TARDIS to słynna budka, w której podróżuje w czasie i przestrzeni Doktor Who - bohater kultowego brytyjskiego serialu. Jej nazwa to skrót od Time And Relative Dimensions In Space.
TARDIS to urządzenie zakrzywiające czasoprzestrzeń tak, że przebywający w środku pasażerowie odczuwają własny (lokalny) czas, podczas gdy całe urządzenie przenosi się w czasie. Benjamin Tipett, matematyk z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej stworzył model matematyczny pokazujący możliwość stworzenia takiego urządzenia. Mimo wspólnej nazwy (TARDIS), jego skrót wywodzi się od Traversable acausal retrograde domains in spacetime. Taki też jest tytuł jego opracowania, opublikowanego niedawno na łamach Classical and Quantum Gravity.
Matematyka jest podstawą współczesnej fizyki. Jednak nie wszystko, co potrafi wyrazić matematyka, jesteśmy w stanie zweryfikować fizycznie.
Tipett użył modelu matematycznego czasoprzestrzeni i spróbował opisać takie nią manipulacje, aby możliwe stało się poruszanie w czasie w obie strony. Dzięki temu, że czasoprzestrzeń jest zakrzywiana przez grawitację, teoretycznie możliwe jest takie jej zakrzywienie, że czas zatoczy koło (tak jak zakrzywiane są orbity planet).
We wstępie do swojej pracy (opublikowanej wraz ze współautorem, Davidem Tsangiem), Tipett pisze:
W niniejszym opracowaniu prezentujemy geometrię, która w potocznym rozumieniu jest „wehikułem czasu”. Jest to pojemnik, który umożliwia pasażerom podróż w obie strony w czasie oraz w przestrzeni - w interpretacji zewnętrznego obserwatora.
Zakrzywienie przestrzeni przez grawitację łatwo zaobserwować. Natomiast zakrzywienie wymiaru czasowego możemy obserwować na przykład w pobliżu czarnej dziury, gdzie czas ma płynąć wolniej. Tę właściwość wykorzystał Tipett, budując swój model.
Niestety, jest to na razie jedynie model teoretyczny - pokazuje on jednak, że jest możliwa taka manipulacja czasoprzestrzenią. Jak spekuluje autor, do realizacji w praktyce tego typu TARDIS, potrzebujemy między innymi dostępu do materii egzotycznej - która może pomóc w zakrzywieniu czasoprzestrzeni, niemożliwym do osiągnięcia w inny sposób.
Można traktować tego typu opracowania za popis matematycznej erudycji i rodzaj złożonego żartu. Jednak sam fakt, że równania nie przeczą takie teoretycznej możliwości, daje nadzieję, że gdzieś tam, w odległym kosmosie, mogła powstać prawdziwa TARDIS.
* Grafika główna: By Babbel1996 - selbst fotografiert = Own work, CC BY 2.5
Uwaga, miłośnicy Doktora Who: stworzono model matematyczny TARDIS