سفر در زمان

سفر در زمان!

سفر در زمان، بدون شک از اساسی ترین گنجینه های علمی_تخیلی و به عنوان یکی از مهیج ترین موضوعات مورد توجه بشر در طول قرن ها بوده. در این مقاله می خواهیم بررسی کنیم که آیا چنین مسئله ای صحت دارد یا خیر(؟)، آیا فقط از دیدگاه نظری پذیرفته شده است یا در عمل نیز امکان پذیر خواهد بود(؟)

عده ای از پژوهشگران عقیده دارند که سفر در زمان تا به امروز به طور نظری میسر می باشد؛ اما این امر از دیدگاه عملی، بسیار فراتر از توانایی های فعلی تکنولوژی در دسترس بشر است.

سفر در زمان _حرکت بین نقاط مختلف زمان_ یک موضوع بسیار حائز اهمیت و محبوب برای خلق داستان ها و فیلم های علمی_تخیلی در طی چند دهه ی اخیر بوده است؛ همانند فیلم های Star_Trek (پیشتازان فضا)، Back to the future (سفر به آینده) و Doctor_Who. در این مجموعه ها سرگذشت افرادی به تصویر کشیده می شود که با یک نوع وسیله ی نقلیه ی خاص، به گذشته یا آینده قدم برداشته و ماجراها و رویداد های ویژه ای را رقم می زنند.

با این حال امکان اتفاق چنین مسئله ای، پیچیده و کمی غیر معقول به نظر می رسد و حتی برخی دانشمندان، از مخالفان سر سخت این نظریه بوده و احتمال روی دادن آن را محال می گمارند؛ در تقابل با افراد مذبور، عده ای دیگر معتقدند که تقلا و کوشش برای هر فردی که در این مسیر، اقدام به انجام چنین عملی کند مرگ آور و مهلک اما شدنی می باشد.

درک زمان

زمان چیست؟ در حالکیه بعضی افراد تصور می کنند زمان یک مبحث ثابت قدم و پایدار است، آلبرت اینشتینِ فیزیکدان نشان داد که زمان، تنها و تنها یک وهم و تخیل به طور نسبی می باشد؛ یعنی بسته به سرعت شما در فضا می تواند بسیار متفاوت به نظر رسیده و تغییر کند.

از دیدگاه اینشتین زمان، چهارمین بعد [بعد چهارم مفهوم انتزاعی و غیر حقیقی دارد] و فضا به عنوان یک عرصه ی سه بعدی تعریف می شود که زمینه ی نمایش و درک صحیح فرد از مکان جسم را با نمایان ساختن مختصات دقیق آن _مانند طول، عرض و ارتفاع_ فراهم می آورد. گرچه زمان به گونه ای مرسوم و صرفاً به جلو حرکت می کند اما مختصات یا جهت دیگری را نیز می پذیرد (برخلاف تئوری جدید که حامی حقیقت زمان است).

تئوری نسبیت خاصِ (Special relativity) اینشتین بیان می کند: افزایش یا کاهش سرعت زمان بسته به سرعت حرکت شما نسبت به《شی معین و ثابت》تغییر کرده و سریع تر یا کند تر می گردد؛ به عنوان نمونه چون فردِ درون سفینه ی فضایی با توجه به سرعت نور، حرکت کند تری را دارا می باشد، بنابراین بدیهی است که نسبت به فرد همتای خود در زمین سن کمتری را خواهد داشت؛ همچنین براساس نظریه ی نسبیت عام اینشتین [General relativity: این نظریه، گرانش را به عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی می کند] ، گرانش قادر به ایجاد خَمِش در زمان می باشد.

تصویر یک پارچه ی بعد چهارم، فضا_زمان نام دارد. هنگامیکه شیءِ جرم داری بر روی یک پایه قرار می گیرد، موجب انحنا یا خَمِش بُعد فضا_زمان گشته و در نتیجه ی انحراف بعد فضا_زمان، حرکت اجسام روی سطوح خمیده را به همراه خواهد داشت و این دقیقاً چیزی است که ما از آن به عنوان گرانش یاد می کنیم.

هردو نظریه ی نسبیت عام و خاص، بوسیله ی تکنولوژی ماهواره ای GPSدار عصر امروز که گاه شمارهای بسیار حساس و دقیقی را در بردارند، توجیه و اثبات می شود. گرانش نیز همانند ماهواره ها با افزایش سرعت در بالای کره ی زمین نسبت به ناظران روی آن، سبب کسب ۳۸ میکروثانیه بیش از حالت نرمال در یک روز شده و در نهایت موجب ایجاد اختلال در تعادلِ ساعاتِ معمولیِ شبانه روزی می گردد. (مهندسان از کالیبراسیون برای شرح این میزان اختلاف استفاده می نمایند.)

این اثر که تاخیر زمان نام دارد اساس کار فضانوردان می باشد؛ بدین معنا که فضانوردان، مسافران زمان هستند زیرا به کرات مشاهده شده چنین افرادی هنگام بازگشت به زمین، بسیار جوان تر از فرد همتا و مقیم خود در این مکان (زمین) به نظر می رسند.

نظریه ی از طریق کرم چاله ها

براساس گزارشات ناسا، قانون نسبیت عام نیز زمینه هایی را برای به عقب بازگرداندن زمان و سِیر کردن افراد در گذشته، فراهم می آورد. گرچه توجیه آن با معادلات و ازنظر فیزیکی سخت و دشوار گمارده می شود؛ اما یک احتمال وجود دارد تا بتوان با سرعت بیشتری نسبت به تندی نور حرکت کرد و آن هم در شرایط خلأ می باشد که قادر بوده با سرعت ۱۸۶,۲۸۲ مایل بر ثانیه (۲۹۹,۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه) گردش کند. شایان ذکر است که طبق اثبات معادلات اینشتین، حرکت اجسام در سرعت نور دارای دو خصلت مهم می گردد: ۱_ جرم بی نهایت ۲_ طول و ابعاد صفر.

پدید آمدن این دو اصل نام برده شده، از نظر فیزیکی امری غیر ممکن بوده اما به هر حال برخی دانشمندان، معادلات وی را به حضور عموم مردم رسانده و احتمال پیشامد آن را به آینده ای نه چندان دور تعمیم می دهند و می گویند که ممکن است چنین شرایطی، روزی تحقق یابند.

ایجاد کرم چاله ها در بین نقاط بعد فضا_زمان، از جمله دیگر فرضیاتی می باشد که ناسا برای پدیده ی سفر در زمان اظهار نمود؛ اما پس از بررسی دقیق معادلات اینشتین، آن فرضیه با شکست روبرو گردید و فقط برای مدت بسیار کوتاه و موقتی پاسخ گو بود. البته ناگفته باقی نماند که دانشمندان هنوز هم نتوانستند کرم چاله های حقیقی را بوجود آورند؛ چراکه برای ساخت و ایجاد آن ها، خواهان تکنولوژی فراتر و پیشرفته تری نسبت به ابزارِ در اختیار داشته ی امروز می باشند.

نظریه های متناوب درباره ی سفر در زمان

درحالیکه تئوری ها و معادلات اینشتین، رویداد سفر در زمان را با دشواری مواجه کرده ولی با این وجود برخی گروه ها، راه حل های جایگزین و مختلفی را برای ورود به آینده و بازگشت به گذشته ارائه داده اند.

سیلندر نامحدود

Frank_Tipler اخترشناس (گاهی اوقات به نام Tipler_Cylinder شناخته می شود)، مکانیزمی را پیشنهاد کرد. وی در این روش عقیده داشت، باید یک سیلندر بسیار بزرگ، چگال و طولانی که جرمی حدود ۱۰ برابر جرم خورشید را دارا می باشد، فراهم آورد. براساس گزارشات بنیاد علمی اندرسون، در وهله ی اول می بایست اقدام به چرخاندن آن سیلندر عظیم الجثه کنید، طوری که سرعت دورانش به کمتر از نیم میلیارد دور بر ثانیه برسد (!) حال پس از چرخاندن این سیلندر، فضاپیمای مجاور آن نیز _که به طور دقیق در اطراف سیلندر در حال گردش است_ قادر بوده تا خود را روی منحنی بسته ی زمان قرار دهد.

بدیهی است که مهیا ساختن چنین شرایطی، بعید به نظر می رسد. البته محدودیت ها و اشکالات دیگری نیز به این نظریه وارد است؛ به عنوان نمونه، سیلندر موجود باید دارای ابعاد بسیار بسیار بزرگ [به طول صدها کیلومتر] باشد تا بتواند ایفای نقش کند.

سیاه چاله ها

از جمله فرضیات احتمالی دیگر می توان به حرکت سریع سفینه، حول یک سیاه چاله ی واقعی و یا ساخت مصنوعی آن به منظور ایجاد یک ساختار دورانی بسیار بزرگ اشاره نمود. فیزیکدان برجسته،Stephen_Hawking، گزارشات روزمره ی خود را در سال ۲۰۱۰ این گونه بازنویسی کرد:

《افراد، بارها و بارها به پیرامون سیاه چاله ها می رفتند و تنها متوجه نیمی از زمان که به دور از آن ها می گذراندند، بودند و هیچ گونه حافظه ای از نزدیک شدن به سیاه چاله ها را یاد ندارند و به نوعی می توان گفت، سفینه و خدمه ی آن غرق در زمان می گشتند.》

تصور کنید! آن ها گمان می کردند که فقط ۵ سال از زمان خود را در اطراف سیاه چاله ها سپری کردند؛ حال آنکه این مدت در واقعیت به ۱۰ سال منتهی می شد. وی افزود:

《راهکار اصلی این مشکل، حرکت با سرعت نور است.》

فیزیکدان دیگری به نام Amos_Iron، در سازمان تکنولوژی اسرائیل، یکی دیگر از محدودیت های استفاده از این ماشین را بیان نمود:

《قبل از اینکه قادر به گردش سریع در اطرافش باشد، احتمال دارد که از هم فرو بپاشد.》

رشته ی کیهانی

از سایر نظریات بالقوه ی سفر در زمان می توان به رشته ی کیهانی _مجاری باریک انرژی_ که در سراسر جهان گسترش یافته اند، اشاره نمود. پیش بینی می شود این مناطق باریک که از کیهان اولیه ی خویش دور گشته اند، حاوی مقادیر ویژه و قابل توجهی از توده ها هستند؛ پس در نتیجه قادر به ایجاد انحراف یا خمش در بعد فضا_زمان نیز خواهند بود.

دانشمندان بر این باور استوارند که رشته های کیهانی یا به صورت خطی بی نهایت و یا گره ها و پیچ خوردگی های بی پایان می باشند. رویکرد این دو رشته با یکدیگر، سبب ایجاد انحراف شدید در بعد فضا_زمان گردیده و به علت پیکربندی خاص و ویژه اش، امکان سفر در زمان را از نظر تئوری فراهم می آورد.

ماشین های زمان

به طور کلی تصور می شود که سفر به گذشته و آینده، نیازمند تمهیدات و تجهیزات ویژه، مانند ماشین زمان باشد. ماشین زمان، اغلب قادر است که با باز نمودن پیچ خوردگی های بعد فضا_زمان، آن را تغییر داده و همینطور با تشکیل مجدد پیچ و تاب های ابتدایی، زمان را به حالت اولیه باز گرداند که از نظر فنی به عنوان منحنی بسته ی زمان شناخته می شود. پنداشته می شد، ماشین آلات زمان به اشکال عجیب و غریب از مواد و ماهیت آن ها یا به اصطلاح《تراکم انرژی منفی یا در جهت عکس》نیاز داشته باشند. این موضوعات شگرف، خصوصیات خارق العاده ای را دارا می باشند؛ از جمله، حرکت در خلاف جهت مواد درحالیکه از سمت دیگری به آن ها فشار وارد می شود. چنین پدیده ای می تواند در حوزه ی نظری روی دهد اما اگر واقعاً و در عمل صورت می گرفت تنها برای کمیت ها و مقادیر بسیار کوچک، در ساختار ماشین زمان قابل اجرا بود.

با تمام این تفاسیر، پژوهش های صورت گرفته درباره ی سفر در زمان حاکی از آن است که ماشین های زمان بدون وجود عناصر و مواد عجیب و غریب هم یافت می شوند؛ به عنوان مثال فرض می کنیم، این عمل را با یک جسم مادی و شبیه یک دونات گِرد که دارای حفره ی میانی است شروع می کنیم. بُعد فضا_زمان می تواند با استفاده از زمینه های گرانشی متمرکز به پیچ و تاب های بسته ی زمان، درون ناحیه ی خالیِ جسم دونات مانند منحرف شود، یعنی اگر مسافر قصد بازگشت به گذشته را داشته باشد، باید گرداگرد سطح درونی دونات دوران کند؛ طوری که به ازای هر بار چرخش، به گذشته ی دورتری بر می گردد. البته که این نظریه هم بی نقص نبوده و با موانعی در سر راه خود مواجه می شود؛ زیرا ایجاد چنین منحنیِ بسته ایِ زمان، مستلزم میدان گرانشی بسیار قوی و مدیریت دقیق آن می باشد.

پارادوکس اجدادی(!)

افزون بر دغدغه ها و محدودیت های فیزیک، سفر به برخی زمان های بسیار دور با شرایط منحصر به فردی همراه خواهد شد. اگر بخواهیم این موضوع را در غالب یک مثال کلاسیک بهتر تفهیم نماییم از عنوان پارادوکس پدر و مادری یا والدین استفاده می نماییم. مسافر زمان، به گذشته های دور باز گشته سپس والدین یا اجداد خویش _موضوع اصلی در فیلم《 Terminator》_ را به قتل رسانده و یا در سایر روابط خویشاوندی مداخلاتی انجام می دهد تا با این عمل از تولد خود در سال های آتی جلوگیری نماید که در نتیجه منجر به ایجاد تغییرات اساسی در زندگی جاودانه ی او می گردد.

فیزیکدانان عقیده دارند اگر روزی چنین امری تحقق یابد، آن گاه شما در جهان موازی به دنیا نخواهید آمد اما امکان دارد که در جهانی دیگر (ناشناخته) متولد شوید.

عده ای از دانشمندان با موارد ذکر شده ی فوق، مخالفت نموده و پدیده ی سفر در زمان را امری بعید و دور از ذهن می دانند و معتقدند، هیچ اهمیتی ندارد که شما کدامین روش را بر می گزینید.

Charles_lu، فیزیکدان تاریخ نجوم، از جمله کسانی بود که نظریه ی سریع تر از سرعت نور را به استهزاء و تمسخر کشید. او طی مصاحباتی که با سایت Live science داشت، بیان کرد:

《این نظریه به سادگی و براساس ریاضیات، میسر و کارآمد نیست.》

همچنین انسان ها نیز ممکن است قادر به مقاومت، هنگام رویارویی با سختی های سفر در زمان نباشند.

Jeff_Tollaksen، استاد فیزیک دانشگاه چپمن در سال ۲۰۱۲، گفت:

《حرکت با سرعتی نزدیک به تندی نور، تنها به میزان یک سانتریفیوژ انجام می گیرد اما همین هم شاید مرگ بار باشد.》

استفاده از نیروهای جاذبه نیز ممکن است کشنده باشند. برای تجربه ی آزمایشیِ تاخیر در زمان، می توان فرض نمود که فردی روی سیاره ی نوترون ایستاده و شما روی سیاره ی خود هستید، درحالیکه نیروهای وارد بر وی، ابتدا شما را نابود کرده و موجب از هم گسیختگی شما می گردد.

و در پایان، آیا بالاخره سفر در زمان مقدور می باشد؟

درحالیکه به نظر رسیده پدیده ی سفر در زمان، بوسیله ی علم فیزیکی که امروزه می خوانیم امری دست نیافتنی شمرده و تلقی می شود _حداقل بدین علت که انسان ها نمی توانند جان سالم به در ببرند_ اما باز هم به تازگی در این زمینه تغییراتی حاصل گردیده است. پیشرفت های روزمره ی نظریه ی کوآنتوم، راهکارهایی را درباره ی چگونگیِ غلبه بر ضد و نقیض های موضوع سفر در زمان ارائه می دهد.

سخن آخر: با تمام تفاسیری که هنوز هیچ راه قاطع و مطمئنی برای مسئله ی سفر در زمان کشف نشده، افراد مشتاق به این موضوع می توانند حداقل، سفر در زمان را از طریق فیلم ها و سریال های تلویزیونی و کتاب ها تجربه نمایند.