آیا سفر در زمان امکان پذیر است؟ + تصاویر

نسبیت خاص می گوید، سه بعد فضا و تک بعد زمان در هم تنیده شده اند و نمی توان آنها را جدا از هم در نظر گرفت. این ابعاد وجودی یکتا دارند به نام فضا‌زمان. بدون فکر کردن به حرکت در طول زمان، نمی توان به حرکت در طول فضا فکر کرد و بالعکس.

چپ و راست، بالا و پایین و جلو و عقب و گذشته و آینده همه به هم مربوطند. با این حال، عامل زمان کمی متفاوت به نظر می رسد. ما به عنوان انسان، آزادی کاملی در حرکت فضایی داریم اما از حرکت به سوی آینده نمی توان اجتناب کرد.

زمان فاکتوری تک سویه است و فضا دو سویه. از آنجایی که فضا و زمان با هم در ارتباطند، این پرسش پیش می آید که آیا سفر در زمان یا چیزی شبیه به آن امکان پذیر است و آیا اصلا چنین چیزی می شود؟

با تعجب بسیار باید بگوییم که بله. نمی توان از حرکت به سوی آینده اجتناب ورزید؛ اما می توان سرعت این حرکت را کنترل کرد. این موضوع نتیجه ی قانون دیگری از نسبیت خاص است. همه ساعت ها شبیه به هم کار نمی کنند. سرعت حرکت در فضا تعیین کننده ی سرعت حرکت در زمان است. به طور خلاصه، عقربه ی ساعت های متحرک دیرتر حرکت می کنند.

اگر بتوان موشکی ساخت که با شتاب ثابت گرانش زمین حرکت کند، می توان به مرکز کهکشان راه شیری با فاصله ی بیست هزار سال نوری رسید. نکته اینکه این سفر چندین دهه از زمان زندگی شما را در بر می گیرد. وقتی به زمین باز گردید، می توانید بازنشست شده و از مزایای بازنشستگی بهره مند شوید. البته اگر شرکت بیمه ی شما هنوز وجود داشته باشد، چون شما بر اساس ساعت موشکتان تنها چند دهه در سفر بوده اید اما در همین مدت حدود چهل هزار سال روی زمین پیموده شده است.

زمان نسبی است اما هنوز هم با هر سرعتی که حرکت کند، در یک مسیر مشخص و به سمت آینده حرکت می کند. اینکه می توان از آینده به گذشته رفت، پرسشی است که در حوزه ی نسبیت عام بررسی می شود. نسبیت عام زبانی ریاضیاتی است که ما نه تنها برای درک گرانش بلکه برای درک ارتباط فضا‌زمان و حرکت از آن بهره می بریم. در این حوزه این پرسش کمی تخصصی تر پرسیده می شود.

آیا ماده و انرژی، فاکتورهایی که فضا و زمان را در هم می تنند، می توانند به گونه ای تنظیم شوند تا چیزی به نام خم بسته ی زمانی وجود داشته باشد؟ در اینجا خم یعنی مسیر، زمانی یعنی شما نمی توانید با سرعتی بیشتر از سرعت نور خورشید حرکت کنید و بسته یعنی زمان چون دایره ای به دور مرکز خود می چرخد و به نقطه ی اول خود بازمی گردد؛ به عبارتی به گذشته ی خود.

حدود نیم دوجین پیکربندی فضازمانی وجود دارد که در آنها خم بسته ی زمانی یا سفر به گذشته ممکن است.

اگر عالم با شتاب در حال انبساط باشد ـ که هست ـ و البته در حال چرخش، هر وقت که دلمان بخواهد، می توانیم به گذشته سفر کنیم؛ اما عالم نمی چرخد و این راه حل در دنیای ما امکان پذیر نیست.

اما اگر ما می توانستیم استوانه ای نامحدود بسازیم که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حول محورش بچرخد، می توانست فضازمان را به سمت خود بکشد. و در نتیجه مسیرهایی دوار شکل داده و سفر به گذشته را ممکن سازد. اما متأسفانه ساخت اینچنین سیلندری امکان پذیر نیست.

کرم چاله ها چطور؟ کرم چاله یعنی میانبری میان دو موقعیت متفاوت و با فاصله ی بسیار در فضازمان.نفس کرم چاله ها نیازمند وجود جرم منفی است و جرم منفی وجود ندارد. در نتیجه هر بار که از نسبیت عام استفاده می کنیم تا سفر در زمان را امکان پذیر کنیم، طبیعت نقشه های ما را نقش بر آب می کند.

در واقع نسبیت عام به صورت نظری مشکلی با این سفر هیجان انگیز ندارد، ولی هر بار توسط طبیعت ضربه فنی می شود. گویی پای قسمت در میان است. انگار قانونی اساسی وجود دارد که مانع این کار می شود. اما نیست و این تناقضی است که سال های سال است ذهن دانشمندان بنیادی را به خود مشغول کرده است.

جریان اجتناب ناپذیر زمان از گذشته به آینده نشان دهنده ی قانون اساسی دیگری از طبیعت است؛ آنتروپی.

آنتروپی یعنی سیستم های بسته دائما به سمت بی نظمی بیشتر میل می کنند (تخم مرغی که شکست بسته نمی شود) آیا زمان به آنتروپی بسته است؟ شاید!