Barry Barish vandt Nobelprisen for at opdage tyngdebølger

Mød nobelprisvinderen: “Tidsrejser er fri fantasi”

INTERVIEW: Tid bevæger sig ikke baglæns og kan heller ikke overskride grænsen for lysets hastighed. Derfor er tidsrejser ikke mulige. Mød Barry Barish, der i 2017 modtog Nobelprisen i fysik for sine opdagelser om tyngdebølger.

INTERVIEW: Tid bevæger sig ikke baglæns og kan heller ikke overskride grænsen for lysets hastighed. Derfor er tidsrejser ikke mulige. Mød Barry Barish, der i 2017 modtog Nobelprisen i fysik for sine opdagelser om tyngdebølger.

R. Hahn

1. Hvad er den største videnskabelige opdagelse om tid og rum?

Den vigtigste opdagelse er sammenkædningen af rum og tid, som Albert Einstein fremlagde i sin generelle relativitetsteori.

Vores tre dimensioner har en ekstra dimension, som er tiden. Denne såkaldte rum-tid er en dynamisk størrelse, som kan krumme og dermed bestemme, hvordan ting bevæger sig.

Den erkendelse er en vigtig del af fundamentet for, hvordan vi forstår universet og dets opbygning, herunder supernovaer og kollapsende stjerner. I nyere tid er observationen af sorte huller via Event Horizon-teleskopet nok den vigtigste videnskabelige opdagelse.

En navigationssatellit, som bevæger sig med fire kilometer i sekundet, mister et sekund for hver 300 år. Omregnet til afstand svarer det til 11 kilometer om dagen.

2. Hvad kan vi bruge viden om rum-tid til?

Vores forståelse af rum-tid som koncept er en vigtig forudsætning for at forstå, hvordan universet fungerer – fra studiet af tyngdekraften i tyngdebølger til lysets krumninger. Også en hverdagsteknologi som GPS-systemer er baseret på vores viden om rum-tid.

En navigationssatellit, som bevæger sig med fire kilometer i sekundet, mister et sekund for hver 300 år, fordi tiden går en antydning langsommere for satellitten. Det svarer til 11 kilometer om dagen og ville ødelægge GPS-systemet, hvis ikke vi korrigerede for det.

3. De fleste af os anskuer tid som et absolut lineært begreb – men er det korrekt?

Da tiden er relativ, hviler den konklusion på de rammer, relativiteten baserer sig på.

Tiden som lineært begreb er med andre ord korrekt, så længe vi befinder os på Jorden og bevæger os i normalt tempo. Men hvis vi rejser med enorm hastighed eller helt forlader Jorden, så er tidens relativitet en anden.

Tid bevæger sig i et andet tempo under enormt høje hastigheder. Bevæger du dig hurtigt nok, vil din tid og dit biologiske ur gå langsommere i forhold til alt det, der står stille.

Tid bevæger sig i et andet tempo under enormt høje hastigheder. Bevæger du dig hurtigt nok, vil din tid og dit biologiske ur gå langsommere i forhold til alt det, der står stille.

4. Hvorfor er opdagelsen af tyngdebølger så væsentlig?

For over 100 år siden forudsagde Einstein, at der findes små tyngdebølger, som spredes med lysets hastighed i universet.

Med observationen af tyngdebølgerne bekræftede vi en af de væsentligste brikker i den generelle relativitetsteori. Fundet af tyngdebølger var kun muligt gennem forskningsprojektet LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – der kan måle rystelser i rum-tiden, hvis effekt svarer til en tusindedel af diameteren af en atomkerne, som rammer Jorden.

Observationen, som jeg og mine kolleger foretog i 2015, udsprang af et sammenstød mellem to sorte huller i et fjernt univers for omkring 1,3 milliarder år siden. På det tidspunkt var alt liv på Jorden igang med at udvikle sig fra enkelt til flercellet liv.

Det største kosmiske sammenstød, som nogensinde er målt, var mellem to sorte huller med en samlet vægt på 84 solmasser. Det store sorte hul til venstre vejede 50 solmasser, mens det lille til højre vejede 34 solmasser.

© SPL

5. Hvad er nogle af de største spørgsmål om tid, som vi stadig savner svar på?

Hvorfor løber tiden kun i en retning? Vi bruger argumentationen om kausalitet til at forklare, hvorfor det forholder sig sådan.

Kausalitet indebærer en tidslig orden mellem variabler.

Det vil sige, at hvis a er årsag til b, så må a nødvendigvis komme før b. Der eksisterer dog ingen fundamental lov eller et princip inden for fysikken, der fortæller os, hvorfor tiden tilsyneladende kun løber i én retning. Men indtil videre er argumentationen om årsag og effekt den bedste forklaring på det.

Enrico Fermi deltog i Manhattanprojektet

Enrico Fermi (1901-1954) var fysiker og skabte verdens første atomreaktor.

© NARA

6. Hvilken anden person, levende eller død, kunne du bedst tænke dig at møde?

Den italiensk-amerikanske fysiker Enrico Fermi. Han var både teoretiker og eksperimentalist.

I 1932 fremlagde Fermi sin berømte teori for betahenfald, som løste et mangeårigt problem i kernefysikken. Teorien postulerede en ny fundamental kraft, den såkaldte vekselvirkning, i atomfysikken, hvor neutronen i et atom omdannes til en proton ved at udsende en elektron og en såkaldt neutrino.

Ansporet af forskerne F. og I. Joliot-Curies arbejde med at fremstille kunstig radioaktivitet i 1934 gik Fermi i laboratoriet og fremkaldte radioaktivitet ved at bestråle atomer med neutroner – en opdagelse, som indbragte ham Nobelprisen i fysik i 1938. Fermi arbejdede sidenhen med verdens første atomreaktor under Manhattanprojektet.

7. Kan tidsrejser nogensinde blive en realitet. Og i så fald: hvordan?

I og med at tid ikke bevæger sig baglæns, og at heller ikke tid kan overskride grænsen for lysets hastighed på 300.000 km/s, vil det praktisk talt ikke være muligt at rejse tilbage i tiden.

Det vil som minimum kræve en ændret opfattelse af hele vores måde at forstå universet på i dag, hvor tiden er styret af kausalitet og derfor kun bevæger sig i én retning: fremad.

Nogle fysikere argumenterer for, at tidsrejser er mulige, men det er fri fantasi, som ikke baserer sig på fysikkens love. Ormehuller eksisterer måske, men selv de ville ikke være i stand til at vende tidens retning om.