Filmid läbi 3D prillide

Tõenäoliselt enamus, kui mitte kõik, meist on näinud filme 3Ds ning ma olen üpris kindel, et esimesel korral pani see meid kõiki imestama selle üle, kui reaalne see kohati tundub. Veel mõni aasta tagasi kurtsid filmiloojad selle üle, et rahvas hakkab kaotama huvi kinode vastu kuna kõiki filme on võimalik interneti teel seaduslikult ( ka ebaseaduslikult) alla laadida.

Kolmanda mõõtme toomine filmidesse tõi aga maailma filmindusse pöörde, mida oodati aastaid. Inimesed hakkasid taaskord huvi tundma filmide vaatamise vastu kinodes, sest seal suudeti pakkuda midagi sellist, millest inimesed olid osanud ainult unistada.

Lisatud kolmas mõõde tekitas võimaluse olla filmile lähemal kui kunagi varem, sest tegevus toodi sõna otseses mõttes saal rahva sekka. Loomulikult tegelikkuses ei ole teadus võimeline 2D objekte ruumiliseks muutma ja seetõttu on appi võetud kavalus. Just sellest, kuidas toimub nende illusioonide tekitamine ja filmimine ma hakkangi rääkima.

Selleks, et mõista olevikku, vaatame minevikku

3D prillid on tegelikult oluliselt vanemad, kui arvata võiks ja kuni tänase postituseni ma ei teadnud isegi, et esimesed 3D prillid ja pildid loobi juba aastal 1853  Wilhelm Rollmann`i poolt. Loomulikult nende kvaliteet ei olnud võrreldav sellega, milleks ollakse suutelised tänapäeval, aga tööpõhimõte on neil tegelikult täpselt sama.

Esimestel prillidel olid punased ja rohelised klaasid, mis aastal 1970 vahetati välja punase ja sinise (cyan) vastu. Töötamise idee seisnes selles, et üks prilliklaasidest oli võimeline läbi laskma ainult punast ja teine rohelist (sinist) valgusf  ja ülejäänud töö tegi ära aju, kes pidi kaks erinevat pilti kokku monteerima.

Kuna ma vanadest prillidest pikemalt rääkida ei soovi ja kuna nende tööpõhimõte on täpselt sama,  mis tänapäeval, siis täpsemalt räägin sellest kõikgest juba järgmistes lõikudes.

Tänapäev ja polarisatsioon

Kogu tänapäeva 3D kinotööstus on üles ehitatud sellisele suurepärasele füüsikalisele nähtusele nagu seda on polarisatsioon. Polarisatsioon omakorda on üle ehitatud aga Albert Einsteini väitele, et valgus ei liigu sirgjooneliselt, vaid tegemist on lainelise liikumisega, mis meenutab sinusoidset graafikut.

Kuna valgus koosneb tohutust arvust lainetest, siis võib sealt leida maapinna suhtes nii horisontaalselt, kui vertikaalselt levivaid laineid. See teadmine andis teadlastele võimaluse hakata neid valguskiiri sorteerima. Selleks kasutatakse keemiliselt töödeldud klaase, mis on võimelised läbi laskma ainult ühes konkreetses suunas liikuvat valgust ja samalajal blokeerides kas täielikult või osaliselt teised laine suunad.

Üks enamlevinud kasutusalasid pindade polariseerimisel on päikeseprillid. See ei kehti küll odavate prillide ega üldjuhul ka  disainerprillide kohta, küll aga kasutatakse seda korralikes spordiprillides, sest need on töödeldud nii, et horisontaalsetelt pindadelt tagasi peegelduv valguskiirgus ei pääseks prillikaasist läbi vähendadest sellega oluliselt võimalust, et päike pimestaks.

Eriti otstarbekad on sellised prillid päiksepaistelistel päevadel veekogude ääres või ka talvel. Sellisel juhul ei lase prillid läbi valgust mis peegeldub tagasi siis vastavalt kas veekogu või lume pinnalt.

Tagasi 3D kinno

Enne seda, kui ma täpsemalt räägin kinos kasutatavate prillide tehnoloogiast, tahaksin ma täpsemalt lahti seletada selle, kuidas 3D filme üldse luuakse.

Inimesele annab võimaluse näha kehasid ruumiliselt see, et neil on kaks silma, mis asuvad küll samal horisontaalil, aga väikese vahega. Tänu sellele näevad inimese kaks silma ühte samat objekti või keha natukene erineva nurga alt ja hiljem toimub ajus kahe pildi ühendamine ja seejärel tajume meie juba nähtavat keha kolmemõõtmelisena.

Täpselt samal põhimõttel toimub ka 3D filmide ülesvõtmine. Kasutatakse kaamerat, millel on kaks ühel horisontaalil asuvat objektiivi ja mis asuvad teineteisest üldjuhul 5-10 cm kaugusel. Kuna mõlemad objektiivid on filminud sama keha erinevate nurkade pealt, siis peaks nüüd sekkuma aju, kes need kaks pilti omavahel ühendada suudab.

Kahjuks aga kaameral endal aju pole ja nüüd peab sekkuma taaskord inimene, kes need kaks erinevat videot taaskord ühendab. Nende kahe pildi ühendamine annab meile täpselt sellise pildi, mida me võime 3D filmi vaadates näha siis, kui meil ei ole peas prille ehk tundub nagu me näeksime kõike topelt.

Siiski on täitmata veel üks oluline punkt. Nimelt on vaja tekitada olukord, kus ühe objektiiviga filmitud video hakkab kiirgama ainult horisontaalset valgust ja teise objektiivi poolt filmitud kaader kiirgab ainult vertikaalset valgust. Nüüd, kui on tagatud see, et ühe nurga alt filmitut näed sa ainult tänu horisontaalsetele ja teise nurga alt filmitut näed ainult tänu vertikaalsetele valguskiirtele on aeg ette panna prillid.

3D prillide tööpõhimõte

Üleval asuv pilt illustreerib suurepäraselt kogu 3D filmi ideed. Kuna filmist kiirgav valgus on jagatud kahesuunaliseks, siis nüüd on prillid võimelised juba sorteerima seda, millist valgust nad läbi lasevad. Nagu ma varem mainisin, siis on klaasid keemiliselt töödeldud nii, et läbi pääseks ainult ühe kindla suunaga valgus.

Nüüd kui meie mõlemad silmad näevad lõpuks kahte erinevat filmi jõuamegi sinnamaale, kus see mis ekraanil toimub uduse ja kahemõõtmelisena, paistab läbi prillide kohati nii reaalne, et tahaks kohe käega katsuda.

Efektsed trikid

3D filmide kõige efektsemad hetked on alati need, kui visatakse midagi otse rahva sekka ja tundub justkui tuleks see päriselt meie poole. Sellise efekti saamiseks ei piisa ainult sellest, et sul on kaks kõrvuti asetsevat objektiivi, mis ühte kujundit erinevate külgede pealt filmiksid.

Tegelikult on objektiivid suunatud kergelt sissepoole, samamoodi nagu seda teevad inimese silmad, kui nad vaatavad mingisse kindlasse punkti.  Selle seletamiseks on hea pilte joonistada ja kuna ma korralike pilte selle kohta internetist ei leidnud, siis ma kasutan oma võrratud joonistamise oskust ja jagan neid pilte.

3D filmitrikk

Üleval oleval pildil on nähtavasti neli kaamerat. Esimene neist ei ole just väga informatiinve ja viitab kõigest sellele, et objektiivid on suunatud natukene keskele poole ja seetõttu nende “pilgud” ristuvad kuskilt maal. Nüüd teise kaamera puhul eeldame, et me tahame tekitada sellist efekti kuidas pall lendab otse kinoekraanilt välja rahva sekka.

Kõigepealt üritame näidata seda, et pall on oma kino 3D formaadis kusagil kaugel, loomulikult selleks tuleb see pall ka kaugele viia nagu on näha ka teise kaameraga joonisel. Asi millele tuleb tähelepanu pöörata on see, et praegusel hetkel parempoole objektiiv filmid vasakpoolset osa pallist ja vasakpoolne objektiiv omakorda parempoolset osa pallist.

Kolmas kaamera. Nüüd kui palli hakatakse viskama, liigub see loomulikult kaamerale lähemale ja mingil hetkel jõuab ta punkti, kus kahe objektiivi vaated ristuvad. Sellel hetkel võid ideeliselt kinos prillid peast ära võtta ja sa näed korraliku kvaliteediga ühekordset pilti kuna kahe objektiivi poolt filmitu on identne.

Neljanda kaamera puhul liigub pall veelgi edasi ja jõuab ristumispunktist mööda. Nüüd kui mäletad, siis teise kaamera puhul filmisid objetiivid palli vastaskülgi, aga nüüd neljanda kaamera juures on olukord muutunud ja parempoolne objektiiv filmib parempoolset osa ja vasakpoolne objektiiv siis vastavalt vasakpoolset palli osa.

Ma usun, et praeguse hetkeni jõudes tundub nagu polegi selle kõige juures mingit trikki ja see on loogiline, et mida lähemale pall tuleb kaamerale, seda lähemale tuleb ta ka kinosaalis vaatajatele. Onju? Mitte just vale, aga nimetame seda siis hoopis pooltõeks.

Selle täpsemaks seletamiseks on mul taaskord varnast võtta üks minu kaunis joonistus, mis peaks olema piisavalt illustratiivne.

3D filmitriki kinosaali pool

Üleval oleval pildil vasakpoolne “kinosaal” näitab seda, mis filmiti kaamera number kaks poolt ehk siis seda osa kuidas anti kehale ruumiline kaugus. Ekraani peal asuvad kaks erineva nurga alt filmitud kaadrit nii, et silmad saavad vaadata suhteliselt otse kuna vasak silm vaatab vasemal olevat pilti ja parem silm siis paremal pool asuvat pilti.

Seetõttu tekib silmavaadete ristumine alles ekraani taga ja meile tundub, et ruumiline keha on tõesti oma kõigi dimensioonidega seal kaugel. Vaadates nüüd parempoolset “kinosaali” siis vastab see sellele kaadrile mida filmis neljas kaamera ehk siis see, kus pall on juba väga kaamera lähedal.

Nüüd vahetusid silmadele nähtavad pooled ära, mis tähendab, et parem silm näeb palli vasakut külge ja vasak silm näeb palli parempoolset külge. Seetõttu ristuvad silmavaated juba küllaltki inimese enda lähedal, mis annabki illusiooni, et pall mida me siin filmisime, on nii võimatult lähedal, et sooviks seda kohe püüdma hakata.

Lõpetuseks

Seekord pean tunnistama, et ma ei oskagi lõpetuseks midagi eriti lisada. Kõik vajalik sai justkui eelnevalt läbi käidud ja ma usun, et järgmine kord kui mõnda 3D filmi näed, siis tead ja oskad hinnata millist vaeva on filmiloojad tegelikult näinud selle kõige loomisel. Seniks aga head ja kolmemõõtmeliste illusioonide rohket päeva/öö jätku!

Õpime tundma dimensioone

Meie, inimesed, elame maailmas, kus on levinud teadmine, et meil eksisteerib kolm ruumimõõdet ehk dimensiooni. Lisaks nendele kolmele laialtlevinud dimensioonile arvestatame ka neljanda dimensiooniga, milleks on aeg. Tundub nagu oleks kõik olemasolevad dimensioonid märgitud. Võibolla tõesti, aga nagu alati, on ka selle teema juures inimesi, kes arvavad teisiti.

Dimensioonide algtõed

Selleks et paremini mõista dimensioonide hingeelu, peab ilmselt alustama täiesti algusest. Iga dimensioon koosneb madalama dimensiooni osadest. Aga kuna enne esimest dimensiooni pole olemas ei keha ega märki, mis viitaks alumisele dimensioonile, siis kasutatakse tähistuseks kokkuleppelist matemaatilist konseptsiooni “punkt”.

Punkti puhul on tegemist lõpmata väikese märgistusega, millel puuduvad kõrgus, laius ja sügavus( Joonis 1).

Punkt

Selleks et luua esimene dimensioon, peab olema ka teine punkt (Joonis 2). Need kaks punkti omavahel ühendades tekib esmakordselt võimalus luua reaalselt eksisteeriv dimensioon. Erinevalt lihtsalt punktidest, on tekkinud sirgel ( Joonis 3) olemas pikkus. Kõik tundub täiesti tavaline ja loogiline, aga tähele tuleb panna seda, et I dimensioon on vahetäide kahe null dimensiooni ( kahe punkti ) vahel.

See tähendab, et iga dimensioon käitub selliselt, et ta sisaldab endast allapoole jäävat dimensiooni. Nüüd edasi liikudes jõuame olukorda, kus me võime samale tasapinnale luua veel erinevaid punkte ja neid omavahel ühendada. Selline käitumine annab meile kahemõõtmelise kujundi (Joonis 4).

Kolmemõõtmeline maailm

Kahemõõtmelisele järgneb loomulikult kolmemõõtmeline maailm, milles me viibime kogu oma elu ja seetõttu on ta meile kõige paremini mõistetav. See, mis meie näeme, ei ole aga kõik. Kujuta näiteks ette laual olevat ajalehte, mille peal liigub sipelgas.

Sipelga jaoks, kes elab ainult tasapinnalisel ajalehel, on olemas ainult kaks mõõdet. Need on pikkus ja laius. Nüüd kui sipelgas kõnnib mööda kahemõõtmelise ajalehe äärt ja samal ajal keegi keerab ajalehe torusse (ehk painutab kahemõõtmelise objekti kolmemõõtmeliseks silindriks) tekib olukord, kus sipelgas saab liikuda üle ajalehe äärte kokkupuute koha nii, et kui ajaleht uuesti lahti voltida, on sipelgas hoopis teisel pool ajalehte võrreldes sellega, kust ta alustas.

See tähendab seda, et kahemõõtmelise objekti liikumine võib toimuda ka läbi kolmanda dimensiooni nii, et kahemõõtemelisel tasandil elavad olendid ei saaks sellest arugi. Ühesõnaga kolmas dimensioon mõjutab otseselt teist dimensiooni ja täpselt sama loogika järgi käituvad ka kõik teised mõõtmed.

Neljas mõõde-aeg

Nüüd kus on olemas kõik kolm tuntud ruumi mõõdet, tuleb kasutusele võtta ka neljas mõõde. Selleks mõõtmeks on aeg. Aeg näitab kolmemõõtmelise keha asukohta ruumis mingil ajahetkel. Näiteks kui kujutada ette seda, mida sa tegid eile praegusel kellaajal ja mida sa teed hetkel, siis see joon, mis sa saaksid nende kahe tegevuse vahele tõmmata, annakski neljanda dimensiooni ehk aja. Ideeliselt on tegu sama joonega, mis sai tõmmatud kohe alguses kahe punkti vahele.

Juhul kui inimene oleks võimeline tajuma ja nägema neljandat mõõdet, näeks see välja umbes nagu pikaks venitatud madu, mis kulgeks iga inimese puhul sünnist surmani. Põhjust, miks me ei ole võimelised nägema neljandat mõõdet, on lihtsam seletada kahemõõtmelise näite abil.

Neljas mõõde

Kujutage ette maailma, mis eksisteeriks ainult sinu laua peal, nii et selle elanikud, koos kõigi vajalike objektidega, oleksid nii öelda lõpmata õhukesed. See tähendab, et kõigel, mis sinu laua pealt leida võib, on olemas ainult kaks mõõdet- laius ja pikkus. Nemad ei oleks kuidagimoodi võimelised mõistma ja tajuma kolmandat mõõdet ehk seda, mis toimub üleval või allpool nende lõpmata õhukest tasandit. Nad ise oleksid kindlasti väga rahul sellise eluga.

Nüüd kui sa võtad palli ja asetad selle nende lõpmata õhukesse maailma, siis nende jaoks tunduks, nagu see pall tekiks täiesti tühja koha pealt, ja see oleks nende jaoks täiesti loogika vastane. Lisaks sellele, ainus osa, mis nemad sellest pallist näeksid, oleks täpselt sama õhuke, kui seda on nende enda maailm, sest nagu öeldud, siis kõik see, mis on üleval ja all, nende jaoks ei eksisteeri.

Täpselt samamoodi käitub ka aeg meie kolmemõõtmelises maailmas. Kui kahemõõtmelised olendid näevad kolmemõõtmelisest objektist ainult seda ristlõikke osa, mis on nendega samal tasapinnal, siis meie, kes me elame kolmemõõtmelises maailmas, suudame tajuda ainult seda osa neljandast mõõtmest, mis on just sel hetkel meie kolmemõõtmelises maailmas.

Huvitav on selle asja juures see, et alumisel dimensioonil elavad olendid ei ole ise teadlikud sellest, mis toimub ülemises dimensioonis. Selle jaoks on suurepärane näide see, kui võtta pikk pabeririba, võtta see kätte ning ühte paberi poolt pöörad 180 kraadi ning seejärel moodustad sellest ringi ja ühendad otsad.

Kui eeldada, et selle riba puhul on selle peal elava sipelga jaoks tegu sama suure objektiga nagu seda on planeet Maa meile, siis võib see sipelgas nüüd kõndida enda arvates mööda kahemõõtmelist maailma nii, et tegelikult ta läbib mõlemad paberilehe pooled samaaegselt pööreldes ja vääneldes kõvera paberilipiku peal mööda kolmandat mõõdet.

Sel moel ei ole kahemõõtmeline olend võimeline arugi saama, et tegelikult liikus ta terve aja  ka kolmandas mõõtmes. Samamoodi nagu pöörleb kahemõõtmeline olend kolmemõõtmelise maailmas, pöörleb ka meie neljas mõõde (aeg) temast aste kõrgemal asuvas ehk siis viiendas dimensioonis. Ja endiselt, meiegi ei ole võimelised seda tajuma.

Viies mõõde- erinevate võimalustega ajad

Nüüd kus meile mõistetavad neli mõõdet on läbi võetud jõuame huvitavama osani. Et saada viiendat mõõdet võime taaskord vaadata madalamate dimensioonide poole ja otsida lihtsamaks seltuseks abi sealt. Nagu mäletad, siis alguses oli meil joon mis ühendas kahte punkti, siis sellest sai läbi tõmmatud lõikuv sirge, mis andis teise mõõtme. Sama loogika kehtiv ka siin.

Võtame uuesti selle koha, kus me tõmbasime joone kahe komemõõtmelise objekti vahele ja nimetasime selle ajaks ehk neljandaks dimensiooniks. Täpselt samamoodi nagu ühemõõtmelisele objektile lisatuna andis see juurde ühe lisamõõtme, annab see ühe mõõtme juurde ka praeguses olukorras.

Need sirged, mis tulevad välja neljandast mõõtmest, viitavad kõikidele erinevatele võimalikele eluteedele, mis kõik olenevad meie enda otsustest ja valikutest ning ka teiste inimeste tegudest. See kõik moodustab viienda dimensiooni. Viies dimensioon pakub inimesele erinevaid võimalusi mida ta elus teeb või kelleks ta saab.

Viies dimensioon

Kuues mõõde- alamdimensiooni painutamine

Oletame, et olles teinud sellised valikud nagu ma olen teinud, sattusin ma viienda dimensiooni elutee peale, mis ütles, et minust saab aerutaja.

Kui ma aga teaksin, et mõne teise otsusega oleksin ma mõnes teises viiendas dimensioonis arst ja ma tahaksin ennast sinna vaatama minna, siis selleks tuleks mul kasutada jällegi ülemist dimensiooni ( nagu sai tehtud varem) ehk ma peaksin kasutama kuuendat dimensiooni ja selle abil painutama viiendat dimensiooni nii palju, et kaks erinevat viiendat dimensiooni kattuksid ja mul oleks võimalus astuda ühest valitud eluteest teisele ( sipelga ja ajalehe näide).

Seitsmes mõõde- lõpmatus?

Liikudes edasi, jõuame nüüd juba seitsmenda dimensiooni juurde. Selle vaatelemiseks peab korraks ära unustama selle osa, kus  vaatlesime enda kolmemõõtmelise keha liikumist mööda neljandat mõõdet ja võtme asja laiemalt. Nüüd vaatame hoopis asja universumi tasandilt ja kujutame ette ajajoont universumi tekkest kuni selle kunagise lõpuni.

See ajajoon sisaldab endas kõiki erinevaid võimalusi nii universumi  tekkeks kui hävinguks ning kõikide inimeste erinevaid eluteid, otsuseid ja valikuid ning seda kõike vaatleme kui ühte ainust punkti.  Ühesõnaga seitsmendas dimensioonis asuv punkt oleks meie jaoks kui lõpmatus, mis sisaldab kõike.

Kaheksas mõõde- lõpmatusega risti

Nüüdseks oleme jõudnud juba seitsmenda dimensioonini, mis peaks olema lõpmatus. Selleks et luua kaheksandat mõõdet on meil aga vaja ühte lisapunkti, aga kust saada lisaks teine seitsmes dimensioon, kui eelmine juba sisaldas kõiki võimalusi? Siin tuleb appi füüsika. Nüüd tuleb vaadata selliseid lõpmatusi, milles kehtivad hoopis teised füüsika seadused näiteks sellised, kus valgus on kiirem ja gravitatsioon hoopis nõrgem. Või vastupidi.

Sellistes tingimustes tekivad aga hoopis teistsugused lõpmatused ja seetõttu on see erinev sellest lõpmatusest, milles elame meie praegu. Nüüd aga, kui ühendada kaks lõpmatust omavahel, saame taaskord sarnase olukorra nagu seda on I ja II dimensiooni juures, kus ristuv joon annab lisa dimensiooni. Lühidalt, me jõuame kaheksandasse dimensiooni.

Üheksas mõõde- painutame lõpmatust

Taaskord hakkavad korduma juba eelnevalt räägitud reeglid ja näited. Sama reegel, mis lubas erinevaid kahemõõtmelise objekti osi omavahel läbi kolmanda mõõtme painutada kehtib ka siin ( sipelga ja ajalehe näide). Kuna dimensiooni painutamine on võimalik ainult läbi kõrgema taseme dimensiooni, siis saimegi endale ka üheksanda mõõtme.

Kümnes mõõde- viimane

Jäänud on veel ainult üks ja ainuke dimensioon. Selle saamiseks peame võtma kaheksanda mõõtme näite, kus seitsmenda taseme dimensioonid omavahel ühendati joonega ja sellest läbi läinud sirge oli kaheksas dimensioon. Arvestades kõikide võimalike kaheksanda dimensiooni võimalustega ja eeldades, et need omavahel on võimalik ühendada painutades neid läbi üheksanda dimensiooni saamegi võtta seda kõike jällegi kui ühte ainukest punkti.

Nüüdseks sisaldab üks punkt kõiki võimalike universumeid kõikide võimalike ajajoonte ja eluteedega ja selleks, et luua üheteistkümnes dimensioon, oleks vaja lisaks vell ühte kümnenda dimensiooni punkti, aga enam ei ole võimalik seda kuskil saada, sest kõikide võimaluste kõik võimalused on praeguseks kasutatud.

Kümnes dimensioon

Lõpetuseks

Kümme dimensiooni tundub meie kolmemõõtmelise maailma jaoks tõeliselt palju ja see on natuke segadust tekitav, aga kui rahulikult asja vaadata, siis tundub terve teooria loogiline ja mõnda tugevat vastuargumenti on ka keeruline leida. Katsetega selle olemasolu ei ole võimalik tõestada, nii et parim mis me dimensioonidest rääkides teha saame on lähtuda kas enda, või idee autorite loogikast isegi siis, kui mõttelõng vahel käest kipub libisema.

Käime ära tulevikus ja vaatame minevikku!

Kujuta ette maailma, kus aeg ei oleks takistuseks ja liikumine tuleviku ja mineviku vahel oleks sama lihtne, kui ta on näidatud  erinevates filmides. Kujuta ette, kui sa täna eksid milleski ning homme saad sa selle sama vea parandada nii, et tegelikult sa ei olegi eksinud. Või kui surm ei olegi alati lõpp, nagu ta on seda siiamaani tundunud.

Kõlab rohkem nagu science- fiction? Võibolla. Aga on olemas inimesi, kes usuvad selle kõige võimalikkusesse isegi niivõrd, et nad on valmis sellest rääkima maailmale ja nad on ka valmis seda tõestama.

Ajamasina autorist

Ameerikas elab mees nimega Ronald L. Mallet, kellele väikese poisina meeldis palju lugeda. Kord aga sattus ta raamatu otsa mille pealkiri oli The Time Machine ja alates sellest hetkest peale sai selle poisi eesmärgiks muuta ajas rändamine reaalsuseks.

Kahjuks aga põhjus, miks ta tahtis ajas rännata, ei olnud mitte niivõrd põnevus uue ja tundmatu ees, aga hoopis isa kaotus varajases lapsepõlves ja poisi unistuseks sai oma isaga veel kord kokku saada ja temaga rääkida.

Ronald Mallet

Sellest inspireerituna asus ta õppima füüsikat ja praeguseks on ta samal erialal omandanud ka doktori kraadi. Lisaks sellele, et ta on ühendriikides lugupeetud teoreetilise füüsika eestvedaja ja üks suuremaid mõtlejaid omal alal, töötab ta Connecticuti ülikoolis füüsika ka õppejõuna.

Aastaid tegeles R. Mallet oma uurimustööga nii, et avalikkus sellest midagi ei teaks, aga mõned aastad tagasi, kui ta oli juba võimeline matemaatiliselt tõestama kõiki oma teooriaid, otsustas ta sellega avalikkuse ette tulla.

Ajas rändamise tagamaad

Ehki Mallet on esimene teadaolev inimene, kes on järjepidevalt tegelenud ajas rändamise teooria arendamise ja ka reaalse masina ehitamisega, siis algne teooria ise saab alguse Einsteini kirjasulest. Kogu ajasrändamise idee toetub Einsteini kõige levinumale teooriale ehk relatiivsusteoorial.

Relaiivsusteooria  jaguneb omakorda kaheks- üldrelatiivsusteooria ja erirelatiivsusteooria. Üldrelatiivsusteooria väidab, et lisaks tahketele kehadele suudab ka valgus ise luua gravitatsiooni, samal ajal erirelatiivsusteooria väidab, et gravitatsioon on võimeline mõjutama aega.

Nendele väidetele toetudes leidis R. Mallet, et kui need kaks teooriat peavad paika, siis peab paika pidama ka see, et valgus on võimeline mõjutama aega. Just seetõttu ongi valgusest saanud relv, mida teadlased ka praegusel hetkel üritavad kasutada selleks, et luua esimest päris ajamasinat.

Rändamine tulevikku

Ilmselt ei tule üllatusena kui ma väidan, et kõik me liigume tuleviku suunas. Küll aga võib muutuda olukord segasemaks siis, kui väita, et me kõik teeme seda erineva kiirusega. Miks? Seda sellepärast, et me kõik liigume ühes ja samas ruumis erineva kiirusega. Osad meist kõnnivad jala, teised sõidavad autoga, kolmandad lendavad lennukiga ja osad meist viibivad üldse kosmosejaamades.

Kuna kaks esimest näitet mis ma tõin, toimuvad väga väikestel kiirustel, siis ei ole me võimelised mingi moel märkama erinevust mida see põhjustab. Küll aga annavad hoopis huvitavamaid tulemusi lennuk ja kosmosejaam.

Üks läbiviidud katse nägi ette seda, et kaks väga täpset kella käivitati täpselt samal ajahetkel. Üks neist kelladest jäeti koha peale seisma, teine aga pandi  reisilennukisse, mis tegi pikki rahvusvahelisi lende. Pärast pikaajalist kaasareisimist hakati kellade aegu võrdlema  ja üllatuseks kellad näitasidki erinevust. Erinevus oli küll kõigest murdosasekundike, aga katse aitas taaskord tõestada, et kiirus mõjutab aega ruumis.

Teine analoogne olukord, mis otseselt ei ole küll katse, on inimesel kes veedab pikka aega kosmosejaamades tiireldes Maa orbiidil. Sealt pärineb ka maailmarekord ajas rändamises, kui Vene astronaut veetis kaks aastat kosmosejaamas, mis liikus kiirusega umbes 95 000km/h. Selle kahe aastase perioodiga suutis ta ajas edasi rännata 1-2 sekundit.

Nii kosmosejaama kui ka lennuki puhul tekib olukord, kus suurel kiirusel liikumine põhjustab kogu meiega kaasa liikuva keskkonna (ruumi)  aeglustumise võrreldes ülejäänud keskkonnaga. See tähendab seda, et meie jaoks, kes me oleme kiiresti liikuvas keskkonnas tundub kõik täpselt samamoodi toimivat nagu alati, aga neile, kes vaatavad väljaspoolt liikuvat keskkonda tundub nagu liiguks meie jaoks aeg aeglasemini.

Põhjus miks suurel kiirusel liikuvad inimesed erinevust ei taju on see, et lisaks keskkonnale, aeglustub ka inimese enda talitlus ehk aeglustub pulss, ajutöö, hingamine… Kõik. Äsja räägitu paremaks mõistmiseks toon välja ühe pildi ja eks ma selle all räägin sellest veel täpsemalt.

Valguskella saladus

Valguskell

Üleval oleval pildil on kujutatud valguskella. Tegemist on kinnise anumaga, mille nii põhi kui lagi on kaetud peegliga. Nüüd, kui sinna anumasse lasta sisse üks valgusosake ehk footon, siis hakkab see põrkama kahe peegli vahel nii, nagu näidatud kõige vasakpoolsel joonisel.

Selleks, et footon jõuaks peeglini, mis asub teisel pool anumat, peab ta läbima teekonna pikkusega d. Selliseid põrkeid toimuks miljoneid või isegi miljardeid kordi sekundis olenevalt anuma mõõtmetest, aga näite lihtsustamiseks vaatame seda kui väga aeglast liikumist.

Kasutame nüüd kõige lihtamat füüsikalist valemit,  t=s/v kus t on vahemaa läbimiseks kulunud aeg, s on vahemaa (d=s) mis läbiti ja v on kiirus millega vahemaa läbiti. Kui vaatame süsteemi, kus kell seisab ühe kohapeal, siis kulub footonil ühe otsa läbimiseks t=d/v sekundit.

Täpsustuseks: paremaks mõistmiseks lihtsustame asja nii, et vähendame footoni normaalset liikumiskiirus 300 000 000 korda, see annab meile footoni kiiruseks 1m/s ( hea lihtne arvutada). Seejärel määrame ära ka valguskella kõrguse ehk d=s= 20 cm = 0,2 meetrit. Nüüd arvutame seisvas süsteemis footoni liikumiseks ühest peeglist teiseni kulunud aja.

t=0,2/1= 0,2 sek. Nüüd kujutame ette, et sa hakkad liigutama seda kella paremale poole nii nagu on näha joonisel. Selle tulemusena ei liigu footon enam otse üles- alla, vaid nüüd peab ta lisaks arvestama külgedele liikumisest tekkinud lisamõjusid. See tähendab, et võrreldes seisva olekuga tuleb footonil nüüd läbida pikem maa.

Selles näites ütleme, et sa liigutasid valguskella paremale nii kiiresti, et algse ja uue footoni liikumise suuna vaheline nurk on 30 kraadi. Nüüd saame arvutada uue aja, mida footon vajab teekonna läbimiseks. t=0,2/cos30/1=0,23 seki. Arvutus näitab, et juba ainult 30 kraadine nurk algse ja uue teekonna vahel annab 0,03 sekundilise erinevuse.

Aga siin veel ei piirduks ja prooviks läbi ka olukorra, kus me liigutame valguskella paremale nii kiiresti, et uus tekkinud nurk algse ja uue teekonna vahel on juba 89 kraadi. Sellise juhul t=0,2/cos89/1= 11, 43seki. Nagu näha, siis nurga lineaarne suurenemine põhjustab aja ekspodentsiaalset kasvu.

Kogu selle jutu juures ei tohi ära unustada, et kui inimene reisiks kaasa süsteemis, mis liigub väga suurel kiirusel, siis inimese enda jaoks tundub, et valguskell liigub koguaeg täpselt sama kiiresti, sest inimese enda elutegevus aeglustub täpselt sama palju.

Ja kui sellisel viisil liikuda ütleme, et umbes tund aega, siis väljaspoole liikuvat süsteemi olevatele inimestele võib olla möödunud vahepeal sadu aastaid. See kõik oleneks liikumise kiirusest.

Tulevikus käisime, aga minevik?

Siinjuures muutub asi keerulisemaks, küll aga mitte võimatuks. Kui kellelgi teist tekiks soov minna minevikku, siis võid arvestada sellega, et sul on tegelikult isegi kaks erinevat võimalust selle teostamiseks. Esimene neist eeldab seda, et sa oled võimeline aega ja ruumi painutama nii, et sirgjoonelisest aja kulgemisest saab hoopis ringjooneline nii, et minevik ja tulevik sattuvad ühte ja samasse punkti.

Teine meetod eeldab aga sinu võimet liikuda erinevate paralleeluniversumite vahel. Sellest täpsemalt aga hiljem. Hetkel peatuks just aja ja ruumi painutamise juures.

Selleks, et minna minevikku, ei piisa enam sellest, et sa liigud peaaegu valgusekiirusel. Minevikku minek eeldab seda, et sa pead suutma liikuda kiiremini kui valgus ja siit tuleb suur füüsikaline probleem, sest valgusekiirus on absoluutne kiirus ja selle ületamine ei ole füüsikaliselt võimalik.

Siinkohal tuleb vaadata juba kaugemale universumisse ja otsida lahendust sealt. Kui teadlased hakksid mõtlema meetoditele kuidas eirata füüsikaseadusi ilma neid rikkumata ja saavutada valgusekiirusest veelgi suurem kiirus, satuti huvitava astronoomilise nähtuse peale. Selleks nähtuseks oli must auk.

Mustad augud tekkivad siis, kui hiigeltähed kustuvad ja nende hiiglaslik gravitatsiooniväli hakkab tähte ennast kokku suruma, nii et selle tulemusena  gravitatsiooniväli tähe ümber suureneb veelgi. Mustas augus olev mateeria on gravitatsiooni poolt nii kõvasti kokku pressitud, et teelusikatäis mateeriat võib kaaluda enam kui terve meie planeet.

Must auk

Mustaks auguks nimetatakse neid põhiliselt just nende väljanägemise järgi. Aga põhjus miks mustad augud on just mustad on ühtlasi päästerõngas teadlastele, kes üritavad saavutada valguskiirusest suuremat kiirust ilma, et nad rikuksid füüsika seadusi. Musta augu gravitatsiooniväli on nii võimas, et see tõmbab endasse ka kogu seda ümbritseva valguse ja kuna see valgus sealt enam välja ei pääse, siis näib ta eemalt vaatajatele mustana.

See tähendab seda, et enne kui valgus täielikult kaob musta auku hakkab ta tiirlema musta augu gravitasiooniväljas ja sellega tekib tsentrifugaaljõud, mis suudab kiirendada valguse kiirust veelgi. Selline nähtus põhjustab olukorra, kus valgus suudab gravitatsiooniväljas ühe või isegi mitu ringi ära teha enne, kui ta üldse liikuma on hakkanud.

Just niimoodi näeb välja ajas rändamine minevikku. See eeldab kõigest seda, et sa peab olema võimeline jõudma mingisse sihtpunkti ja tagasi enne, kui sa üldse liikuma oled hakanud. Korrates sellist tegevust hakkadki vaikselt liikuma mineviku suunas.

Mängu tuleb ajamasin

Kuigi idee musta augu kasutamisest tundub ahvatlev on see siiski täielikult välistatud, sest nagu juba mainitud sai, siis selle gravitatsiooniväli hävitaks igasuguse materjaalse keha hetkega. Siin aga tuleb mängu ajamasin. R. Mallet kasutas ära musta augu ideed ja koostöös laserite eksperdiga hakkasid nad konstrueerima masinat, mis peaks olema võimeline tekitama sarnase olukorra, mis toimub musta augu lähedal.

Erinevus peitub aga selles, et ei kasutata mitte pöörlevat süsteemi nagu seda on must auk, aga luuakse hoopis tunnel, mis moodustab laseritest spiraali. Selleks vajatakse piisavalt väga võimsaid lasereid ja loodetakse, et tekkinud spiraal on võimeline selles ühes kinnises süsteemis painutama aega ja ruumi nii, et minevik ja tulevik omavahel ristuksid.

Ajamasina lasertunnel

Selline masin peaks teoreetiliselt olema võimeline saatma minevikku aatomi osakesi ja informatsiooni, küll aga mitte inimesi ega teisi materjaalseid kehasid. Lisaks tekitab masina kasutamine ka piiranguid. Näiteks ei ole selle abil võimalik saata midagi kaugemale minevikku kui sellesse hetkesse, millal masin esmakordselt tööle pandi.

Seetõttu eeldatakse, et juhul kui kunagi õnnestub esimest korda masin käivitada, siis hakkab seal tõenõoliselt välja tulema erinevaid osakesi ja informatsiooni, mida tegelikult saadetakse alles võibolla järgmine nädal või isegi 100 aasta pärast.

Paralleeluniversumite kasutusvõimalusi

Lisaks masinale on meil võimalik kasutada ajas rändamiseks ka paralleeluniversumite teenust, aga see sisaldab hulgaliselt probleeme juba ainuüksi sellepärast, et otsest matemaatilist lahendust nende sidumiseks ei ole osatud välja pakkuda. Paralleeluniversumite abil ajasrändamine põhineb eeldusel, et eksisteerib lõpmatu arv universume, mis erinevad teineteisest kas väga pisikeste infoosakeste võrra või koguni inimeste eksisteerimise ja mitte eksisteerimise võrra.

Lõpmatu hulk universume sisaldab ka seda, et kõik mis me teeme hakkab korduma uuesti ja uuesti igast hetkest alates.  Selle abil tekib meil võimalus valida lõpmatu arvu ja erinevate staadiumitega universumite vahel, mis kõik sisaldavad sinu elatud või võibolla ka veel elamata elu. Kindlalt ei saa ka väita, et universum mida meie praegu taiume oleks see esimene mida kõik teised jäljendavad.

Võibolla oleme meie juba mõne teise paralleeluniversumi jäljendajad. Mis aga selle teooria muudab huvitavaks on see, et see ei välista inimeste vabat tahet, kuna igas universumis on meil võimalus teha uued valikud ja need võivad igas teises paralleeluniversumis hakata erinema nii, et see ei mõjuta seda universumit, kust sa algselt pärined.

Juhul kui paralleeluniversumid oleks omavahel seotud, siis tekib niiöelda vanaisa paradoks ehk olukord, kus lapselaps läheb minevikku ja  kogemata tapab oma vanaisa. See aga ei saaks samas universumis olla võimalik, sest kui ta minevikus oleks tapnud oma vanaisa, siis ei oleks olnud ka lapselast, kes oleks saanud tulevikus ajas tagasi minna ja selle kuritöö täide viia.

See toob meid ka probleemi ette, et kui leida lahendus paralleeluniversumite vaheliseks reisimiseks, siis ei saaks me kunagi kindlad olla, et me satume sellisesse paralleeluniverumisse mis on meile vastuvõetav. Ja kuna lõpmatu hulga universumite seast ühe õige valimine võib osutuda keeruliseks, siis see teooria ei tundu nii ahvatlev, kui seda on ajamasina teooria.

Lõpetuseks

Keeruline on öelda, kas ajamasin saab valmis täna, homme või alles tuhande aasta pärast, aga kindel on see, et leidub entusiaste, kes sellega tegelevad ja meil, keda see teema huvitab jääb ainult oodata ja loota, et tekib võimalus seda sündmust oma silmaga näha.

Lisaks kõigele huvitavale, mis see meie jaoks endaga kaas toob, tekib kindlasti ka väga palju probleeme milles keegi praegusel ajahetkel ei oska isegi unistada. Kõik see aga ei saa meile selgeks enne, kui aeg ja ruum on meile sama hästi mõistetavad kui seda on praegu meie kaks kätt.

Nii kauaks aga liigume tuleviku suunas edasi täpselt samamoodi nagu on teinud meie planeet oma tekkimise hetkest alates, neli miljardit aastat tagasi.