ترویج دانش برای دانشآموزان و دانشجویان کشور
سوار بر مرکب عقربه‌های ساعت
سفر در زمان افسانه است یا واقعیت؟ اگر بین سفر به آینده و گذشته فقط یک حق انتخاب داشتید، کدام را تجربه می‌کردید؟
نویسنده: فرناز کریمی
شاید رویای سفر در زمان به قدمت تخیل و بلندپروازی‌های بشر باشد. هر انسانی حداقل یک بار در زندگی خود به این موضوع فکر کرده است که صد سال، پانصد سال یا هزار سال قبل از من، دنیا چه شکلی بوده و حال و هوای فلان دوره‌ی تاریخی چقدر با امروز تفاوت داشته است. حتی شاید بارها خودمان را در دوره‌ی تاریخی مورد علاقه‌مان تصور کرده باشیم. مثلاً خیال کرده‌ایم که در دربار یکی از پادشاهان باستان حضور داریم و یا در بین مردم آن زمان قدم می‌زنیم و زندگی روزمره‌شان را تماشا می‌کنیم. از طرف دیگر، شاید پیش آمده که دویست سال یا حتی دو هزار سال بعد را در ذهنمان ترسیم کرده باشیم و دلمان خواسته بدانیم که آیا واقعا جهانِ آن زمان، شبیه تصورات ذهنی ما هست یا نه؟ گاهی دلمان می‌خواهد به آینده برویم تا ببینیم زندگی‌مان چه تغییری خواهد کرد؟ ببینیم چند سال بعد فرزندان ما و یا نوه‌هایمان کجا هستند و چه کار می‌کنند؟
اولین و شاید حتی آخرین راه‌حل برای تجسم عینی این‌گونه رویاها، سفر در زمان باشد. آیا این سفر از نظر علمی و یا منطقی امکان‌پذیر است؟ در واقع تا همین چند سال پیش، سفر در زمان به لحاظ علمی ناممکن به نظر می‌رسید و فقط در داستان‌ها و کتاب‌های تخیلی به آن پرداخته می‌شد. برای مثال دانشمند مشهوری مثل نیوتن معتقد بود که زمان در تمامی گستره‌ی جهان به شکل ثابت و یکسان در حال گذر است و هیچ‌چیز نمی‌تواند روی این جریان ثابت ازلی و ابدی تاثیری بگذارد. اما آیا واقعا باید رسیدن به این رویا را فراموش کرد، یا می‌توان به تحقق آن امیدی داشت؟ در این یادداشت سعی می‌کنیم تا اندازه‌ای به دنبال جواب این سوال‌ها باشیم.
راه‌های سفر در زمان
از حدود اوایل قرن بیستم و با ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت خاص و سپس نسبیت عام انیشتین، همه‌چیز به ناگهان عوض شد. از دیدگاه آلبرت انیشتین سفر در زمان از نظر تئوری امکان‌پذیر است. او گفته بود که اگر جسمی بتواند با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کند، در واقع توانسته است در زمان سفر کند. نظریه‌ی نسبیت نشان داد که جریان زمان برخلاف تصور نیوتن، در همه نقاط جهان ثابت و یکسان نیست، بلکه این جریان در بعضی قسمت‌های کیهان تندتر و در قسمت‌های دیگر، مثلاً در نزدیکی کهکشان‌‌ها و ستاره‌‌های پرجرم، کندتر و حتی متوقف می‌شود. این جریان حتی می‌تواند در نقاطی حالت گردابی یا حلقه‌ای پیدا کند.
یکی از راه‌های پیش‌بینی‌شده برای سفر در زمان «کرم‌چاله» است. کرم‌چاله‌ها تا کنون به صورت تجربی مشاهده نشده‌اند اما وجود آن‌ها به طور نظری پیش‌بینی شده و گفته شده که می‌توانند بین دو نقطه از فضا و زمان پیوند ایجاد کنند. وارد شدن به یک کرم‌چاله می‌تواند آغاز یک سفر هیجان‌انگیز در زمان باشد اما نکته این‌جاست که به دلیل جاذبه‌ی شدید درون کرم‌چاله، عملاً جسم ورودی به سرعت متلاشی می‌شود و پیش از آغاز سفر، از بین می‌رود. همینطور خود کرم‌چاله هم بسیار ناپایدار است و بلافاصله بعد از به وجود آمدن از بین می‌رود. در حقیقت کوچک‌ترین ذراتی همچون فوتون نیز در صورت عبور، می‌توانند کرم‌چاله را به شدت ناپایدار کنند. اما شاید روزی با کشف روش‌های پیشرفته، هم بتوان پایداری یک کرم‌چاله را بیشتر کرد و هم بتوان در برابر جاذبه‌ی بسیار زیاد درون آن مقاومت کرد تا این راه‌حل برای سفر در زمان عملی شود.
به‌منظور درک بهتر مفهوم کرم‌چاله، صفحه‌ای کاغذی را در نظر بگیرید که دو نقطه از آن علامت‌گذاری شده باشند. هریک از این نقاط، دو محل متفاوت از فضا-زمان را نشان می‌دهند. در ابتدا به نظر می‌رسد کوتاه‌ترین مسیر برای اتصال دو نقطه از این کاغذ، مسیر طی شده روی کاغذ باشد. اما با تا کردن کاغذ و سوراخ کردن آن توسط یک میله می‌توان دید که مسیری کوتاه‌تر نیز وجود دارد که الزاماً روی کاغذ قرار ندارد.
در شکل بالا دو مسیر ممکن به‌منظور طی کردن مسیر بین دو نقطه نشان داده شده‌اند. حال فرض کنید این صفحه همان صفحه‌ی فضا-زمان باشد. از این رو ممکن است یکی از این نقاط روی زمین و نقطه دوم در کهکشان دیگری قرار داشته باشد. در نتیجه شما می‌توانید با وارد شدن به دروازه‌ی روی زمین، فضا-زمان را میانبر زده و به کهکشانی دیگر و یا به زمانی دیگر سفر کنید.
تناقضات
یکی از بزرگ‌ترین مسائلی که امکان سفر در زمان را به طور جدی به چالش می‌کشد «پارادوکس پدربزرگ» است. طبق این تناقض اگر شما بر فرض موفق شدید به گذشته سفر کنید و در آن‌جا پدربزرگ خود را ببینید و به طور مثال او را از بین ببرید، عملا موجودیت شما زیر سوال می‌رود. و یا مثلاً اگر مانع ازدواج پدر و مادر خود شوید، در این صورت باز هم شما نمی‌توانید متولد شده باشید تا روزی در زمان سفر کنید! به نظر شما آیا شما اصلا می‌توانید مانع ازدواج پدر و مادر خود شوید؟ برای مثال فرض کنید اگر کسی به گذشته می‌رفت و به طریقی از ازدواج پدر و مادر «آدولف هیتلر» رهبر خون‌خوار نازی‌ها جلوگیری می‌کرد، با این کار جان میلیون‌ها انسان نجات داده می‌شد! راستی اگر شما می‌توانستید به گذشته سفر کنید، چه کارهایی انجام می‌دادید؟!
یک تناقض دیگر که شاید قبل از این تناقض به ذهن برسد آن است که اصلا شما چگونه می‌توانید به زمانی بروید و در آن حضور داشته باشید که در آن زمان متولد نشده بودید؟ همه‌ی این‌ها سوالاتی است که باید برای حل مسئله‌ی امکان‌پذیربودن سفر در زمان، به آن‌ها پاسخ داده شود.
به عنوان یک تناقض دیگر، مثلاً تصور کنید که شما دوچرخه‌ی خود را در کنار یک مغازه پارک می‌کنید اما فراموشتان می‌شود که آن را به جایی قفل کنید. خرید خود را انجام می‌دهید و وقتی برمی‌گردید، می‌بینید که دوچرخه شما به سرقت رفته است. آنگاه ماشین زمان خود را روشن می‌کنید که به چند دقیقه قبل برگردید تا این‌بار دوچرخه خود را قفل کنید و از دزدیده‌شدن آن جلوگیری کنید. اما با برگشتن به آن زمان، احتمال دارد که شما دوباره تبدیل به همان آدم فراموش‌کار چند دقیقه قبل شوید و مجدداً از یاد ببرید دوچرخه را قفل کنید. پس دوچرخه باز هم دزدیده می‌شود و دوباره فکر استفاده از ماشین زمان به ذهن شما خطور می‌کند. در این صورت شما در یک تله‌ی زمانی گیر می‌افتید و این خود یکی از مشکلاتی است که درباره امکان‌پذیربودن سفر در زمان وجود دارد.
یک سوال دیگر که توسط «استفن هاوکینگ» فیزیک‌دان برجسته قرن اخیر مطرح شد و ما را در مورد ممکن‌بودن سفر در زمان دچار تردید می‌کند این است که اگر سفر در زمان عملی است پس چرا تا به حال کسی از زمان آینده به زمان حال سفر نکرده و خودش را به عنوان مسافر زمان به ما معرفی نکرده است؟ چرا تا کنون با چنین شخصی مواجه نشده‌ایم؟ شاید این‌جا یک سوال دیگر به وجود بیاید که اگر شخصی از آینده به زمان ما بیاید، اصلا می‌تواند به ما بگوید؟ از کجا معلوم؟ شاید تا به حال کسی از آینده به زمان حال آمده باشد اما قوانین فیزیک این اجازه را به او نمی‌دهند که به ما چیزی در این باره بگوید.
پاسخ به تناقضات
طبق تحقیقات جدید توسط «ژرمن توبر»، پاسخی به تناقض اول یعنی همان «پارادوکس پدربزرگ» داده شده است که باید دید چقدر با واقعیت هم‌خوانی دارد. او می‌گوید:
«از دیدگاه دینامیک کلاسیک اگر شما از وضعیت یک سیستم در زمان مشخصی اطلاع داشته باشید، به تاریخچه سیستم دست پیدا می‌کنید. با این حال نظریه نسبیت عام انیشتین حلقه‌های زمانی یا سفر در زمان، جایی که رویداد می‌تواند در گذشته و آینده رخ دهد را پیش‌بینی می‌کند.»
محاسبات این فیزیک‌دان نشان می‌دهد فضا-زمان می‌تواند خود را به گونه‌ای سازگار کند تا از پارادوکس جلوگیری کند. به عنوان مثال تصور کنید فردی به گذشته سفر می‌کند تا از شیوع یک بیماری جلوگیری کند. در صورتی که این ماموریت با موفقیت انجام شود دیگر بیماری‌ای برای شکست دادن در گذشته وجود ندارد و این تناقض است. پژوهش این فیزیک‌دان که در ژورنال Classical and Quantum Gravity به چاپ رسیده، به این موضوع اشاره می‌کند که اگر شما سعی کردید به طریقی از شیوع این بیماری جلوگیری کنید، آنگاه آن بیماری از روش‌های متفاوت دیگری شیوع پیدا می‌کند و همین امر می‌تواند از پارادوکس جلوگیری کند و مسافر زمان هرکاری که انجام دهد، نمی‌تواند جلوی این بیماری را بگیرد. در مثال پدربزرگ، شما هر کاری بکنید نمی‌توانید باعث از بین رفتن پدربزرگ خود شوید و یا نگذارید پدر و مادرتان با هم ازدواج کنند. چرا که هرقدر تلاش کنید، قوانین فیزیک به گونه‌ای عمل می‌کنند که شما نتوانید نهایتاً هیچ‌کدام از آن‌ها را انجام دهید. این نظر «ژورمن توبر» است.
در شماره‌ی بعدی نیم‌خط قصد داریم تا اندکی بیشتر به مقوله سفر در زمان بپردازیم و همینطور رمان‌ها و فیلم‌هایی که در این زمینه موجود هستند را بررسی کنیم تا با دیدگاه‌های مختلفی که در آن‌ها مطرح شده‌اند، آشنا شویم.
مطلبی دیگر از این انتشارات
جزیرۀ اژدهاهای چشم‌سبز
مطلبی دیگر از این انتشارات
سرخی یک پرش
مطلبی دیگر از این انتشارات
پرونده یادگیری ماشین برای نوجوانان، قسمت اول