Med argumentet att vår nuvarande förståelse inte kan utesluta det, var Hawking, som det verkar, försiktigt optimistisk. Så var lämnar detta oss? Vi kan inte bygga en tidsmaskin i dag, men skulle vi kunna göra det i framtiden?

Låt oss börja med vår vardagliga erfarenhet. Vi tar för givet att vi kan ringa våra vänner och familjemedlemmar var de än befinner sig i världen för att ta reda på vad de håller på med just nu. Men detta är något som vi faktiskt aldrig kan veta. Signalerna som bär deras röster och bilder färdas obegripligt snabbt, men det tar ändå en begränsad tid för dessa signaler att nå oss.

Vår oförmåga att få tillgång till ”nuet” hos någon som befinner sig långt borta är kärnan i Albert Einsteins teorier om rymd och tid.

Ljusets hastighet

Einstein berättade för oss att rymd och tid är delar av en och samma sak – rymdtid – och att vi bör vara lika villiga att tänka på avstånd i tid som på avstånd i rymden. Hur konstigt det än kan låta svarar vi gärna ”ungefär två och en halv timme” när någon frågar hur långt det är mellan Birmingham och London. Vad vi menar är att resan tar så lång tid med en genomsnittlig hastighet på 80 kilometer i timmen.

Matematiskt sett är vårt uttalande likvärdigt med att säga att Birmingham ligger ungefär 125 kilometer från London. Som fysikerna Brian Cox och Jeff Forshaw skriver i sin bok Why does E=mc²? kan tid och avstånd ”bytas ut med hjälp av något som har valuta för en hastighet”. Einsteins intellektuella språng var att anta att växelkursen från en tid till ett avstånd i rymdtiden är universell – och det är ljusets hastighet.

Ljusets hastighet är den snabbaste signal som en signal kan färdas med, vilket sätter en grundläggande gräns för hur snabbt vi kan veta vad som händer på andra ställen i universum. Detta ger oss ”kausalitet” – lagen att effekter alltid måste komma efter sina orsaker. Det är en allvarlig teoretisk nagel i ögat på tidsresande protagonister. Om jag reser tillbaka i tiden och sätter igång händelser som förhindrar min födelse är det att sätta effekten (mig) före orsaken (min födelse).

Nu, om ljusets hastighet är universell, måste vi mäta att den är densamma – 299 792 458 meter per sekund i vakuum – oavsett hur snabbt vi själva rör oss. Einstein insåg att konsekvensen av att ljusets hastighet är absolut är att själva rummet och tiden inte kan vara det. Och det visar sig att klockor i rörelse måste ticka långsammare än stationära klockor.

Desto snabbare du rör dig, desto långsammare tickar din klocka i förhållande till de klockor du rör dig förbi. Ordet ”relativt” är nyckeln: tiden kommer att tyckas passera normalt för dig. För alla som står stilla kommer du dock att vara i slow motion. Om du skulle röra dig med ljusets hastighet skulle du verka frusen i tiden – för din del skulle alla andra vara i snabbspolning.

Och om vi skulle resa snabbare än ljuset, skulle tiden då löpa baklänges som science fiction har lärt oss?

Tyvärr krävs det oändligt mycket energi för att accelerera en människa till ljusets hastighet, för att inte tala om längre än så. Men även om vi kunde det skulle tiden inte bara löpa baklänges. I stället skulle det inte längre vara meningsfullt att tala om framåt och bakåt överhuvudtaget. Kausalitetslagen skulle brytas och begreppet orsak och verkan skulle förlora sin innebörd.

Vormhål

Einstein berättade också för oss att gravitationskraften är en konsekvens av hur massan förvränger rum och tid. Ju mer massa vi pressar in i ett område av rymden, desto mer förvrängs rymdtiden och desto långsammare tickar närliggande klockor. Om vi trycker in tillräckligt mycket massa blir rumtiden så förvrängd att inte ens ljuset kan undkomma gravitationen och ett svart hål bildas. Och om du skulle närma dig kanten av det svarta hålet – dess händelsehorisont – skulle din klocka ticka oändligt långsamt i förhållande till de klockor som står långt ifrån det.

Så skulle vi kunna förvränga rymdtiden på precis rätt sätt för att stänga den i sig själv och resa tillbaka i tiden?

Svaret är kanske, och den förvrängning som vi behöver är ett maskhål som kan genomkorsas. Men vi måste också producera regioner med negativ energitäthet för att stabilisera den, och den klassiska fysiken från 1800-talet förhindrar detta. Den moderna teorin om kvantmekanik kanske inte gör det.

Enligt kvantmekaniken är tomt utrymme inte tomt. Istället är det fyllt av par av partiklar som poppar in och ut ur existensen. Om vi kan skapa en region där färre par tillåts poppa in och ut än överallt annars, kommer denna region att ha negativ energitäthet.

Att hitta en konsekvent teori som kombinerar kvantmekaniken med Einsteins gravitationsteori är dock fortfarande en av de största utmaningarna inom den teoretiska fysiken. En kandidat, strängteorin (närmare bestämt M-teorin) kan erbjuda en annan möjlighet.

M-teorin kräver att rymdtiden har 11 dimensioner: den ena av tid och de tre av rymd som vi rör oss i och ytterligare sju, ihoprullade osynligt små. Skulle vi kunna använda dessa extra rumsliga dimensioner för att förkorta tid och rum? Hawking var åtminstone hoppfull.

Rädda historien

Är tidsresor verkligen en möjlighet? Vår nuvarande förståelse kan inte utesluta det, men svaret är förmodligen nej.

Einsteins teorier misslyckas med att beskriva rymdtidens struktur på otroligt små skalor. Och även om naturlagarna ofta kan stå helt i strid med vår vardagliga erfarenhet är de alltid självkonsistenta – vilket ger lite utrymme för de paradoxer som finns i överflöd när vi mixtrar med orsak och verkan i science fictionens version av tidsresor.

Trots sin lekfulla optimism insåg Hawking att de oupptäckta fysikaliska lagarna som en dag kommer att ersätta Einsteins lagar kan komma att förhindra att stora objekt som du och jag hoppar slumpmässigt (inte orsaksmässigt) fram och tillbaka genom tiden. Vi kallar detta arv för hans ”kronologiskt skyddande gissning”.

Oavsett om framtiden har tidsmaskiner i beredskap eller inte kan vi trösta oss med vetskapen att när vi klättrar upp på ett berg eller kör fort i våra bilar ändrar vi hur tiden tickar.

Så, denna ”låtsas vara en tidsresenärsdag” (den 8 december), kom ihåg att du redan är en tidsresenär, bara inte på det sätt som du kanske hoppas.