijama o prirodi crvotočina, za konstrukciju povezujuće crvotočine bilo bi potrebno postojanje supstance sa negativnom energijom, često nazivane „egzotičnom materijom”. U više tehničkom smislu, prostorvreme crvotočine zahteva raspodelu energije koja narušava razne energetske uslove, kao što je uslov nulte energije zajedno sa uslovima slabe, jake i dominantne energije. Međutim, poznato je da kvantni efekti mogu dovesti do malih izmerljivih narušavanja uslova nulte energije, i mnogi fizičari veruju da je potrebna negativna energija možda moguća zbog Kazimirovog efekta u kvantnoj fizici. Iako su prvobitni proračuni ukazivali na to da je potrebna vrlo velika količina negativne energije, kasniji proračuni su pokazali da količina negativne energije može biti proizvoljno mala.
Godine 1993, Met Viser je izneo teoriju da se dva otvora crvotočine sa takvom indukovanom razlikom u satovima ne mogu spojiti bez indukovanja kvantnog polja i gravitacionih efekata koji će ili učiniti da crvotočina kolabira ili da se dva izlaza odbiju međusobno. Zbog ovoga, dva izlaza se ne mogu dovesti dovoljno blizu kako bi se desilo narušavanje uzročnosti. Međutim, u radu iz 1997, Viser je izneo hipotezu da složena konfiguracija „Romanov prsten” N-tog broja crvotočina raspoređenih u simetrični poligon može da funkcioniše kao vremeplov, mada zaključuje da je to više nedostatak klasične kvantne teorije nego dokaz da je narušavanje uzročnosti moguće.