De grootvaderparadox is een potentieel logisch probleem dat zou ontstaan als een persoon naar een verleden tijd zou reizen. De naam komt van het idee dat als een persoon naar een tijd reist voordat zijn grootvader kinderen had, en hem doodt, dit zijn eigen geboorte onmogelijk zou maken. Dus, als tijdreizen mogelijk is, moet het op de een of andere manier een dergelijke tegenstrijdigheid vermijden.

De logische tegenstrijdigheid van tijdreizen is een veel voorkomend thema in fictie over tijdreizen, maar het is ook van belang voor filosofen. In vroege versies van de grootvaderparadox probeerden sommigen te beargumenteren dat tijdreizen onmogelijk was op logische gronden, zei Tim Maudlin, een filosoof aan de New York University, die vaak schrijft over natuurkunde en filosofie. “In zekere zin is dat net zoiets als vragen waarom ik nu niet nat en helemaal droog kan zijn,” zei hij. “Nou, dat is gewoon logisch onmogelijk. Waar vraag je naar?”

Maar tegenstrijdigheden zoals de grootvaderparadox betekenen niet dat tijdreizen onmogelijk is. De logische consistentie van tijdreizen hangt grotendeels af van het concept van tijd, en natuurkundigen hebben veel verschillende manieren om tijd te conceptualiseren. Als sommige natuurkundige wetten bijvoorbeeld als probabilistisch worden beschouwd, in plaats van precies bepaald, opent dat de mogelijkheid van meerdere uitkomsten van een reis terug in de tijd, waarvan sommige misschien niet tegenstrijdig zijn.

“Het is eigenlijk moeilijker dan je denkt om met een situatie te komen waarin er geen consistente oplossingen zijn,” zei Maudlin. Voor een logisch consistent tijdreisverhaal geeft hij het voorbeeld van een reiziger die teruggaat in de tijd om zichzelf neer te schieten. Ze mikken om te doden, maar missen door een trilling in hun hand. Het niet-dodelijke schot raakt een zenuw in de vroegere versie van de reiziger, en veroorzaakt een trilling in hun hand voor de rest van hun leven.

Het concept van tijdreizen kan ook worden gescheiden van het idee van het veranderen van het verleden, of achterwaartse oorzakelijkheid. Maar Maudlin denkt niet dat achterwaartse oorzakelijkheid mogelijk is. “Ik denk dat het in strijd is met de aard van de tijd zelf,” zei hij. “Dat is geen meerderheidsstandpunt.

Wat is tijd?

Mensen in westerse culturen hebben de neiging om tijd te zien als een lijn. Het heden is een punt ergens in het midden, het verleden strekt zich uit in de ene richting en de toekomst ontvouwt zich in de andere. Er kan wel of niet een begin of een einde zijn. Er is ook een Newtoniaans idee van globale tijd: Dezelfde tijdlijn geldt overal in het heelal.

Maar filosofen, wetenschappers en fictieschrijvers hebben andere versies van tijd gedroomd, waarin het meer dimensies en kenmerken heeft. Visualisaties hebben de vorm aangenomen van lussen, cirkels, zandlopers, mobiusstrips en kartonnen buizen. Er zijn ook talrijke, minder serieuze, fictieve verhalen die niettemin de mogelijkheid van tijdreizen toestaan, zoals “Jeremy Bearimy.”

Einsteins relativiteitstheorie is bijzonder invloedrijk geweest. De relativiteitstheorie staat theoretisch toe dat ruimte en tijd zich in elkaar vouwen in structuren die gesloten tijdkrommen worden genoemd. Als deze tijdlussen bestaan, zouden ze een vorm van tijdreizen zijn, omdat mensen binnen de lus hetzelfde moment in de tijd opnieuw zouden bezoeken.

Met de relativiteit is ook de Newtoniaanse globale tijd uit het raam. In dat geval telt “niets in het bijzonder als ‘op dit moment’,” zei Maudlin. “

Fictionele paradoxen

Alle tijdreisverhalen gaan uit van de veronderstelling dat tijdreizen mogelijk is, maar de makers ervan maken zich niet noodzakelijk zorgen over paradoxen. Auteurs kunnen interessante wat-als vragen stellen over persoonlijke of historische gebeurtenissen. Maudlin zei dat hij pogingen waardeert die logisch consistent zijn, maar zei ook dat tijdreizen vaak gewoon een vertelapparaat is. “Het punt is niet echt tijdreizen, maar counterfactuals,” zei hij.