I kælderen under Aarhus Universitets institut for fysik og astronomi gemmer en af fysikprofessor Ulrik Uggerhøjs store stoltheder sig. Det er Astrid 2, som trods navnet ikke er en kvinde, men derimod Danmarks største partikelaccelerator. En avanceret maskine, hvor elektroner farer rundt med tæt på lysets hastighed, og hvor det er muligt at oplyse atomer og molekyler, så de er til at få øje på for forskerne.
For den uindviede ligner Astrid 2 en kaotisk samling af rør, ledninger og dippedutter, men for en tidsforsker er hun et vigtigt arbejdsredskab; næsten lige så værdifuld som den langt større og mere kendte partikelaccelerator i forskningscentret Cern i Genève, Schweiz, som Ulrik Uggerhøj også har haft fornøjelsen af at arbejde med hvert år gennem de seneste 30 år.
"Jeg har selv foretaget eksperimenter, hvor jeg har sløvet tidens gang med en faktor på en halv million. Det er da rigtig længe, når man skal forestille sig et ur, der går 500.000 gange langsommere," siger Ulrik Uggerhøj, som ikke alene forsker i tid, men også har forfattet flere bøger om emnet og til marts deltager i et arrangement i Planetarium i København med overskriften "Tid i perspektiv", hvor naturvidenskabens og filosofiens forståelse af tid sættes over for hinanden.
Hvor længe er et lysår?
Hvis nogen undrer sig over, at en venlig og højt begavet aarhusiansk professor hævder at have bremset tiden, skal det præciseres, at det jo ikke er tiden, som den forløber her på jorden, og som bliver målt af alverdens ure, han taler om.
Skulle nogen for eksempel under en ekstraordinært kedelig fodboldkamp eller et familiemedlems lidt for omstændelige fortælling af en anekdote få den tanke, at tiden næsten står stille, er forklaringen rent psykologisk og har intet at gøre med, hvad fysikere kan få til at ske i en partikelaccelerator. Det er nemlig kun tiden ved de ekstremt høje hastigheder inde i maskinen, der ændres på. Ude i verden er tiden, som vi kender den. Akkurat som fysikken i stort set alle almindelige menneskelige sammenhænge forblev den samme, efter at fysikeren Albert Einstein (1879-1955) for lidt over 100 år siden revolutionerede videnskabens forståelse af tid med sin berømte relativitetsteori.
"Hele relativitetsteorien er bygget op omkring, at det, der altid har samme værdi, ikke er tiden, men lysets hastighed, som er konstant, uanset hvor man er placeret. Ud fra det kan vi se, at rum og tid er forbundne størrelser. Hvis jeg siger til en anden fysiker, at der er et halvt millisekund fra Aarhus til Odense, så ved hun, at det er lysets hastighed, jeg taler om," forklarer Ulrik Uggerhøj.
Rent sprogligt er der masser af eksempler på, at vi ser tid i forhold til et sted. For eksempel taler vi ikke om, at en begivenhed finder tid, men at den finder sted. Og når vi skal måle de rigtig store afstande i rummet, måles de i enheden lysår – altså den afstand lyset tilbagelægger på et år – som Ulrik Uggerhøj husker allerede som barn at have lært om, da hans bedstefar stillede trickspørgsmålet: "Hvor lang tid er et lysår?"
"Jeg faldt selvfølgelig i, da jeg var fem år. Lysår er et afstandsmål, selvom det er tidsbegreb," fortæller han.
Men han tilføjer, at tingene jo hænger tæt sammen:
"Relativitetsteorien viser, at tidens gang er påvirket af bevægelse og af tyngdekraft."
Klokketårnet i Bern
Der findes flere fortællinger om, hvordan Albert Einstein udviklede sin relativitetsteori, som er bredt anerkendt som et af videnskabens allerstørste gennembrud. En af historierne har et ur i hovedrollen. Da Einstein i 1905 grublede over sin teori, boede han i den schweiziske hovedstad Bern, 150 kilometer fra tidsforskningens nuværende hovedsæde, forskningscentret Cern i Genève. Her arbejdede han på det lokale patentkontor, men brugte al sin intellektuelle energi på teoretisk-fysiske overvejelser.
"På den tid arbejdede han i en lejlighed, hvorfra han kunne se ud på byens centrale ur, som via elektriske forbindelser styrede alle byens andre ure. Einstein tænkte over dette forhold mellem tidsmåling og afstand. I flere breve til sin ven Michele Besso (schweizisk-italiensk ingeniør, red.) skrev han om et problem, han var stødt ind i, men så skrev han pludselig i et brev, at han havde fundet løsningen, så de ikke behøvede at tale mere om det," fortæller Ulrik Uggerhøj.
Fortællingen går på, at Einstein havde set ud på det gamle ur, Zytglogge, på klokketårnet i Bern og forestillet sig, hvordan et ur, der befandt sig på en sporvogn, der kørte væk fra klokketårnet med lysets hastighed, ville opføre sig. Han mente, at denne kombination af tid og bevægelse ville indebære, at tiden gik langsommere inde i sporvognen.
Og han havde ret. Selvom den teoretiske fysiker ikke umiddelbart kunne bevise det, og selvom samtiden selvsagt var skeptisk over for, at en af Isaac Newtons basale fysiske love skulle kunne ophæves under høje hastigheder, er der siden leveret klare beviser; for eksempel da man i 1970'erne synkroniserede to præcise atomure, sendte det ene på et fly rundt om kloden og lod det andet blive på Jorden, hvorefter man kunne konstatere, at tiden var gået langsommere på jordomrejsen.
"Der findes også gennemregnede eksempler på, at hvis man tager et tvillingepar og sender én på langtidsrejse i rummet og lader den anden blive hjemme, så vil tvillingen på Jorden 20 år efter selvfølgelig være 20 år ældre, mens tvillingen i rummet kun er 16 år ældre," forklarer Ulrik Uggerhøj, som tilføjer, at det sidste eksperiment ikke er udført i virkeligheden med mennesker, men er blevet testet i laboratoriet med tvillingepartikler.
Sådan bygger man en tidsmaskine
Man kunne argumentere for, at når en partikel inde i Astrid 2 kan ældes i et andet tempo end udenfor, er hun en slags tidsmaskine. Men altså ikke en af dem fra science fiction-historierne, hvor man indstiller viserne, og så tager man af sted til 1700-tallet og sir Isaac Newton og giver ham et praj om relativitetsteorien.
"Det, vi kan måle på, er, at tidens gang kan sættes ned i tempo, ikke at man kan bevæge sig baglæns i tiden. Der findes også begrebet "et tidsligt vakuum", som er idéen om, at tidens gang indimellem står stille. Men hvis dette er tilfældet, ville alle menneskers bevidsthed og alle måleinstrumenter også stå stille, hvorfor vi slet ikke vil kunne registrere det. Så det fremherskende svar på, om man kan standse tiden eller spole den tilbage, vil være nej," siger Ulrik Uggerhøj.
Hele hans engagement i at forske i tid og relativitetsteorien begyndte faktisk engang for cirka 20 år siden. Her hørte han i radioen en kollega forudsige, at tidsrejser ville blive mulige om 100 år.
"Jeg fandt det spændende, men også en smule frastødende at udbasunere det på denne måde, så jeg besluttede mig for, at jeg ville sætte mig grundigt ind i emnet. Der findes teorier om, hvordan man kan lave en tidsmaskine, men de er temmelig eksotiske. Så selvom det er sjovt at tænke teoretisk over tidsrejser, tror jeg ikke på, at tidsrejser bliver en realitet," siger Ulrik Uggerhøj – som ellers på sin reol har et værk af en australsk fysiker, Paul Davies, med titlen "How to Build a Time Machine (Sådan bygger man en tidsmaskine).
"Det er en meget underholdende, men også temmelig eksotisk teori, som dels indebærer, at man er i stand til at lokalisere ormehuller, dels er i stand til at bruge negativ energi til at få disse ormehuller til at blive store nok til at kunne transportere et menneske," fortæller Ulrik Uggerhøj.
Den umulige drøm
Teorien om ormehuller går ud på, at der findes nogle små sprækker i rumtiden. Selvom lysets hastighed ifølge Einstein skulle være konstant, er ormehullerne en slags tunneller, som både kan føre tilbage i tiden og i teorien bringe objekter gennem rummet hurtigere end lyset.
I 1985 udgav den amerikanske romanforfatter Carl Sagan bogen "Contact", som handlede om tidsrejser gennem ormehuller. Forud for udgivelsen havde han søgt assistance hos fysikeren Kip Thorne, der senere fik Nobelprisen for sin medvirken til opdagelsen af gravitationsbølger, og som i forbindelse med ”Contact” opdagede, at Einsteins almene relativitetsteori tillader sådanne ormehuller.
Men at Einsteins teori ikke modbeviser ormehullerne, er ikke et bevis på, at de eksisterer.
"Videnskaben har i mange år kigget efter ormehullerne, men man har ikke fundet dem, så hvis de findes, er de nok meget små," siger professoren, som tvivler meget stærkt på, at fortællingerne i Carl Sagans bog eller Christopher Nolans science fiction-film "Interstellar" fra 2014 kan blive til virkelighed.
Siden Einstein så på uret i 1905, har videnskaben bragt sig i stand til at pille ved mange ting, endda at få tiden til at gå langsommere. Men at skabe et ormehul ved en gigantisk energiudladning og derefter gøre det større ved hjælp af negativ energi og sluttelig finde en metode til at få en astronaut levende igennem til fortiden, fremtiden eller en fjern galakse er sandsynligvis en umulig drøm, mener Ulrik Uggerhøj:
"Men jeg ved, man skal passe på med at være for kategorisk. Den irske fysiker John Bell er berømt for at have sagt, at umulighed ikke beviser andet end forskerens mangel på fantasi. Det kan da være, jeg bare ikke har fantasi nok?".