‘Tenet’ giver et vildt bud på teorien om tidsrejser: Men hvor videnskabelig er filmen egentlig?

»Fed film,« konstaterer astrofysiker Peter Laursen efter næsten tre timers rundforvirret rejsen frem og tilbage.

Den britiske instruktør Christopher Nolan er biografaktuel med filmen Tenet. Og ligesom mange af hans tidligere film, er det lidt af en hjernevrider.

Filmen går i al sin dybt forvirrende enkelthed ud på, at nogle slemme mennesker i fremtiden har opfundet en teknologi, der kan få ting - mennesker, patroner, pistoler, you name it - til at bevæge sig baglæns i tiden.

I filmen bliver der blandt andet henvist til store fysikere som Richard Feynman (1918-1988) og John Wheeler (1911-2008), og hele teorien om tidsrejser bliver bundet op på idéen om såkaldt ‘omvendt entropi’.

Men er der rent faktisk videnskabelig tyngde og vitaminer i det? Eller er det ren slik og tomme kalorier? Videnskab.dk inviterede Peter Laursen fra Niels Bohr Institutet i biffen for at lade ham vurdere, hvad der er op og ned i filmen.

Pssst. Og ja, vi spoiler i artiklen her.

En ny form for tidsrejse

De typiske forestillinger om tidsrejser ser sådan her ud:

1. Du bevæger dig i en så ultra-høj hastighed, at du rent faktisk begynder at bevæge dig baglæns i tiden. Det bygger på (en lidt løs og speciel del af) Einsteins relativitetsteori, der siger, at tid er relativ og afhængig af ens hastighed.
2. Du rejser ind gennem et ormehul, der skaber en genvej i tid og rum. Det bygger også på relativitetsteorien. Ormehuller kaldes også 'Einstein-Rosen broer'. Deres eksistens er ikke bevist, men er baseret på et kvantemekanisk fænomen. Det ser man i ‘Interstellar’.

I Tenet ser det anderledes ud. Her kan partiklerne i enkelte objekter og mennesker vendes om (inverteres, som de kalder det i filmen) gennem en maskine, så de bevæger sig baglæns i tiden, samtidig med at alle andre ting bevæger sig fremad.

Det bygger på teorien om ‘omvendt entropi’, og det ser nogenlunde sådan her ud:

Hvad er entropi?

Men hvordan var det nu liiige med det der entropi? Hvad betyder det? Og hvad har det med tid at gøre?

»Der er lidt forskellige måder at definere entropi på,« indleder Peter Laursen, der er astrofysiker og videnskabsformidler på Cosmic Dawn Center, der er en del af Niels Bohr Institutet og DTU.

»Man kan sige, at det er et mål for et systems uorden. Et system kan være hele universet eller en afgrænset del af universet - som en kop te, et skakbræt eller en bold, der hopper.«

Det lyder allerede lidt komplekst, og det er abstrakt, men du skal forstå det sådan, at hele universet er ét stort system af partikler, der konstant bevæger sig rundt på alle mulige måder.

Inde i en ballon for eksempel har vi så et afgrænset system. Fryser vi tiden, så er partiklerne inde i ballonen placeret på én måde, men partiklerne kunne også være placeret på en trilliard (eller et andet meget højt tal) andre måder.

Entropien er målet for alle disse ‘måder’, som partiklerne kan være placeret på inde i ballonen. Og for at gøre det endnu mere kompliceret, handler det ikke kun om partiklernes position, men også deres hastighed, hvilken vej de vender, hvilke baner deres elektroner ligger i og meget mere.

Entropi og tid

Så entropien er et mål for et systems uorden (og bare rolig, alle de her krumspring har noget med Tenet at gøre).

Men hvad har entropien med tid at gøre? Jo, termodynamikkens anden hovedsætning fortæller os, at entropien altid stiger, tilføjer Peter Laursen.

»Efterhånden som tiden går, og universet udvider sig, bliver der flere og flere måder, som partiklerne kan placere sig på. Der tilføjes flere brikker til skakbrættet, kan man sige, hvilket skaber flere mulige tilstande,« fortæller Peter Laursen.

Entropien stiger altså hele tiden, og da entropien er et mål for uorden, kan man sige, at universet hele tiden bliver mere og mere ‘rodet’ og bevæger sig mod en større grad af kaos.

»Det er derfor, at entropien ofte bliver gjort til et mål for tiden. Man siger, at tidens retning, er den retning, hvor entropien stiger,« lyder det fra fysiker og forsker Ulrik Uggerhøj, der er institutleder ved Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet og har skrevet en bunke af bøger om tid.

Et klassisk billede på, hvordan entropi hænger sammen med tid, er et æg.

Hvis vi har et æg, der er fuldt intakt, så har vi et objekt med en lav entropi. Men taber vi ægget på gulvet, så har vi et objekt med en høj entropi. Vi kan samtidig ikke få ægget til at samle sig igen, hvilket betyder, at entropien, som tiden, kun har en retning; fremad.

Omvendt entropi er fysisk lovligt - men meget, meget usandsynligt

Logikken i Tenet er, at hvis man på en eller anden måde kan indstille entropien i et objekt eller menneske til at være omvendt, så vil dette objekt eller menneske bevæge sig baglæns i tiden.

»Det er fysisk lovligt. Det er bare meget, meget usandsynligt,« fortæller Peter Laursen, der kommer med et eksempel.

Hvis han taber en bold, så stiger entropien, og helt nede på partikelniveau sker der det, at partiklerne bliver opvarmede. Når bolden lander, vil den igen køle af, fordi den afgiver varme. Hvis vi kunne se infrarødt, ville vi se, at den afgav en masse fotoner.

Hvis vi opvarmede bolden med en masse infrarøde fotoner, ville man i princippet kunne få bolden til at hoppe op i hånden på Peter igen, så det ser ud, som om at den bevæger sig bagud i tid.

Det samme ville vi i princippet kunne gøre med et kvast æg, men altså… det ville ikke være nemt. Det ville til gengæld - teoretisk set - være en form for omvendt entropi.

»Men der findes, så vidt jeg er orienteret, ikke en rigtig god fysisk forklaring på, hvordan det skulle kunne lade sig gøre. Og der bliver heller ikke rigtig gået i dybden med det i filmen,« påpeger Peter Laursen:

»Der er noget snak om, at de bruger fission, men det handler nok mere om, hvordan de får energi nok til den her store maskine, der åbenbart kan invertere entropien. Hvordan de skubber eller styrer entropien, det er stadig ét stort spørgsmålstegn,« tilføjer han.

Her er et bud på, hvordan omvendt entropi fungerer i Tenet:

Antipartikler kan have omvendt entropi

Det er én måde at lave omvendt entropi på, men Nolan bygger sin idé om omvendt entropi på en lidt anden teori.

På et tidspunkt i Tenet henviser Robert Pattinsons karakter, Neil, til de to store fysikere Richard Feynman og John Wheeler. (Fun fact: Robert Pattinson har i øvrigt indrømmet, at han ikke forstod et pluk af filmen under optagelserne.)

Feynman og Wheeler er netop også de navne, der dukker op på lystavlen hos Ulrik Uggerhøj, når han tænker på ‘omvendt entropi’.

»De byggede en teori op, hvor de sagde, at elektroner, protoner og alle de her andre elementarpartikler, de har antipartikler, der er en slags spejlbillede af en partikel. De er omvendt ladet og bevæger sig omvendt,« forklarer Ulrik Uggerhøj, der ikke har set filmen.

»Feynman og Wheelers postulat var så, at sådan en antipartikel også er en partikel, der går tilbage i tid. Og det er faktisk en fuldstændig gyldig tanke,« tilføjer han.

Ulrik Uggerhøj fortæller, at han selv bruger teorien om antipartikler, der går tilbage i tiden, når han laver beregninger på, hvordan en elektron frastøder en anden elektron.

Hvis du var lavet af antipartikler, ville du detonere som en atombombe

Peter Laursen er også helt med på, at det er Feynman og Wheelers teori om antipartikler, der danner grundlag for filmen.

»Det er det, de bygger filmen på. De siger, at hvis du er lavet af antipartikler, så er din entropi omvendt, og så ville du gå baglæns i tiden. Det er deres idé. Men det er en halvbagt idé,« siger han.

Problemet er, at når en partikel, for eksempel en elektron, møder en anti-elektron, så vil de annihilere - det vil sige, at de vil opløse hinanden, hvilket ville udløse en del energi.

Det er også derfor, at karakteren, der hedder Wheeler i filmen (hallo!) på et tidspunkt siger til hovedpersonen, der bare hedder Protagonisten, at han for alt i verden ikke må være i berøring med sin Antagonist (den version af ham, der går den anden vej), når han går baglæns i tiden.

»Problemet er bare, at det bygger på en idé om, at man kun vil annihilere, hvis man møder sine egne antipartikler,« påpeger Peter Laursen og fortsætter:

»Men hvis jeg var lavet af antipartikler, så ville jeg ikke kun annihilere med mine egne partikler. Jeg ville annihilere, det sekund jeg trådte ud af maskinen og mødte alle de protoner, elektroner og neutroner, der er i luften. Jeg ville faktisk udløse en masse energi og detonere som en atombombe,« forklarer han.

Peter Laursen har regnet sig frem til, at han ville udløse en energi svarende til godt 150 megaton TNT, eller 100.000 Hiroshima-bomber, eller 31 Tsar-bomber (den kraftigste bombe i historien).

Der findes forsøg, hvor man har brugt en partikelaccelerator til at skabe antipartikler i meget luftfattige tågekamre. Her kan man se, hvordan de i et meget kort øjeblik svæver rundt, inden de annihilerer med en partikel.

Se godt efter i videoen her:

Idéen er lidt magisk

Derfor bliver det hurtigt også lidt mærkeligt, når biler, patroner, russiske skurke og amerikanske specialagenter bevæger sig frem og tilbage i tiden i det samme rum.

»Jo mere du lige nørder filmen, desto flere problemer støder man på, som kan være svære at forklare fysisk,« bemærker Peter Laursen, der tilføjer, at mange af grebene i filmen er lidt inkonsistente.

“Det er jo sjovt, at de gør et stort nummer ud af, at man skal have maske på, når man bevæger sig baglæns i tiden, men samtidig er der en masse andre ting, der ikke er beskyttet mod den her annihilation. Og så er der den maskine, der inverterer entropien. Den er altså stadig lidt magisk,« vurderer han.

Ulrik Uggerhøj er heller ikke overbevist om, at ‘omvendt entropi’ er et begreb, vi skal forholde os meget mere til i fremtiden.

»Jeg vil vurdere, at chancen for, at det er muligt at styre entropien på den måde i fremtiden, er mikroskopisk over nul. Der var en berømt fysiker ved navn John Bell, der udtalte, at umulighedsbeviser kun beviser én ting, og det er mangel på fantasi. Derfor vil jeg ikke befinde mig på præcist nul, men sandsynligheden er meget, meget lille,« vurderer Ulrik Uggerhøj.

På trods af de lidt magiske løsninger er Peter Laursen er dog overordnet begejstret for filmen:

»Jeg synes jo, at det er mega fedt, at vi har så stor en Hollywood-instruktør som Nolan, der tænker så meget fysik ind i sine film. Så gør det ikke så meget for mig, at det ikke giver perfekt fysisk mening.«

»Og jeg må også ærligt indrømme, at der var en del ting i filmen, som jeg stadig ikke helt forstår,« tilføjer han.