Aan het einde van Avengers:Infinity War was de helft van de mensen (inclusief helden en schurken) in het universum in een handomdraai verdwenen van Thanos (Josh Brolin).

Dus hoe kan Avengers:Endgame (vanaf deze week in de bioscoop) proberen ze terug te brengen?

We zullen, met dat beproefde filmplotapparaat:tijdreizen. Plus een verrassende hoeveelheid wetenschappelijk jargon erin gegooid, inclusief kwantummechanica, Duitse voorstellen, eigenwaarden en omgekeerde Möbius strips.

Maar denk niet dat alles wat je tijdens de film hoort, is gemaakt in de hoofden van een gekke scenarioschrijver. Veel van de tijdreisconcepten in Endgame zijn met elkaar verbonden, althans in naam, naar de recente wetenschappelijke theorie, simulatie en speculatie.

Laten we een duik nemen in de wetenschap van kwantumtijdreizen en bespreken of eigenwaarden het universum echt kunnen redden, maar wees gewaarschuwd:gematigde spoilers in het verschiet.

Tijdreizen 101

Het belangrijkste uitgangspunt van de film is dat het enige dat de dood van de helft van het universum kan omkeren, de dingen zijn die die sterfgevallen in de eerste plaats hebben veroorzaakt:de krachtige Infinity Stones.

Probleem is, Thanos vernietigde deze in de huidige tijd, dus de stenen zijn alleen in het verleden beschikbaar. Om ze op te halen, moeten de overgebleven Avengers een ingewikkelde reis terug in de tijd naar meerdere locaties maken.

Is tijdreizen eigenlijk mogelijk? We weten sinds Albert Einstein meer dan 100 jaar geleden zijn speciale relativiteitstheorie presenteerde dat reizen naar voren op tijd is naar verhouding eenvoudig.

Het enige dat u hoeft te doen, is met bijna de snelheid van het licht bewegen en u kunt in theorie in uw leven miljoenen of zelfs miljarden jaren in de toekomst reizen.

Maar zou je weer terug kunnen komen? Deze prestatie blijkt veel moeilijker te zijn. Hier zijn een paar uitdagingen en mogelijke oplossingen.

De grootvaderparadox

Terugreizen in de tijd kan schijnbare logische inconsistenties in de werkelijkheid veroorzaken, zoals de bekende grootvaderparadox.

Als je terug in de tijd zou gaan en je grootvader vermoordde toen hij jong was, dan zou je nooit geboren kunnen worden, maar als je niet geboren was, hoe ging je dan terug en doodde hem?

Wetenschappers hebben verschillende theorieën over deze tijdlussen (natuurkundigen noemen ze gesloten tijdachtige curven). Sommige theorieën stellen dat dergelijke lussen gewoon fysiek onmogelijk zijn en daarom kan een reis terug in de tijd nooit plaatsvinden.

Maar we weten, ook dankzij Einstein, dat draaiende zwarte gaten zowel ruimte als tijd kunnen verdraaien, daarom is de ene kant van het zwarte gat helderder dan de andere op de eerste foto die er ooit van is gemaakt.

Tijdreizen in het eindspel

In de film, de personages maken eerst grapjes over vele andere tijdreisfilms zoals Back to the Future en de Terminator-series waarin het mogelijk is om je eigen verleden en toekomst te veranderen.

In plaats daarvan, Eindspel past bij het idee van de alternatieve realiteit, waar veranderingen terug in de tijd een heel nieuw universum veroorzaken, een zogenaamde splitsing of vertakking van meerdere tijdlijnen. in de natuurkunde, dit idee wordt de Many Worlds Theory genoemd.

Om dit probleem te voorkomen, de Avengers zijn van plan om de stenen uit eerdere tijdlijnen te lenen, gebruik ze in het heden, maar breng ze terug naar precies hetzelfde moment als ze er eenmaal mee klaar zijn. Maar zal het werken?

Voer kwantummechanica in

Kwantummechanica wordt veel genoemd in de film en er zijn in feite veel opkomende theorieën over kwantumtijdreizen, waaronder enkele die mogelijk de grootvaderparadox oplossen.

In de kwantummechanica, atomaire deeltjes zijn meer als onduidelijke golven van waarschijnlijkheid. Dus, bijvoorbeeld, je kunt nooit precies weten waar een deeltje is en in welke richting het beweegt. Je weet alleen dat er een bepaalde kans is dat het op een bepaalde plaats is.

Een Britse natuurkundige genaamd David Deutsch, wie wordt genoemd in de film, combineerde dit idee met de Many Worlds-theorie, en toonde aan dat de grootvaderparadox kan verdwijnen als je alles uitdrukt waarschijnlijkheid .

Net als de deeltjes, de persoon die teruggaat in de tijd heeft slechts een bepaalde kans om zijn grootvader te doden, doorbreken van de causaliteitslus. Dit is met succes gesimuleerd.

Dit lijkt misschien vreemd, en hoewel een deel van het jargon dat in de film wordt gebruikt misschien een beetje overdreven lijkt, je kunt er zeker van zijn dat echte kwantumwetenschap nog vreemder is dan filmmakers ooit hadden kunnen bedenken. Het is duidelijk dat zelfs wetenschappers moeite hebben om de implicaties van de kwantumtheorie te begrijpen.

Terminologie voor effect

De theoriescènes over tijdreizen (waarvan er meerdere zijn) staan ​​vol met technisch jargon, sommige niet op hun plaats, sommigen in de juiste marge.

Hier zijn een paar van de termen die we in de film horen over tijdreizen:

eigenwaarden :Bij het bespreken van hun benadering van tijdreizen, karakters Tony Stark en Bruce Banner noemen eigenwaarden. Dit is hoogstwaarschijnlijk een voorbeeld van film wiskunde praten voor effect, aangezien eigenwaarden een vrij laag (basis) concept zijn in lineaire algebra.

Vonnis: Een geval van wiskunde mompelt

Planck schaal :De Planck-schaal gaat over hele kleine dingen. Plank lengte, tijd en massa zijn basiseenheden die in de natuurkunde worden gebruikt. Een Planck-lengte is 1,616 × 10 ⁻³⁵ m. Dat is heel klein.

Het is de afstand die licht aflegt in één eenheid van Planck-tijd - wat ook een zeer kleine hoeveelheid tijd is. Aangezien de film gaat over op kwantummechanica gebaseerde tijdreizen, chatten met Planck-schalen lijkt niet al te ver van het onderwerp af.

Vonnis: Planck heeft een punt.

Omgekeerde Möbius-strip

Het tijdreisjargon bespreekt ook: inverteren een Möbius-strip. Een normale Möbius strip is een oppervlak met slechts één zijde. Je kunt er gemakkelijk een maken door een strook papier te nemen, een keer draaien, en dan aan elkaar plakken.

Hoewel een Möbius-strip een reeks interessante wiskundige eigenschappen heeft, de technische relevantie ervan voor tijdreizen is zwak, verder dan enkele pogingen op hoog niveau om de grootvaderparadox te verklaren.

Vonnis: Theorie een beetje verdraaien.

Vonnis

Vanuit een wetenschappelijk perspectief, het is intrigerend om een ​​nieuwe film te hebben met zo'n zwaar fundament in tijdreizen, en de film trekt niet veel klappen door direct in zowel het jargon als de implicaties van verschillende tijdreisscenario's te duiken.

Hoewel een deel van de wiskundige terminologie duidelijk aanwezig is voor het effect, de plot doet een redelijke poging om tot op zekere hoogte vast te houden aan het huidige denken op hoog niveau over tijdreizen.

Tijdreizen is een van die boeiende wetenschappelijke concepten die misschien het verst verwijderd is van implementatie door wetenschappers, en dus zijn centrale rol in een film over superhelden die kunnen vliegen, ga subatomair, universa vernietigen en de werkelijkheid veranderen is misschien wel bijzonder toepasselijk.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.