سفر به آینده آری، سفر به گذشته چالش برانگیز!!!
یکی از جالبترین افکار بشر ، ایده جابجایی در بعد زمان است. البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را می‌خوانید، زمان در حول و حوش و به پیش می‌رود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل می‌شود. نشانه‌اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ می‌شویم و می‌میریم. پس زمان در جریان است. آلبرت انیشتن با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگر شیئ به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت می گیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برمی‌گردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک شود جرم نسبی آن به بینهایت میل می‌کند؛ لذا نمی‌شود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یک روز این مشکل هم حل شود. طبق نظریه نسبیت عام، ساعتی که در یک میدان گرانشی قوی تر قرار دارد، کندتر از ساعتی کار می کند که در میدان گرانشی ضعیف تر قرار دارد.
اینشتین نشان داد که اگر جسمی دارای یک میدان جاذبه بزرگ باشد و نور از کنار آن عبور کند دچار انحراف از مسیر مستقیم خود می شود. آلبرت انیشتین می‌گفت که میدان گرانشی شعاعهای نور را منحرف می‌کند،
در عصر حاضر سفر به آینده از دید بسیاری از دانشمندان امری امکان پذیر است.
نظریه‌های هاوکینگ به عنوان یکی از بزرگترین نظریه پردازان جهان در خصوص تحقق سفر در زمان را با هم مرور می کنیم و سپس با دیدی چالشی تر با این قضیه برخورد می کنیم.
استفان هاوکینگ فیزیکدان مشهور انگلیسی که به تازگی در نشریات و برنامه‌های تلویزیونی در رابطه با عجایب علم فیزیک و سفر در زمان اظهار نظرهای قابل توجهی ارائه می‌کند به تازگی در قالب مقاله‌ای به بررسی شیوه‌های ممکن برای سفر در زمان پرداخته است که بخشی از آن در نشریه ان‌بی‌سی به این شکل منتشر شده است:
بعد چهارم
نظریه اول هاوکینگ بر این اساس مطرح شده است که باید زمان را در قالب یک بعد، مانند طول، عرض و یا ارتفاع در نظر گرفت. وی در مثالی می‌گوید: “در هنگام رانندگی به سوی جلو حرکت می‌کنید، این یک جهت است، به سمت راست یا چپ دور می‌زنید، این جهتی دیگر است، جهت سوم زمانی است که بر روی یک جاده کوهستانی حرکت می‌کنید و بعد چهارم در چنین سفری زمان است.”
هاوکینگ می گوید: “فیلم‌هایی با مضمون سفر در زمان معمولا ماشین‌های عظیم و پر مصرفی را نشان می‌دهند که مسیری را در میان بعد چهارم گشوده و تونلی را در دل زمان باز می‌کند. مسافر زمان نیز خود را برای تجربه‌ای ناشناخته آماده کرده و وارد این تونل شده و آنگاه در ناکجاآبادی ظاهر می‌شود. شاید مفهوم کلی چنین شیوه ای کاملا بعید و کاملا متفاوت از واقعیت به نظر آید اما ایده کلی آن چندان غیر عقلانی نیست.
“در واقع قوانین فیزیک با ایده سفر در زمان از طریق درگاه هایی به نام “کرم چاله” انطباق دارند. این درگاه‌ها در اطراف ما پراکنده‌اند تنها به دلیل کوچک بودن امکان مشاهده آنها وجود ندارد. این حفره‌ها در گوشه‌های پنهان فضا و زمان خود را نمایان می‌کنند. هیچ چیز مسطح و جامد نیست، در صورتی که از فاصله‌ای بسیار نزدیک به هر جسمی نگاه کنید حفره‌ها و چین خوردگی‌هایی را می‌توان در آن مشاهده کرد. این یکی از اصول بنیادین فیزیک است که شامل حال زمان هم می‌شود.”
فوم کوانتومی و حفره های “کرم چاله“
در بخشی دیگر از این مقاله آمده است: “در کوچکترین مقیاس ممکن، حتی در ابعادی کوچکتر از مولکول‌ها و اتم‌ها، به موقعیتی دست خواهیم یافت که فوم کوانتومی نام دارد. این جایی است که “کرم‌چاله”ها در آن قرار دارند. تونل‌های‌ریزی در میان زمان و فضا به صورت دائم در حال شکل گرفتن، ناپدید شدن و تغییر شکل دادن در این جهان کوانتومی هستند. حفره‌هایی که در واقع دو موقعیت و زمان جدا از هم را به یکدیگر اتصال می‌دهند.”
“متاسفانه این حفره ها به اندازه‌ای کوچک هستند که امکان عبور انسان از میان آن وجود ندارد اما برخی از دانشمندان معتقدند شاید امکان دستیابی به یک کرم‌چاله و راهی برای بزرگ کردن آن به اندازه‌ای که برای عبور انسانها یا فضاپیماها کافی است وجود داشته باشد.”
“از نظر تئوری تونل زمان یا یک کرم چاله به جز کمک به سفر به دیگر سیارات می‌تواند فواید دیگری نیز در بر داشته باشد. در صورتی که دو سر این تونل در جایی یکسان قرار داشت که میان آنها زمان و نه فاصله فیزیکی جدایی ایجاد کرده بود، یک فضاپیما می توانست در گذشته و در فاصله ای نزدیک به زمین در آن رفت و آمد داشته باشد. در این صورت شاید دایناسورها می‌توانستند شاهد فرود این فضاپیما در جایی از زمان باشند.”
” در نهایت شاید دانشمندان تنها سفر به آینده را پدیده‌ای عملی بیابند زیرا قوانین طبیعت سفر به گذشته را غیر ممکن ساخته است از این رو است که رابطه علت و معلولی پا برجا است. برای مثال اگر می توانستید در زمان سفر کرده و به گذشته بازگردید و با انجام کاری از تولد خود در گذشته جلوگیری کنید، چگونه می توانستید در آینده حضور داشته باشید و در زمان سفر کنید؟”
رودی جاری به نام زمان
هاوکینگ بر این باور است بازخورد تابشی می تواند هر کرم چاله ای که دانشمندان تلاش دارند آن را برای قابل استفاده شدن بزرگتر سازند را نابود کرده و آنها را برای سفر واقعی بی‌مصرف کند. راه دیگر پیشنهادی وی از این قرار است:
” زمان مانند یک رود در جریان است و اینگونه به نظر می رسد هر کدام از ما در میان این جریان در حرکتیم، اما از دیدگاهی دیگر می توان گفت زمان در مکانهای مختلف سرعت جریان متفاوتی دارد و این کلید اصلی سفر به آینده است. اینشتین برای اولین بار این ایده را که مکان‌هایی وجود دارند که در آنها سرعت زمان کاهش یا افزایش پیدا می‌کند، در حدود صد سال پیش مطرح کرد، وی کاملا درست فکر می‌کرده است. اثبات آن نیز در سیستم ردیابی ماهواره ای زمین یا GPS است که آشکار می کند زمان در فضا از سرعت بالاتری برخوردار است و می توان از این اصل برای سفر به آینده استفاده کرد.”
سیاهچاله ها و سفر با سرعت نور
هاوکینگ کلید اصلی سفر در زمان را سیاهچاله‌ها می داند. اجرامی به شدت جرمگین که حتی نور نیز نمی‌تواند از دام گرانشی آنها بگریزد.
وی می گوید: “سیاهچاله تاثیر قابل توجهی بر روی زمان دارد و می‌تواند سرعت آن را بیشتر از هر چیز دیگری در کهکشان کاهش دهد. این همان ویژگی است که سیاهچاله‌ها را به ماشین‌های واقعی زمان تبدیل می‌کند. بر این اساس می‌توان تصور کرد که فضاپیمایی در مرکز کهکشان راه شیری در اطراف سیاهچاله ای بزرگ در فاصله ای برابر ۲۶ هزار سال نوری در گردش باشد. از زمین این فضاپیما در هر ۱۶ دقیقه یک دور را کامل خواهد کرد. اما برای سرنشینان این فضاپیما زمان به کندی در حرکت بوده و برای هر ۱۶ دقیقه ای که بر روی زمین سپری می شود، این افراد تنها ۸ دقیقه از زندگی خود را پشت سر می گذارند. به این شکل ۱۰ سال زمینی سفر در این فضاپیما برای آنها در واقع ۵ سال خواهد بود.
این سناریو با اصل سفر در میان کرم چاله ها در تناقض نیست اما ایده ای کاملا غیر عملی است. اما از نظر هاوکینگ احتمالات عملی دیگری نیز وجود دارد: سفر با سرعت بسیار بالا.
وی می‌گوید: “این امکان به یکی دیگر از حقایق جهان هستی بستگی دارد. محدودیت سرعت کیهانی که برابر ۲۹۹ هزار و ۳۳۷ کیلومتر بر ثانیه است یعنی سرعت نور. هیچ چیز توانایی شکستن این رکورد را ندارد و این محدودیت یکی از بهترین اصول به اثبات رسیده علمی است. اما چه باور داشته باشید چه نداشته باشید، سفر در سرعتی نزدیک به سرعت نور می‌تواند شما را به آینده ببرد. زیرا سفر در این سرعت به معنی ۷ بار چرخش کامل مدار زمین در ثانیه است. در این لحظه است که واقعه‌ای غیر عادی رخ داده و سرعت زمان برای مسافران این سفر سریع السیر نسبت به زمان بقیه جهان به شدت کاهش پیدا کرده و در واقع همه چیز برای این مسافران به کندی سپری خواهد شد.”
مقابله با سرعت نور
“این رویداد باید به منظور محافظت از محدودیت سرعت کیهانی رخ دهد. تصور کنید کودکی در حال دویدن بر روی فضاپیمایی است که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حرکت است آیا این کودک با حرکت رو به جلوی خود به سادگی در حال شکستن محدودیت سرعت کیهانی نیست؟ پاسخ این سوال “نه” است زیرا قوانین طبیعت با آرام کردن سرعت مسافران این سفر از شکسته شدن قانون محدودیت سرعت جلوگیری خواهد کرد و به این شکل این کودک قادر نخواهد بود به اندازه‌ای سریع بدود تا بتواند محدودیت سرعت کیهانی را بشکند. زمان همیشه برای محافظت از محدودیت سرعت سرعت خود را کاهش خواهد داد.”
هاوکینگ می گوید: “این ماهیت چگونگی ممکن بودن سفر به آینده است. تصور کنید فضاپیما ایستگاه خود را در اول ژانویه ۲۰۵۰ میلادی ترک کند و به مدت ۱۰ سال در مدار زمین به حرکت سریع خود ادامه دهد و سرانجام در اول ژانویه سال ۲۱۵۰ متوقف شود. در این مدت زمانی مسافران این فضاپیما تنها یک هفته سفر کرده اند زیرا زمان درون فضاپیما به شدت به کندی سپری شده است و تصور کنید زمان بازگشت به زمین با چه جهان متفاوتی مواجه خواهند شد، در واقع در عرض یک هفته این افراد به ۱۰۰ سال بعد سفر کرده‌اند.”
“در حال حاضر سریعترین جنبش‌ها در تونل بزرگ شتاب‌دهنده ذره‌ای سرن صورت می‌گیرد. زمانی که این شتاب‌دهنده آغاز به کار می‌کند شتاب در کسری از ثانیه از صفر به ۹۶ هزار و ۵۶۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد و با افزایش نیرو سرعت ذرات نیز افزایش پیدا خواهد کرد تا زمانی که ذرات ۱۱ هزار بار در ثانیه مسیر تونل را طی کرده و باز می گردند، سرعتی که نزدیک به سرعت نور است. در واقع این ذرات می‌توانند به ۹۹.۹۹ درصد از سرعت نور دست پیدا کنند که در این صورت سفر در زمان را آغاز خواهند کرد. ما این واقعیت را با کمک ذرات عجیبی به نام “پیمسون‌ها” دریافته ایم زیرا طول عمر این ذرات به شدت کوتاه و در حدود ۲۵ بیلیونیوم از ثانیه است اما زمانی که شتاب و سرعت آنها به این حد دست پیدا می کند، طول عمر آنها نیز ۳۰ بار بیشتر می‌شود.
” برای اعمال چنین شتاب و سرعتی برای انسان باید در فضا بود. این در حالی است که سریعترین سفر فضایی انسانها سفر آپولو ۱۰ با سرعت ۴۰ هزار و ۲۳۳ کیلومتر بر ساعت بوده است. برای سفر به زمان باید با سرعتی ۱۰ برابر این سرعت در فضا حرکت کرد و برای عملی شدن آن به فضاپیمایی بسیار بزرگتر نیاز خواهد بود تا بتوان با کمک آن مقادیر زیادی سوخت برای تامین انرژی مورد نیاز چنین سرعتی حمل شود. ما در تئوری تنها می‌توانیم در طول عمر خود یکبار به سفری بسیار دوردست برویم، سفری کوتاه به مرز کهکشان راه شیری به تنهایی به ۸۰ سال زمان نیاز خواهد داشت.”
داستان اصحاب کهف دارای نکات بسیار زیبا و عجیبی می باشد. افرادی با بودن در مکانی خاص، زمان برای آنها به گونه دیگر گذشته است. برای افرادی که خارج از این محیط قرار داشته اند ۳۰۹ سال قمری و برای افرادی که در درون غار بوده اند تنها یک روز گذشته است و یک چنین چیزی از نظر علمی با در نظر گرفتن امکان تغییر گرانش آن محیط به دلایلی خاص و در نتیجه تغییر گذر زمان برای کسانی که در درون غار بوده اند، کاملا قابل قبول می باشد. همانطور که در بخش نسبیت عام مطرح شد نور به هنگام عبوراز کنار یک میدان گرانشی بالا منحرف و خمیده می شود به این معنی که مسیرش تغییر می کند. اما نکته بسیار جالب آن است که در آیه هفدهم از سوره کهف، به زیبایی تغییر مسیر حرکت نور خورشید به هنگام عبور از کنار غار اصحاب کهف، بیان شده است.
و (نور) خورشید را هنگامی که طلوع کند می بینی که از مقابل غارشان به سمت راست میل می کند و هنگامی که غروب می کند (نورش را) از سمت چب آنان می برد و متمایل می شود و آنها در فضای وسیعی از آن غارند. این از نشانه ها و معجزات خداوند است. (کهف/۱۷)
لازم به ذکر است این میدان گرانشی بالا در غار، تنها در کسری از ثانیه وجود داشته است که به همین دلیل تنها بر پرتو نور که دارای سرعت بسیار زیاد می باشد تاثیر گذاشته است. و لحظه اعمال این نیروی گرانشی بالا در زمان طلوع خورشید و در طی زمان بسیار ناچیز(لحظه رفتن به آینده) بوده است و همچنین بعد از گذشت ۳۰۹ سال برای سایر افراد دقیقا در غروب چنان روزی ، زمان حضور دوباره آنها در غار بوده است. و تغییر در شرایط غار به هنگام غروب خورشید، باعث تغییر مسیر نور شده است.
لازم به ذکر است که: سرعت گریز، حداقل سرعت ممکن برای یک جسم می‌باشد تا بتواند از میدان گرانشی جسمی دیگر فرار کند. آنچه از آیه مشخص است این است که غار در آن مقطع زمانی خاص دارای شرایط خاصی بوده است. همچنین از آیات زیر مشخص می شود که گذر زمان برای اصحاب کهف با افرادی که خارج از غار بوده اند متفاوت بوده است. و این به خوبی نشان می دهد که اینگونه نبوده که آنها هم مانند سایر افراد ۳۰۹ سال بر آنها گذشته و در طی این زمان آنها در خواب بوده اند، (مشکل تعذیه در این مدت) بلکه واقعا آنها تنها یک روز در آن غار به خواب رفته بودند و به علت قرار گرفتن در یک میدان گرانشی بالا، گذر زمان بر آنها کندتر گذشته و بعد از یک روز (معادل ۳۰۹ سال برای افرادی که خارج از غار بوده اند) که از خواب بیدار می شوند، احساس گرسنگی کرده و از میان خودشان، فردی را برای تهیه غذا انتخاب می کنند. البته لازم به ذکر است که بیان تغییر میدان گرانشی در غار، تنها یک مثال می باشد و ممکن است این تغییر در محیط غار، ناشی از عامل دیگری باشد که هم باعث تغییر در گذر زمان و هم تغییر مسیر نور خورشید در هنگام عبور از کنار غار گردد.
“آموس اوری” دانشمند اسرائیلی بطور علمی نشان داد که امکان سفر در زمان وجود دارد. اکنون دانش نظری لازم وجود دارند که تاکید شود ساخت ماشین زمان بطور نظری ممکن است. ساختار ریاضی این کشف، در آخرین شماره مجله علمی “تفسیر فیزیک” منتشر شد. آموس اوری پروفسور دانشگاه تکنولوژی اسرائیل، به کمک مدلی ریاضی امکان سفر در زمان را ثابت کرد. نتیجه گیری اصلی اوری چنین است که “برای ساخت ماشین زمان که مناسب چنین سفری باشد، نیاز به نیروی گرانشی عظیمی است”. این دانشمند در طرح خود از نتیجه تحقیقات “کورت گدل” در سال ۱۹۴۹ استفاده می کند که طبق آن نظریه نسبیت وجود مدل های مختلف فضا و زمان را مفروض دارد.
طبق محاسبات اوری، در صورتی که به ساختار کج (دارای انحراف) فضا-زمان شکل حلقه و یا قیف داده شود، امکان سفر به گذشته بدست می آید. در عین حال در هر دور جدید از این ساختار متمرکز، انسان بیشتر وارد عمق زمان می شود.
در نظریه‌ی اینشتین هیچ‌چیز جلودار سفر به گذشته نیست اما این فرض، که با فشار دکمه‌ای به دیروز برویم، مشخصاً موجب نقض قانون علیّت، یا همان قانون علت و معلول، می‌شود. رویدادی در عالم ما رخ می‌دهد و در سلسله‌ای یک‌طرفه و بی‌پایان از رویدادها موجب رویدادی دیگر می‌شود. در هر مثال، علت پیش از معلول (نتیجه) رخ می‌دهد. فقط سعی کنید واقعیت متفاوتی را تصور کنید؛ مثل این‌که قربانی قتلی پیش از آن‌که به او شلیک شود بر اثر «جراحات وارده» بمیرد! این مثال ناقض واقعیتی است که برای ما آشناست؛ به همین سبب، بسیاری از دانشمندان سفر به گذشته را ناممکن می‌دانند.
بطور خلاصه
۱- براساس نظریه ریسمان ها، جهان ما پوسته اى ۴ بعدى است که در یک فضا- زمان ۱۰ بعدى شناور است.
۲- درصورت انحناى شدید ابعاد فراسوى جهان ما، هر ذره اى که قادر به خروج از ابعاد چهارگانه این جهان باشد، مى تواند با میان بر زدن از میان بعد پنجم، حتى از نور هم پیشى بگیرد.
۳- حرکت سریع تر از نور، از دید برخى از ناظرهاى این جهان، به معناى سفر در زمان و بازگشت به گذشته است.
۴- گراویتون ها و نوترینوهاى خنثى ذراتى هستند که امکان خروج از جهان ما را دارند. بنابراین این ذرات قادرند در زمان سفر کنند.
۵- بدین ترتیب طى چند دهه آینده و با کمک نوترینوهاى خنثى قادر خواهیم بود ایده سفر در زمان را به طور تجربى بیازماییم.
