La meg prøve å svare på noen av tingene diskutert her. Det er essensielt tre distinkte men relaterte problemer som vi kan diskutere:
1) Kan vi reise tilbake i tid?
2) Hvorfor har tiden en distingvert retning (retningen hvor entropien øker)?
3) Hvorfor opplever vi subjektivt at vi reiser kun i en retning i tiden?

Spørsmål nummer 3 er et stort mysterie og jeg har lite å si. For de to første spørsmålene har vi en del forståelse. Jeg vil prøve å svare på nummer 1 først. Beklager wall of text. Jeg skal prøve å komme tilbake til spørsmål 2 en annen dag.


Først må vi bestemme oss for hvilket rammeverk vi skal prøve å besvare spørsmålet innenfor. Jeg vil besvare spørsmålet innenfor rammeverket av standardmodellen for partikkelfysikk kombinert med Einsteins gravitasjonsteori (inkludert små kvanteeffekter). I motsetning til hva som ofte sies så har vi en forståelse av hvordan kvanteversjonen av Einsteins teori fungerer så lenge energiene er små nok. For de aller flest formål, med noe få hederlige unntak i kosmologi (mørk materie), så må vil til ekstremt små avstander/ekstremt store energier før det trengs ny fysikk som vi ikke kjenner til. Når vi kommer til små nok avstander/store nok energier så forventer vi at konseptet lokalitet og romtid bryter helt ned. Her vet vi ikke hva som skjer, og siden konseptet “tid” antageligvis knapt er gjenkjennbart her så er det lite intelligent vi kan si om tidsreiser på slike skalaer. La oss dermed holde oss til etablert fysikk. Siden vi mennesker uansett er makroskopiske objekter så vil ethvert smutthull som potensielt måtte finnes der fysikk er ukjent være av en slik natur at et makroskopisk menneske ikke kan utnytte det.


Standardmodellen for partikkelfysikk er et spesielt tilfelle av noe som heter lokal kvantefeltteori. Lokal kvantefeltteori vil alltid være kausal. Det betyr at enhver partikkel alltid vil reise innfor sin såkalte lyskjegle — dette er det som vanligvis beskrives som å bevege seg tregere enn lyshastigheten. Vi har all grunn til å tro at mørk materie også er beskrevet av lokal kvantefeltteori.

La oss begynne med tenke på oss selv, for enkelhets skyld, som en partikkel. La oss også glemme kvante-effekter (lokal kvanteteori var dog fortsatt viktig input for å begrunne kausaliteten vi antar i det følgende).

En partikkel (uten kvanteeffekter) er essensielt intet mer enn en kurve i romtiden som alltid har hastighet lavere en lyset. Hvert punkt på kurven svarer til et øyeblikk — en kombinasjon av et sted og en tid. Enhver slik kurve har en innebygd klokke — du kan på en veldig naturlig matematisk måte assosiere en kontinuering økende størrelse langs kurven. Hvis vi leser av denne størrelsen på et punkt på kurven så vil denne størrelsen svare til tiden du leser på klokka (gitt en konvensjon for hvor du setter klokka til 0).

Et spørsmål du kan spørre her er: hvorfor er vår subjektive opplevelse en serie av øyeblikk som er ordnet i samme rekkefølge som den innebygde matematiske klokka til denne kurven? Dette er spørsmål 3 og jeg har ikke noe svar. Men heldigvis så har svaret på dette spørsmålet ingen relevans for bestefarsparadokset, som vi skal komme tilbake til.

Vi har nå allerede utelukket èn form for tidsreiser. Det å bevege seg i èn retning langs en kurve i romtiden som ikke beveger seg raskere en lyshastigheten er selve definisjonen på å “reise fremover i tid” i fysikk.

Men vi er langt fra ferdig — det er nå ting blir interessant. Vi er alltid nødt til å reise fremover i tid, men hva hvis romtiden ser ut som en fire-dimensional ball? Eller, hvis vi glemmer rommet og bare tenker på tiden, hva hvis tidsdimensjonen ser ut som en sirkel? Selv om vi er tvunget til å kun reise i en retning på sirkelen, “fremover i tid”, så kan vi likevel komme tilbake til start. Og, fascinerende nok, Einsteins gravitasjonsteori sammen med ordinær materie tillater nettopp slik løsninger. Konseptet called closed timeline curves (CTC).

Dermed ser det ut som vi har et stort problem. Blir vi konfrontert med bestefarsparadokset?
Svaret er etter min mening nei. Disclaimer: det som kommer nå er min mening som teoretisk fysiker. Jeg har inntrykk av at en del fysikere har ansett disse CTC-løsningene som problematisk, i det minste historisk sett. Men de er etter min mening ikke problematiske.

For å forstå dette må vi ha en mer sofistikert forståelse av hva en observatør er. Vanligvis holder det å tenke på en partikkel, eller deg som person, som et objekt som beveger seg i en romtid som objektet ikke påvirker. Romtiden er en scene som skuespillet foregår på. Men dette er en tilnærming. I virkeligheten så er det kun èn beskrivelse som gjelder: vi har en samling med ligninger, og enhver beskrivelse av naturen er simpelthen en løsning av disse ligningene. En beskrivelse av hva noen opplever eller hva noen “velger å gjøre” er kun en tolkning av en løsning av disse ligningene.


Så, hva er disse ligningene? De er Einsteins gravitasjonsligninger pluss ligningene for elektroner, fotoner og annen materie. Det viktige å forstå er at du på det fundamentale nivå aldri kan løse kun en av disse ligningene alene. Du kan ikke først løse Einsteins gravitasjonsligninger for å bestemme hvordan romtiden ser ut og deretter etterpå løse for elektron og fotonligningene. Du må løse alle ligningene samtidig. Det faktum at du har et elektron påvirker hvordan romtiden vil se ut. Det samme gjelder en samling av mange elektroner, fotoner, protoner og nøytroner som utgjør et menneske. Du påvirker romtiden og romtiden påvirker deg.

La oss endelig se for oss en romtid kombinert med materie hvor hvor tiden er en sirkel. Siden denne kombinasjonen av romtid og materie er en gyldig løsning av gravitasjons+materie-ligningene så må løsningen være periodisk. Dersom du har et elektron på et gitt sted og tid, dersom du reiser en runde gjennom tids-sirkelen så vil du igjen finne elektronet på samme sted - hvis ikke så hadde du ikke hatt en konsistent løsning av ligningene. Men en bestefar er bare en samling elektroner. Hvis du har en løsning av ligningene som har en slik sirkulær tidsdimensjon så vil du alltid finne bestefar etter en runde rundt sirkelen. Å snakke om å utføre en handling, slik som drap av bestefar, er ikke en meningsfull ting å snakke om på dette nivået av beskrivelse. Å snakke om handlinger vi kan velge eller ikke å ta er kun ord vi bruker får å beskrive løsningen av natur-ligningene på et tilnærmet nivå i dagliglivet.


TLDR: ethvert scenario hvor vi reiser tilbake i tid gjennom å utnytte en sirkulær tidsdimensjon og dermed dreper bestefar er ikke en faktisk løsning av naturligningene og kan dermed aldri skje. Vi kan snakke om scenarioer hvor vi reiser tilbake i tid, men de er alltid av slik en natur at ingenting vil være endret. Du vil bare oppleve det samme en gang til. Jeg ser ikke noen grunn til at dette ikke generaliserer til standard kvanteteori med svake kvanteeffekter for gravitasjon (gitt at vi feier kontroversielle punkter rundt tolkning av kvantemekanikk under teppet). For kvante-connoisseurene der ute: vi nå er nødt til å ha bølgefunksjoner som er periodiske i den sirkulære tidsdimensjonen.


Og jeg har ikke engang snakket om hvor ustabile vi tror disse CTC-løsningene er. Dersom du endrer bittelitt på en løsning, i en viss teknisk forstand, så vil eksistensen av en sirkulær tidsdimensjon bryte ned. Så hvis vi ser for oss enhver løsning av til naturligningene som et halmstrå i en helt absurd svær høystakk, så vil disse løsningene være en nål — eller kanskje heller ett av atomene i et av halmstråene. Så vi har ingen grunn til å tro at en sirkulær tidsdimensjon er realisert.