Mediassa ja tiedekirjallisuudessa nousee aina silloin tällöin esille aikamatkustamisen mahdollisuus. Myös viihdeteollisuudessa ajassa taaksepäin matkustamisesta on tehty useita menestyselokuvia. Aikamatkustaminen törmää kuitenkin aina syyn ja seurauksen lakiin. Ääritapauksessa, esimerkiksi jos mennään ajassa taaksepäin ja surmataan omat vielä lapsettomat esivanhemmat, tehdään oman itsensä olemassaolo nykyajassa mahdottomaksi. Aikamatkustamisesta seuraavaa syyn ja seurauksen ongelmaa voidaan yrittää kiertää siten, että aikamatkustaja ei tee menneisyydessä asioita, joilla olisi ratkaiseva merkitys tulevaisuuteen. Toisin sanoen aikamatkustaja ei tee mitään mikä muuttaisi merkittävästi tulevaisuutta. Tämä näkökulma on tuotu esiin jopa tiedemaailmassa. On pohdittu, että aikamatkaaja ei pääse menneisyyteen sotkemaan syyn ja seurauksen lakia, koska jokin luonnonlaki pitäisi huolen siitä, ettei aikamatkaaja pysty tekemään menneessä ajassa mitään, mikä vaikuttaisi ratkaisevasti tulevaisuuteen. Tämän teorian mukaan kahvikupillisen voisi nauttia menneisyyden kahvilassa, jos se ei häiritsisi tulevaisuutta. Palataan vielä tämän artikkelin lopussa aikamatkailun erikoiseen maailmaan.

Sekä ajassa matkustamisella pohdiskelu että sään ennustaminen linkittyvät molemmat vahvasti kaaosteoriaan. Kaaoksen keksi yhdysvaltalainen meteorologi Edward Lorenz 1960-luvun alussa. Hän teki kokeita yksinkertaisella ilmakehämallilla ja havaitsi, että mitättömän pieni ero mallin alkuarvoissa johtaa täysin erilaiseen lopputulokseen tarpeeksi pitkän ajan kuluessa. Kaaoksesta Chaos-nimisen (suom. Kaaos) menestyskirjan vuonna 1987 kirjoittanut James Gleick pitää kaaoksen hahmottamista yhtenä 1900-luvun tieteellisen ajattelun suurista saavutuksista.

Kaaosta joessa

Kaaosta voidaan havainnollistaa virtaavan joen avulla. Jos havainnoi rannalta rauhallisesti virtaavaa jokea, voi huomata sen muodostuvan useista erikokoisista vaakasuuntaisista vesipyörteistä, jotka lipuvat hitaasti virran mukana. Vesipyörteiden kokoluokka vaihtelee aina muutaman senttimetrin kokoisista pikkupyörteistä lähes koko joen levyisiin jättipyörteisiin saakka. Pitemmän aikaa havainnoidessa voi huomata, että vesipyörteet liikkuvat virran mukana ilman minkäänlaista systemaattista järjestystä. Tosin joihinkin virrankohtiin voi pohjanmuodot aiheuttaa pysyviä pyörteitä, mutta yleensä ottaen virtauskenttä näyttää kaoottiselta. Kuvitellaan seuraavaksi, että joku käy pudottamassa pienen kiven jokeen joen ylittävältä sillalta muutama sata metriä ylävirtaan. Itse pudotuskohdassa kivi aiheuttaa virtaan aluksi aaltojen lisäksi vähäisen vesipyörteen. Kiven aiheuttama pieni vesipyörre kuitenkin vuorovaikuttaa virran mukana myös muihin ympärillä oleviin pyörteisiin muuttaen niiden kokoa ja sijaintia virrassa. Vähitellen tämä pienen kiven aiheuttama ”häiriövaikutus” leviää koko joen leveydelle. Kun virtaava vesi viimein saavuttaa alavirralla olevan tarkkailijan, on joessa oleva ”pyörrekenttä” jo aivan erinäköinen kuin mitä se olisi samalla ajanhetkellä ollut, jos kiveä ei olisi pudotettu sillalta veteen. Pieni pudotetun kiven aiheuttama häiriö on siis kauempana alavirrassa levinnyt koko virtaavan joen leveydelle ja muuttanut sen virtauskentän täysin. Kaaos kumpuaa siis pienistä häiriöistä, jotka ajan mukaan leviävät myös systeemin suurempiin rakenteisiin.

Myös ilmakehä on kaoottinen systeemi

Virtaavan joen tavoin, myös ilmakehä on kaoottinen systeemi. Ilmakehän kaoottisuutta voidaan kuvailla niin sanotun perhosefektin avulla. Perhosefektillä tarkoitetaan ilmakehän tapahtumaketjua, jossa mitättömän pienet, esimerkiksi perhosen siiveniskun kokoiset, pyörteet leviävät ilmakehään kasvavina häiriöketjuina ja lopulta vaikuttavat ennustamattomalla tavalla suursäätilan tapahtumiin. Yksi perhosen siiven isku, missä päin maailmaa tahansa, saattaa aiheuttaa sen, että muutaman viikon kuluttua siiven iskusta vaikkapa Atlantilla syntyvä matalapaine liikkuu aivan eri reittiä kuin ilman siiven iskua olisi tapahtunut. Vielä pidemmällä aikavälillä koko matalapainetta ei olisi kenties syntynytkään. Viimekädessä kaoottisuus kumpuaa vielä perhosen siiveniskua pienemmästä mittakaavasta, nimittäin aineen perushiukkasten, atomien, kokoluokasta. Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaan hyvin pienen kappaleen, esimerkiksi atomin, sekä paikkaa että nopeutta ei voida määrittää yhtä aikaa tarkasti. Tästä johtuen atomitasolta kummunnut kaaos on täysin ennustettavuuden ulkopuolella. ”Samaan virtaan ei voi astua kahta kertaa”, sanoo jo vanha kreikkalainen kansanviisaus elämän jokaisen hetken ainutkertaisuudesta, mikä kumpuaa pohjimmiltaan kaaoksesta.

Ilmakehän kaoottisuuden johdosta luotettavat yli kahden viikon päähän ulottuvat sääennusteet ovat mahdottomia. Todettakoon tässä yhteydessä, että vaikka pitkät luotettavat sääennustukset ovat mahdottomia, voidaan ilmaston muutosta kuitenkin melko luotettavasti ennustaa. Tämä johtuu siitä, että ilmasto on pohjimmiltaan seurausta maanpinnan ja ilmakehän säteilypakotteesta, joka taas osaltaan riippuu ilmakehän koostumuksesta, muun muassa hiilidioksidipitoisuudesta. Hiilidioksidin lisääntyminen ilmakehässä muuttaa ilmakehän säteilypakotetta, ja sitä kautta lämmittää pitemmällä aikavälillä myös ilmastoa. Ilmasto ikään kuin määrittelee sen, missä rajoissa sää keskimäärin vaihtelee.

Niin tieteessä kuin elämässäkin on tunnetusti tapahtumaketjujen kriittisiä pisteitä, joissa pienet asiat tulevat merkittäväksi. Mutta kaaos tarkoittaa sitä, että sellaisia pisteitä on kaikkialla (Gleick, 1987). Esimerkiksi sään herkkä riippuvuus alkuehdoista on väistämätön seuraus tavasta, jolla pienet mittakaavat kietoutuvat suuriin. Ilmakehäsysteemiin syntynyt tai synnytetty häiriö, joka voi olla vaikka käden heilautus, leviää kuitenkin toisista pisteistä ympäristöönsä nopeammin kuin toisista. Esimerkiksi syvenevän matalapaineen alueella synnytetty häiriö leviää ympäristöönsä huomattavasti nopeammin kuin korkeapaineen alueella synnytetty häiriö. Yhtä kaikki; jokainen syntynyt tai synnytetty häiriö ulottaa lopulta vaikutuksensa koko ilmakehäsysteemiin ja sen suuriin aallonpituuksiin. Olemme siis kaikki sään tekijöitä!

Myös elämä on osittain kaoottista

Artikkelin alussa pohdimme aikamatkailua. Erään näkökulman mukaan aikamatkailu olisi teoriassa mahdollista, jos aikamatkustaja ei vaikuttaisi ”ratkaisevasti” tulevaisuuteen. Mutta missä kulkee raja? Millainen tapahtuma tarvitaan, jotta se ei vaikuttaisi ratkaisevasti tulevaisuuteen? Mielestäni kaikki maailman tapahtumat – vähäisimmätkin – vaikuttavat ratkaisevasti tulevaisuuteen, kunhan vain mennään ajassa tarpeeksi eteenpäin. Tämä johtuu siitä, että myös elämä on osittain kaoottista; elämä kulkee kaaoksen ja järjestyksen hiuksenhienolla rajapinnalla, mutta ajan kuluessa kaoottisuus väistämättä kasvaa eli elämän ennalta arvattavuus vähenee. Lisäksi sään kaoottisuus lisää myös elämän kaoottisuutta, sillä sää jos mikä vaikuttaa ihmisten tekemisiin. Näin ollen on oletettavaa, että aikamatkaajan pelkkä käväisy menneessä maailmassa ”sotkee” tulevat säät, mikä jo itsessään vaikuttaa huomattavasti tulevaisuuden tapahtumiin.

Kuvitteellinen aikamatka 1800-luvulle

Otetaan seuraavaksi esimerkki elävästä elämästä ja sen kaoottisuudesta. Olettakaamme, että aikamatkaajamme käy juomassa kupillisen kahvia 1800-luvun lopun saksalaisessa kahvilassa aikalaisten näköiseksi pukeutuneena, eikä tee mitään muuta matkallaan. Joku tai jotkut havaitsevat hänet vaikka eivät kiinnittäisikään häneen huomiota, mutta kuitenkin heidän tulevaisuuden tapahtumat ovat sen jälkeen jo hiukan erilaisia. Esimerkiksi seuraava asiakas saattaa lähteä kahvilasta muutaman sekunnin myöhemmin, koska joutui hieman odottamaan muukalaisen takia vuoroaan, tai hän miettii sekunnin aiottua pidempää, että ”Mihinköhän pöytään sitä oikein istuisi, kun tuo muukalainen istuu jo tuossa pöydässä?” Näiden muutaman sekunnin takia tämä ”seuraava asiakas” joutuu ulos mentyään väistelemään kadulla ihmisiä eri puolelta ja eri aikaan, kuin alunperin olisi tapahtunut. Tämä kaikki vaikuttaa jonkin verran niiden kaikkien ihmisten tulevaisuuteen, joiden läheltä hän kulkee kadulla. Vastaavalla tavalla näiden muiden ihmisten tulevaisuus on jo hieman muuttunut: Joku heistä ei jääkään minuutin kuluttua hevosrattaiden alle, koska saapuu onnettomuuspaikalle sekunnin myöhemmin, kuin olisi ilman muukalaisen kahvinjuontia tapahtunut, ja se muuttaa radikaalisesti kyseisen henkilön tulevaisuutta, mikä taas vaikuttaisi huomattavasti hänen läheisten ihmisten tulevaisuuteen. Olettakaamme vielä, että eräs tämän tarinan kadulla kulkijoista menee myöhemmin, kenties jo samana iltana, sänkyyn vaimonsa kanssa muutamaa sekuntia aiottua aikaisemmin tai myöhemmin ja siittää pojan. Mutta tämän muutaman sekunnin johdosta eri siittiö, kuin ilman aikamatkaajan käyntiä olisi tapahtunut, hedelmöittää munasolun, ja tulevalla lapsella on hieman erilainen perimä, eikä Albert Einsteiniä, kuten me nykyisyyden sukupolvet hänet tunnemme, olisi syntynytkään koskaan! Tämän johdosta maailman tulevaisuus olisi viimeistään 1940-luvulta alkaen ollut huomattavasti erilainen.

Albert Einsteinin tilalle voisi kyseisessä tapahtumaketjussa laittaa monen muukin kansanjohtajan tai tiedemiehen nimen, niin tulevaisuus olisi pelkästään edellä kuvatun tapahtumasarjan johdosta melko lailla erilainen viimeistään seitsemänkymmenen vuoden kultua. Sillä totuushan on, että suurmiehet, diktaattorit ja tiedemiehet vaikuttavat tekojensa kautta huomattavasi maailman historian kulkuun. Ja heidän vanhempiensa tekemisiä aikamatkaaja häiritsisi jo pelkästään säähän vaikuttamisen kautta.

Nämä esimerkit osoittanevat aikamatkailun teoreettisen mahdottomuuden. Menneessä ajassa ei voi käydä edes sivusta seuraajan -roolissa vaikuttamatta ratkaisevasti nykyhetkeen eli menneisyyden tulevaisuuteen, koska kaikki vaikuttaa lopulta kaikkeen.

Sinäkin teet historiaa

Myös sillä, että juuri sinä, arvoisa lukija, päätit lukea tämän artikkelin, on huomattava vaikutus ihmiskunnan tulevaisuuteen. Sinun elämänpolkusi tulee muuttumaan siitä, mitä se olisi tullut olemaan, jos et olisi lukenut tätä artikkelia. Muutokset ovat alussa todennäköisesti vähäisiä, mutta ensimmäisessä ”läheltä piti”, ”kävipä tuuri” tai ”tapasin sattumalta” –tilanteessa elämänpolkusi alkaa erkaantua entistä enemmän ”alkuperäisestä” elämänpolustasi. Aivan samalla tavalla käy kaikille tapaamillesi ihmisille, myös heidän elämänpolkunsa muuttuu. Peruuttamattomasti. Kuten tunnettua, lähes kaikki maailman ihmiset ovat tavoitettavissa kuuden tutunaskeleen kautta, joten vaikutus tulee leviämään melko nopeasti läpi ihmiskunnan. Samalla lailla kuin virtaavassa joessa, myös elämässä muutokset kumuloituvat ajanvirran mukana. Kaikki tekemämme asiat vaikuttavat lopulta koko ihmiskuntaan ja maailmaan huomattavalla, mutta ennalta arvaamattomalla tavalla. Esimerkiksi runsaan viidenkymmenen vuoden kuluttua Suomella ja Yhdysvalloilla on hyvin todennäköisesti eri presidentit, kuin mitä ne tulisivat olemaan, ellet juuri sinä, arvoisa lukija, olisi lukenut tätä artikkelia. Ja jos päätät lopettaa tämän artikkelin lukemisen tähän, verrattuna siihen että lukisit myös viimeisen lauseen, presidentit ”vaihtuu” taas!

Hannu Valta, meteorologi, Ilmatieteen laitos

 

“Otsikkokuva: Free Image on Pixabay – Time Machine, Clock, Teleport”