آیا واقعا می توانیم در زمان سفر کنیم

در این مقاله از سایت bloginoo به بررسی سفر در زمان میپردازیم. اگر از علاقه مندان به سفر در زمان هستید با ما همراه باشید.

سفر در زمان با داستان های بی شماری از سفر در زمان در فیلم ها، تلویزیون و ادبیات به طور منظم در فرهنگ عامه ظاهر می شود. اما این یک ایده شگفت آور قدیمی است : می توان استدلال کرد که تراژدی یونانی ادیپ رکس، نوشته سوفوکل بیش از 2500 سال پیش، اولین داستان سفر در زمان است.

اما آیا سفر در زمان در واقع امکان پذیر است؟ با توجه به محبوبیت این مفهوم، این یک سوال مشروع است. به عنوان یک فیزیکدان نظری، متوجه می شوم که چندین پاسخ ممکن برای این سوال وجود دارد که همه آنها متناقض نیستند.

ساده ترین پاسخ این است که سفر در زمان امکان پذیر نیست زیرا اگر اینطور بود، ما قبلاً آن را انجام می دادیم. می توان استدلال کرد که توسط قوانین فیزیک ممنوع است، مانند قانون دوم ترمودینامیک یا نسبیت. چالش‌های فنی نیز وجود دارد : ممکن است ممکن باشد، اما شامل مقادیر زیادی انرژی است.

موضوع پارادوکس های سفر در زمان نیز وجود دارد. اگر اراده آزاد یک توهم باشد، اگر دنیاهای زیادی وجود داشته باشد یا اگر گذشته را فقط بتوان شاهد بود اما تجربه نکرد، می‌توانیم به طور فرضی اینها را حل کنیم. شاید سفر در زمان غیرممکن باشد، زیرا زمان باید به صورت خطی در جریان باشد و ما کنترلی بر آن نداریم، یا شاید زمان یک توهم است و سفر در زمان بی ربط است.

قوانین فیزیک

از آنجایی که نظریه نسبیت آلبرت انیشتین که ماهیت زمان، فضا و گرانش را توصیف می کند عمیق ترین نظریه ما در مورد زمان است، مایلیم فکر کنیم که سفر در زمان توسط نسبیت ممنوع است. متأسفانه، یکی از همکارانش از موسسه مطالعات پیشرفته، کورت گودل، جهانی را اختراع کرد که در آن سفر در زمان نه تنها امکان پذیر بود، بلکه گذشته و آینده به طور جدانشدنی در هم پیچیده بودند.

ما واقعاً می‌توانیم ماشین‌های زمان طراحی کنیم، اما بیشتر این پیشنهادات (در اصل) موفق به انرژی منفی یا جرم منفی نیاز دارند که به نظر می‌رسد در جهان ما وجود ندارد. اگر یک توپ تنیس با جرم منفی رها کنید، به سمت بالا می افتد. این استدلال نسبتاً رضایت‌بخش نیست، زیرا توضیح می‌دهد که چرا ما نمی‌توانیم در عمل فقط با درگیر کردن ایده دیگری انرژی منفی یا جرم که واقعاً آن را درک نمی‌کنیم، سفر در زمان انجام دهیم.

فیزیکدان ریاضی، فرانک تیپلر، ماشین زمانی را تصور کرد که شامل جرم منفی نیست، اما به انرژی بیشتر از آنچه در جهان وجود دارد نیاز دارد.

سفر در زمان همچنین قانون دوم ترمودینامیک را نقض می کند که می گوید آنتروپی یا تصادفی همیشه باید افزایش یابد. زمان فقط می تواند در یک جهت حرکت کند - به عبارت دیگر، شما نمی توانید یک تخم مرغ را باز کنید. به طور دقیق تر، با سفر به گذشته، از اکنون (حالت آنتروپی بالا) به گذشته می رویم که باید آنتروپی کمتری داشته باشد.

این استدلال از آرتور ادینگتون کیهان شناس انگلیسی سرچشمه گرفته و در بهترین حالت ناقص است. شاید شما را از سفر به گذشته باز می دارد، اما چیزی در مورد سفر زمان به آینده نمی گوید. در عمل، سفر به پنجشنبه آینده برای من به همان اندازه سخت است که به پنجشنبه گذشته سفر کنم.

حل پارادوکس ها

شکی نیست که اگر می‌توانستیم آزادانه در زمان سفر کنیم، با پارادوکس‌ها مواجه می‌شویم. معروف‌ترین آن پارادوکس پدربزرگ است : به طور فرضی می‌توان از ماشین زمان برای سفر به گذشته استفاده کرد و پدربزرگ خود را قبل از لقاح پدرش به قتل رساند و در نتیجه احتمال تولد خود را از بین برد. منطقاً شما نمی توانید هم وجود داشته باشید و هم وجود نداشته باشید. 
رمان ضدجنگ کورت ونه‌گات، کشتارگاه پنج، که در سال 1969 منتشر شد، چگونگی فرار از پارادوکس پدربزرگ را شرح می‌دهد. اگر اراده آزاد وجود نداشته باشد، نمی توان پدربزرگ خود را در گذشته کشت، زیرا او در گذشته کشته نشده است. قهرمان رمان، بیلی پیلگریم، فقط می‌تواند به نقاط دیگری از خط جهانی خود (خط زمانی که در آن حضور دارد) سفر کند، اما نه به هیچ نقطه دیگری در فضا-زمان، بنابراین حتی نمی‌توانست به کشتن پدربزرگش فکر کند.

جهان در سلاخ خانه پنج با همه چیزهایی که ما می دانیم سازگار است. قانون دوم ترمودینامیک به خوبی در آن کار می کند و هیچ تعارضی با نسبیت ندارد. اما با برخی از چیزهایی که ما به آنها اعتقاد داریم، مانند اراده آزاد، ناسازگار است شما می توانید گذشته را مشاهده کنید، مانند تماشای یک فیلم، اما نمی توانید در اعمال افراد در آن دخالت کنید.

آیا می‌توانیم اجازه دهیم تغییرات واقعی در گذشته انجام شود تا بتوانیم به عقب برگردیم و پدربزرگ خود یا هیتلر را به قتل برسانیم؟ چندین نظریه چندجهانی وجود دارد که فرض می‌کنند زمان‌بندی‌های زیادی برای جهان‌های مختلف وجود دارد. این نیز یک ایده قدیمی است : در سرود کریسمس اثر چارلز دیکنز، ابنیزر اسکروج دو خط زمانی جایگزین را تجربه می کند که یکی به مرگ شرم آور و دیگری به شادی منجر می شود.

زمان یک رودخانه است

امپراتور روم مارکوس اورلیوس می نویسد :

می‌توانیم تصور کنیم که زمان از هر نقطه‌ای در جهان می‌گذرد، مانند رودخانه‌ای در اطراف یک صخره. اما دقیق کردن ایده دشوار است. جریان یک نرخ تغییر است جریان یک رودخانه مقدار آبی است که در یک زمان معین از طول خاصی عبور می کند. بنابراین اگر زمان یک جریان باشد، سرعت آن یک ثانیه در ثانیه است، که بینش چندان مفیدی نیست.

استیون هاوکینگ، فیزیکدان نظری، پیشنهاد کرد که یک حدس حفاظت از زمان‌شناسی باید وجود داشته باشد، یک اصل فیزیکی هنوز ناشناخته که سفر در زمان را ممنوع می‌کند. مفهوم هاوکینگ از این ایده سرچشمه می‌گیرد که ما نمی‌توانیم بدانیم در داخل یک سیاه‌چاله چه می‌گذرد، زیرا نمی‌توانیم اطلاعاتی از آن به دست آوریم. اما این استدلال اضافی است : ما نمی توانیم در زمان سفر کنیم زیرا نمی توانیم در زمان سفر کنیم!

محققان در حال بررسی یک نظریه بنیادی‌تر هستند، که در آن زمان و مکان از چیز دیگری نشات می‌گیرند. این گرانش کوانتومی نامیده می شود، اما متاسفانه هنوز وجود ندارد.

پس آیا سفر در زمان امکان پذیر است؟ احتمالاً نه، اما ما به طور قطع نمی دانیم!