Avaruusaika sallii mahdottomalta tuntuvan siirtymän. Kuva: Getty Images
Avaruusaika sallii mahdottomalta tuntuvan siirtymän. Kuva: Getty Images

Se ei ehkä tuntuisi erityiseltä, mutta perille saattaisit saapua eilen.

Väliaineessa liikkuva hiukkanen voi ylittää valon nopeuden, koska valo kulkee väliaineessa hitaammin kuin tyhjiössä. Esimerkiksi vedessä valon nopeus on vain kolme neljäsosaa tyhjiönopeudesta.

Kysymyksessä viitataan todennäköisesti kuitenkin valon tyhjiönopeuden ylittämiseen. Tästä ei ole havaintoihin perustuvaa tietoa, joten vastausta on pohdittava tunnettujen teorioiden pohjalta.

Fyysikko Albert Einsteinin suppean suhteellisuusteorian mukaan hiukkasta ei voida kiihdyttää valon nopeuteen – se vaatisi äärettömän paljon energiaa. Teoria ei kuitenkaan kiellä, ettei kappale voisi liikkua valoa nopeammin. Yleinen suhteellisuusteoria mahdollistaa matemaattisia ratkaisuja, joissa avaruusaika muodostaa eräänlaisen poimun tai kuplan, joka siirtää sisällään olevan havaitsijan valoa nopeammin avaruusajassa paikasta toiseen.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Poimun sisällä matkustava ei koe mitään erityistä tai liiku valoa nopeammin, vaan avaruusaika hänen ympärillään muovautuu tavalla, joka mahdollistaa valoa nopeamman siirtymän paikasta toiseen. Poimu on kuin liikkuva junanvaunu, jossa ajamme kilpa-autolla: auto liikkuu rataan nähden omaa huippunopeuttaan suuremmalla nopeudella.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Valoa nopeammalla matkustuksella voisi olla erikoisia seurauksia, sillä se mahdollistaa kulkemisen ajassa taaksepäin. Tällöin syyn ja seurauksen järjestys voi muuttua: Ryhtyessäni kirjoittamaan tätä vastausta sain itseltäni huomenna poimukirjeenä lähettämäni valmiin tekstin. Minun ei siis tarvitse kirjoittaa mitään, riittää, että lähetän tekstin huomenna itselleni niin, että se saapuu perille eilen. Mutta kuka kumma tekstin oikein kirjoitti vai syntyikö se tyhjästä?

Vastaajana

Kimmo Tuominen,
fyysikko, Helsingin yliopisto.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2021

Sisältö jatkuu mainoksen alla