سفر در زمان می‌تواند امکان‌پذیر باشد

منتشر شده در thenextweb به تاریخ ۲۸ آوریل ۲۰۲۲
لینک منبع Time travel could be possible, but only if parallel timelines can coexist

آیا تا به حال اشتباهی مرتکب شده‌اید که آرزو کنید بتوانید آن را بازگردانید؟ اصلاح اشتباهات گذشته یکی از دلایلی است که ما مفهوم سفر در زمان را بسیار جذاب می‌یابیم. همان‌طور که اغلب در داستان‌های علمی‌تخیلی به تصویر کشیده می‌شود، با یک ماشین زمان، هیچ چیز دیگر دائمی نیست - شما همیشه می‌توانید برگردید و آن را تغییر دهید. اما آیا سفر در زمان واقعا در دنیای ما ممکن است، یا فقط داستان علمی‌تخیلی است؟

درک مدرن ما از زمان و علیت از نسبیت عام ناشی می‌شود. نظریه فیزیک‌دان نظری آلبرت انیشتین، فضا و زمان را در یک موجودیت واحد - "فضا زمان" - ترکیب می‌کند و توضیح بسیار پیچیده‌ای از نحوه عملکرد هر دو ارائه می‌دهد، در سطحی که با هیچ نظریه تثبیت‌شده دیگری قابل مقایسه نیست. این نظریه بیش از ۱۰۰ سال است که وجود دارد و به طور تجربی با دقت بسیار بالایی تایید شده‌است، بنابراین فیزیک‌دانان تقریبا مطمئن هستند که توصیف دقیقی از ساختار علی جهان ما فراهم می‌کند.

برای دهه‌ها، فیزیک‌دانان تلاش کرده‌اند تا از نسبیت عام استفاده کنند تا بفهمند که آیا سفر در زمان ممکن است یا نه. به نظر می‌رسد که می‌توانید معادلاتی را بنویسید که سفر در زمان را توصیف می‌کنند و کاملاً با نسبیت سازگار و هماهنگ هستند. اما فیزیک ریاضی نیست و معادلات اگر با چیزی در واقعیت مطابقت نداشته باشند بی‌معنی هستند.

استدلال‌هایی علیه سفر به زمان

دو مساله اصلی وجود دارد که باعث می‌شود ما فکر کنیم این معادلات ممکن است غیرواقعی باشند. اولین مسئله یک موضوع عملی است: به نظر می‌رسد ساخت ماشین زمان به ماده عجیب و غریب نیاز دارد که ماده‌ای با انرژی منفی است. همه چیزهایی که در زندگی روزمره خود می‌بینیم دارای انرژی مثبت هستند - ماده با انرژی منفی چیزی نیست که بتوان آن را به‌سادگی در اطراف آن پیدا کرد. از مکانیک کوانتومی می‌دانیم که این ماده می‌تواند به صورت نظری ایجاد شود، اما در مقادیر بسیار کم و برای زمان‌های بسیار کوتاه.

با این حال، هیچ مدرکی مبنی بر غیرممکن بودن ایجاد ماده عجیب و غریب در مقادیر کافی وجود ندارد. علاوه بر این، معادلات دیگری نیز ممکن است کشف شوند که به آن‌ها این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به مواد عجیب و غریب، زمان را طی کنند. بنابراین، این مساله ممکن است تنها محدود کننده فن‌آوری فعلی ما یا درک مکانیک کوانتومی باشد.

موضوع اصلی دیگر کمتر عملی است، اما مهم‌تر است: این مشاهده است که به نظر می‌رسد سفر در زمان با منطق در تضاد است، به شکل پارادوکس‌های سفر در زمان. انواع مختلفی از این پارادوکس‌ها وجود دارند، اما مشکل‌سازترین آن‌ها پارادوکس‌های سازگاری هستند.

یک استعاره محبوب در داستان‌های علمی‌تخیلی، پارادوکس‌های سازگاری زمانی اتفاق می‌افتند که یک رویداد خاص وجود داشته باشد که منجر به تغییر گذشته شود، اما خود تغییر مانع از وقوع این رویداد در مکان اول می‌شود.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که من وارد ماشین زمان خود می‌شوم، از آن برای بازگشت به زمان پنج دقیقه استفاده می‌کنم و به محض این‌که به گذشته رسیدم، ماشین را نابود می‌کنم. حالا که ماشین زمان را نابود کردم، برای من غیرممکن است که پنج دقیقه بعد از آن استفاده کنم.

اما اگر نتوانم از ماشین زمان استفاده کنم، نمی‌توانم به زمان قبل برگردم و آن را نابود کنم. بنابراین، نابود نمی‌شود، پس می‌توانم به زمان برگردم و آن را نابود کنم. به عبارت دیگر، ماشین زمان نابود می‌شود اگر و فقط اگر نابود نشود. از آنجا که این سناریو نمی‌تواند به طور همزمان هم تخریب شود و هم تخریب نشود، این سناریو متناقض و دارای پارادوکس است.

حذف تناقضات

یک تصور غلط رایج در داستان‌های علمی تخیلی وجود دارد که می‌توان پارادوکس‌ها را "ایجاد کرد". معمولا به مسافران زمان هشدار داده می‌شود که تغییرات مهمی در گذشته ایجاد نکنند و از ملاقات با گذشته خود به این دلیل دقیق خودداری کنند. نمونه‌هایی از این مورد را می‌توان در بسیاری از فیلم‌های سفر در زمان، مانند سه‌گانه بازگشت به آینده، یافت.

اما در فیزیک، پارادوکس رویدادی نیست که واقعا بتواند اتفاق بیفتد - این یک مفهوم صرفا نظری است که به تناقض در خود نظریه اشاره می‌کند. به عبارت دیگر، پارادوکس‌های سازگاری صرفاً به این معنی نیست که سفر در زمان یک تلاش خطرناک است، بلکه به این معناست که به سادگی امکان‌پذیر نیست.

این یکی از انگیزه‌های فیزیک‌دان نظری استیون هاوکینگ بود تا حدس حفاظتی خود را در زمان‌شناسی فرموله کند، که می‌گوید سفر در زمان باید غیرممکن باشد. با این حال، این حدس تا کنون اثبات نشده است. علاوه بر این، جهان یک مکان بسیار جالب‌تر خواهد بود اگر به جای حذف سفر زمانی به دلیل پارادوکس‌ها، ما به‌سادگی بتوانیم خود پارادوکس‌ها را حذف کنیم.

یکی از تلاش‌ها برای حل پارادوکس‌های سفر در زمان، حدس خودسازگاری فیزیک‌دان نظری ایگور دیمیتریویچ نوویکوف است که اساساً بیان می‌کند که می‌توانید به گذشته سفر کنید، اما نمی‌توانید آن را تغییر دهید.

به گفته نوویکوف، اگر در پنج دقیقه گذشته سعی می‌کردم ماشین زمان خود را نابود کنم، متوجه می‌شدم که انجام این کار غیرممکن است. قوانین فیزیک به نحوی برای حفظ ثبات توطئه می‌کنند.

معرفی چندین تاریخچه

اما اگر نتوانید گذشته را تغییر دهید، پس برگشتن به زمان چه فایده‌ای دارد؟ کار اخیر من، همراه با دانشجویانم، جاکوب هاسر و جارد ووگان، نشان می‌دهد که تناقض‌های سفر در زمانی وجود دارد که حدس نوویکوف نمی‌تواند آن‌ها را حل کند. این کار ما را به نقطه برمی‌گرداند، زیرا حتی اگر یک پارادوکس را نتوان حذف کرد، سفر در زمان از نظر منطقی غیرممکن باقی می‌ماند.

بنابراین، آیا این آخرین نتیجه‌گیری از سفر در زمان است؟ نه کاملا. ما نشان دادیم که اجازه دادن به چندین تاریخ (یا به عبارت آشناتر، جدول‌های زمانی موازی) می‌تواند پارادوکس‌هایی را حل کند که حدس نوویکوف نمی‌تواند حل کند. در واقع، می‌تواند هر تناقضی که به آن نشان می‌دهید را حل کند.

این ایده بسیار ساده است. وقتی از ماشین زمان خارج می‌شوم، به جدول زمانی متفاوتی می‌روم. در آن جدول زمانی، من می‌توانم هر کاری که بخواهم انجام دهم، از جمله نابود کردن ماشین زمان، بدون تغییر چیزی در جدول زمانی اصلی که از آن آمده‌ام. از آن‌جایی که نمی‌توانم ماشین زمان را در خط زمانی اصلی نابود کنم، ماشینی که در واقع برای سفر به گذشته از آن استفاده کردم، هیچ تناقضی وجود ندارد.

پس از کار بر روی پارادوکس‌های سفر در زمان برای سه سال گذشته، من به طور فزاینده‌ای متقاعد شده‌ام که سفر در زمان می‌تواند امکان‌پذیر باشد، اما تنها در صورتی که جهان ما بتواند اجازه دهد چندین تاریخچه هم‌زیستی وجود داشته باشد. خب، چنین امکانی وجود دارد؟

مکانیک کوانتوم قطعا دلالت بر این دارد که، حداقل اگر شما تفسیر «جهان‌های متعدد» اورت را قبول کنید، که در آن یک تاریخ می‌تواند به چندین تاریخچه تقسیم شود، یکی برای هر نتیجه اندازه‌گیری ممکن - به عنوان مثال، آیا گربه شرودینگر زنده است یا مرده، و یا اینکه من به گذشته رسیدم یا خیر.

اما اینها فقط گمانه‌زنی هستند. من و دانش‌آموزانم در حال حاضر روی یافتن یک نظریه ملموس از سفر در زمان با چندین تاریخ کار می‌کنیم که کاملاً با نسبیت عام سازگار باشد. البته، حتی اگر ما موفق به یافتن چنین نظریه‌ای شویم، این برای اثبات این که سفر در زمان ممکن است کافی نخواهد بود، اما حداقل به این معنی است که سفر در زمان توسط پارادوکس‌های سازگاری رد نمی‌شود.

سفر در زمان و جدول‌های زمانی موازی تقریباً همیشه در داستان‌های علمی تخیلی دست به دست هم می‌دهند، اما اکنون ما مدرکی داریم که در علم واقعی نیز باید دست به دست هم دهند. نسبیت عام و مکانیک کوانتومی به ما می‌گویند که سفر در زمان ممکن است امکان‌پذیر باشد، اما اگر این‌طور باشد، تاریخچه‌های متعدد نیز باید امکان‌پذیر باشد.

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات فیزیک ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.