تحقق رویای سفر در زمان؟! - راه ساری

به گزارش خبرنگاران، درک مدرن ما از زمان و علیت، از نسبیت عام ناشی می گردد. نظریه فیزیکدان نظری آلبرت انیشتین، فضا و زمان را در یک موجودیت واحد - فضا زمان - ترکیب می نماید و شرح بسیار پیچیده ای از نحوه عملکرد هر دو ارائه می دهد، در سطحی که با هیچ نظریه تثبیت شده دیگری قابل مقایسه نیست. این نظریه برای بیش از 100 سال وجود داشته، و به طور تجربی با دقت بسیار بالایی تأیید شده است؛ بنابراین فیزیکدانان نسبتاً مطمئن هستند که توصیف دقیقی از ساختار علّی دنیا ما ارائه می دهد.

برای چندین دهه، فیزیکدانان سعی نموده اند از نسبیت عام استفاده نمایند تا بفهمند آیا سفر در زمان ممکن است یا خیر. به نظر می رسد که می توانید معادلاتی را بنویسید که سفر در زمان را توصیف می نمایند و کاملاً هم با نسبیت سازگار باشد. اما فیزیک ریاضی نیست و معادلات اگر با چیزی در واقعیت مطابقت نداشته باشند بی معنی هستند.

استدلال علیه امکان سفر در زمان

دو مسئله اصلی وجود دارد که باعث می گردد فکر کنیم سفر در زمان غیر واقعی باشد. اولین مسئله یک مسئله عملی است؛ به نظر می رسد ساخت ماشین زمان به ماده عجیب و غریبی احتیاج دارد که در واقع ماده ای با انرژی منفی است. تمام موادی که در زندگی روزمره خود می بینیم دارای انرژی مثبت هستند. به عبارت دیگر ماده ای که انرژی منفی دارد چیزی نیست که بتوان آن را در اطراف پیدا کرد. با این حال، به وسیله مکانیک کوانتومی می دانیم که از نظر تئوری چنین ماده ای می تواند ایجاد گردد، اما در مقادیر بسیار کم و برای زمان بسیار کوتاه.

پس به زبان ساده، هیچ مدرکی مبنی بر غیرممکن بودن ایجاد ماده عجیب و غریب در مقادیر کافی وجود ندارد. علاوه بر این، معادلات دیگری ممکن است کشف گردد که امکان سفر در زمان را بدون احتیاج به ماده عجیب و غریب فراهم می نماید. بنابراین، این موضوع ممکن است فقط یک محدودیت در فناوری فعلی یا درک مکانیک کوانتومی باشد.

موضوع اصلی دیگر کمتر عملی است، اما مهمتر است؛ به نظر می رسد سفر در زمان با منطق در تضاد است و به شکل پارادوکس های سفر در زمان ظاهر می گردد. انواع مختلفی از این پارادوکس ها وجود دارد، اما مشکل سازترین آن ها پارادوکس های سازگاری هستند. پارادوکس های سازگاری که در داستان های علمی تخیلی اشارات زیادی بدان می گردد، بدین معنی است که اگر رویداد خاصی را در نظر بگیریم که منجر به تغییر گذشته گردد، خود تغییر در وهله اول از وقوع این رویداد جلوگیری می نماید.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که یک نفر وارد ماشین زمان خود می گردد، از آن برای بازگشت به پنج دقیقه قبل استفاده می نماید و به محض اینکه به گذشته رسید، ماشین را نابود می نماید. حالا که ماشین زمان را از بین ببرد، پنج دقیقه بعد امکان استفاده از آن دستگاه برای او غیرممکن خواهد بود. اما اگر نتواند از ماشین زمان استفاده کند، نمی تواند به گذشته برگردد و آن را نابود کند؛ بنابراین دستگاه از بین نمی رود تا آن فرد بتواند به گذشته برگردد و آن را نابود کند. به عبارت دیگر، ماشین زمان نابود می گردد اگر و تنها در صورتی که از بین نرود. از آنجایی که نمی توان آن را همزمان هم از بین برد و هم از بین نبرد، این سناریو متناقض و ناسازگار است.

حذف پارادوکس ها

یک تصور غلط رایج در داستان های علمی تخیلی وجود دارد که پارادوکس ها را می توان ایجاد کرد. معمولاً به مسافران زمان هشدار داده می گردد که تغییرات قابل توجهی در گذشته ایجاد ننمایند و دقیقاً به همین علت از دیدار با گذشته خود اجتناب نمایند. نمونه هایی از این مورد را می توان در بسیاری از فیلم های سفر در زمان، مانند سه گانه بازگشت به آینده، یافت. اما در فیزیک، پارادوکس رویدادی نیست که واقعاً اتفاق بیفتد - این یک مفهوم کاملاً نظری است که به ناهماهنگی در خود نظریه اشاره دارد. به عبارت دیگر، پارادوکس های سازگاری صرفاً به این معنا نیستند که سفر در زمان یک کوشش خطرناک است، بلکه به این معناست که به سادگی امکان پذیر نیست.

این یکی از انگیزه های فیزیکدان نظری استیون هاوکینگ بود تا فرضیه حفاظتی خود را در زمان شناسی فرموله کند، که می گوید سفر در زمان باید غیرممکن باشد. با این حال، این فرضیه تا کنون ثابت نشده است. علاوه بر این، اگر به جای حذف سفر در زمان به علت پارادوکس ها، می توانیم خود تناقض ها را حذف کنیم، دنیا مکان بسیار جالب تری خواهد بود. یکی از کوشش ها برای حل پارادوکس های سفر در زمان، فرضیه خودسازگاری ایگور دیمیتریویچ نوویکوف، فیزیکدان نظری است که اساساً بیان می نماید که می توانید به گذشته سفر کنید، اما نمی توانید آن را تغییر دهید.

سفر در زمان عملی می گردد؟

اما اگر نتوانید گذشته را تغییر دهید، بازگشت به گذشته چه فایده ای دارد؟ مطالعه اخیر باراک شوشانی، استاد فیزیک دانشگاه براک کانادا و شاگردانش جاکوب هاوزر و جرد ووگان، نشان می دهد که پارادوکس های سفر در زمان وجود دارد که حدس نوویکوف نمی تواند آن ها را حل نماید. این نکته آن ها را به نقطه اول بازمی گرداند، زیرا اگر حتی یک تناقض را نتوان حذف کرد، سفر در زمان منطقاً غیرممکن خواهد بود. بنابراین، آیا این آخرین میخ در تابوت سفر در زمان است؟ نه کاملا! این دانشمندان نشان داده اند که اجازه دادن به تاریخ های متعدد (یا به عبارتی آشناتر، خطوط زمانی موازی) می تواند برای پارادوکس هایی که فرضیه نوویکوف نمی تواند حل نماید، پاسخ هایی بیابد.

این ایده بسیار ساده است. وقتی از ماشین زمان خارج می شویم، در واقع از خط زمانی دیگری خارج می شویم. در آن جدول زمانی، ما می توانیم هر کاری که بخواهیم انجام دهیم، از جمله نابود کردن ماشین زمان، بدون تغییر چیزی در خط زمانی اصلی که از آن آمده ایم. از آنجایی که نمی توانیم ماشین زمان را در خط زمانی اصلی نابود کنیم، ماشینی که در واقع برای سفر به گذشته از آن استفاده کردیم، هیچ تناقضی پدید نمی آید.

پس از کار بر روی پارادوکس های سفر در زمان در سه سال گذشته، به طور فزاینده ای این دانشمندان متقاعد شده اند که سفر در زمان ممکن است، اما تنها در صورتی که دنیا ما بتواند به چندین تاریخ اجازه همزیستی را بدهد. بنابراین، آیا می تواند؟ به نظر می رسد مکانیک کوانتومی مطمئناً چنین را در اختیار ما می گذارد، حداقل اگر تفسیر دنیا های متعدد اورت را باور کنیم، که در آن یک تاریخ می تواند به چندین تاریخ تقسیم گردد.

اما این ها فقط حدس و گمان هستند. به گزارش خبرنگاران، شوشانی و شاگردانش در حال حاضر روی یافتن یک نظریه ملموس از سفر در زمان با تاریخچه های متعدد کار می نمایند که کاملاً با نسبیت عام سازگار باشد. البته، حتی اگر آن ها پیروز به یافتن چنین نظریه ای شوند، هنوز برای اثبات امکان سفر در زمان کافی نیست، اما حداقل به این معنی است که سفر در زمان با پارادوکس های سازگاری منتفی نیست. سفر در زمان و جدول های زمانی موازی تقریباً همواره در داستان های علمی تخیلی دست به دست هم می دهند، اما اکنون ما مدرکی داریم که در علم واقعی نیز باید دست به دست هم دهند. نسبیت عام و مکانیک کوانتومی به ما می گویند که سفر در زمان ممکن است امکان پذیر باشد، اما اگر اینطور باشد، تاریخچه های متعدد نیز باید امکان پذیر باشد.

منبع: theconversation

ترجمه: مصطفی جرفی-خبرنگاران