به گفته این فیزیکدان، سفر در زمان یک راه ممکن است

به گفته این فیزیکدان، سفر در زمان یک راه ممکن است

آیا تا به حال اشتباهی مرتکب شده اید که آرزو داشته باشید بتوانید آن را لغو کنید؟ تصحیح اشتباهات گذشته یکی از دلایلی است که مفهوم سفر در زمان را بسیار جذاب می‌دانیم. همانطور که اغلب در داستان های علمی تخیلی به تصویر کشیده می شود، با ماشین زمان، دیگر هیچ چیز دائمی نیست – همیشه می توانید به عقب برگردید و آن را تغییر دهید. اما آیا سفر در زمان واقعاً در جهان ما امکان پذیر است یا صرفاً علمی تخیلی است؟

 

درک مدرن ما از زمان و علیت از نسبیت عام. نظریه فیزیکدان نظری آلبرت انیشتین، فضا و زمان را در یک موجودیت واحد – “فضا-زمان” – ترکیب می کند و توضیح بسیار پیچیده ای از نحوه عملکرد هر دو ارائه می دهد، در سطحی که با هیچ نظریه تثبیت شده دیگری قابل مقایسه نیست.

این نظریه نشان می دهد. بیش از ۱۰۰ سال وجود داشته است، و به طور تجربی با دقت بسیار بالایی تأیید شده است، بنابراین فیزیکدانان تقریباً مطمئن هستند که توصیف دقیقی از ساختار علت و معلولی جهان ما ارائه می دهد.

برای دهه ها، فیزیکدانان تلاش کرده اند تا از نسبیت عام برای تشخیص امکان سفر در زمان استفاده کنید. به نظر می رسد که می توانید معادلاتی را بنویسید که سفر در زمان را توصیف می کنند و کاملاً با نسبیت سازگار و سازگار هستند. اما فیزیک ریاضی نیست و معادلات اگر با چیزی در واقعیت مطابقت نداشته باشند بی معنی هستند.

استدلال‌هایی علیه سفر در زمان

دو موضوع اصلی وجود دارد که باعث می‌شود فکر کنیم این معادلات ممکن است غیر واقعی باشند. اولین مسئله یک مسئله عملی است: به نظر می رسد ساخت ماشین زمان به مواد عجیب و غریب نیاز دارد که ماده با انرژی منفی.

تمام ماده‌ای که در زندگی روزمره خود می‌بینیم دارای انرژی مثبت است – ماده با انرژی منفی چیزی نیست که بتوان آن را در اطراف پیدا کرد. از مکانیک کوانتومی، می‌دانیم که چنین ماده‌ای از نظر تئوری می‌تواند ایجاد شود، اما در مقادیر بسیار کم و برای زمان بسیار کوتاه.

 

با این حال، هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد امکان ایجاد ماده عجیب و غریب در مقادیر کافی وجود ندارد. علاوه بر این، معادلات دیگری ممکن است کشف شود که امکان سفر در زمان را بدون نیاز به ماده عجیب و غریب فراهم می کند. بنابراین، این موضوع ممکن است فقط محدودیتی در فناوری فعلی یا درک مکانیک کوانتومی ما باشد.

مسئله اصلی دیگر کمتر عملی است، اما مهمتر است: این مشاهده است که به نظر می رسد سفر در زمان با منطق در تضاد است. در قالب پارادوکس‌های سفر در زمان.

انواع مختلفی از این پارادوکس‌ها وجود دارد، اما بیشتر آنها پارادوکس‌های سازگاری مشکل‌ساز هستند.

یکی از موضوعات رایج در داستان‌های علمی تخیلی، پارادوکس‌های سازگاری هر زمان که وجود داشته باشد رخ می‌دهد. رویداد خاصی که منجر به تغییر گذشته می شود، اما خود تغییر در وهله اول از وقوع این رویداد جلوگیری می کند.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که در آن وارد ماشین زمان خود می شوم، از آن برای بازگشت به زمان استفاده کنید. پنج دقیقه، و به محض اینکه به گذشته رسیدم، دستگاه را نابود کنید. اکنون که ماشین زمان را نابود کردم، پنج دقیقه بعد استفاده از آن برایم غیرممکن خواهد بود.

اما اگر نتوانم از ماشین زمان استفاده کنم، نمی توانم به گذشته برگردم و آن را نابود کنم. بنابراین از بین نمی رود تا بتوانم به گذشته برگردم و آن را نابود کنم. به عبارت دیگر، ماشین زمان نابود می‌شود اگر و تنها در صورتی که از بین نرود.

از آنجایی که نمی‌توان آن را هم‌زمان از بین برد و هم از بین نرفت، این سناریو ناسازگار و متناقض است.

حذف پارادوکس‌ها

در داستان های علمی تخیلی یک تصور غلط رایج وجود دارد که می توان پارادوکس ها را «ایجاد کرد». معمولاً به مسافران زمان هشدار داده می شود که تغییرات قابل توجهی در گذشته ایجاد نکنند و دقیقاً به همین دلیل از ملاقات با گذشته خود اجتناب کنند. نمونه‌هایی از این را می‌توان در بسیاری از فیلم‌های سفر در زمان، مانند سه‌گانه بازگشت به آینده یافت.

اما در فیزیک، پارادوکس رویدادی نیست که واقعاً اتفاق بیفتد – این یک مفهوم کاملاً نظری است که به ناهماهنگی در خود نظریه اشاره دارد. به عبارت دیگر، پارادوکس‌های ثبات صرفاً به این معنا نیستند که سفر در زمان یک تلاش خطرناک است، بلکه به سادگی امکان‌پذیر نیست.

 

این یکی از انگیزه‌های فیزیکدان نظری بود استیون هاوکینگ برای فرموله کردن حدس حفاظت از زمان شناسی، که بیان می کند سفر در زمان باید غیرممکن باشد. با این حال، این حدس تا کنون ثابت نشده است.

علاوه بر این، اگر به جای حذف سفر در زمان به دلیل پارادوکس‌ها، بتوانیم خود پارادوکس‌ها را حذف کنیم، جهان مکان بسیار جالب‌تری خواهد بود.

یک تلاش برای حل پارادوکس‌های سفر در زمان، حدس خودسازگاری فیزیکدان نظری ایگور دیمیتریویچ نوویکوف است که اساساً بیان می‌کند که شما می توانید به گذشته سفر کنید، اما نمی توانید آن را تغییر دهید.

به گفته نوویکوف، اگر در گذشته پنج دقیقه سعی می کردم ماشین زمان خود را نابود کنم، متوجه می شدم که انجام این کار غیرممکن است. قوانین فیزیک به نوعی برای حفظ ثبات توطئه می کنند.

معرفی چندین تاریخچه

اما اگر نتوانید گذشته را تغییر دهید، چه فایده ای دارد که به گذشته برگردید؟ کار اخیر من، همراه با شاگردانم جاکوب هاوزر و جرد ووگان، نشان می دهد که پارادوکس های سفر در زمان وجود دارد که حدس نوویکوف نمی تواند آنها را حل کند. این ما را به نقطه اول برمی گرداند، زیرا اگر حتی یک تناقض را نتوان حذف کرد، سفر در زمان از نظر منطقی غیرممکن می ماند.

پس، آیا این آخرین میخ در تابوت سفر در زمان است؟ نه کاملا. ما نشان دادیم که اجازه دادن به تاریخچه‌های متعدد (یا به عبارتی آشناتر، خطوط زمانی موازی) می‌تواند پارادوکس‌هایی را که حدس نوویکوف نمی‌تواند حل کند. در واقع، می‌تواند هر پارادوکسی را که به آن وارد می‌کنید حل کند.

 

این ایده بسیار ساده است. وقتی از ماشین زمان خارج می شوم، از خط زمانی دیگری خارج می شوم. در آن جدول زمانی، من می‌توانم هر کاری را که بخواهم انجام دهم، از جمله نابود کردن ماشین زمان، بدون اینکه چیزی در خط زمانی اصلی که از آن آمده‌ام تغییر دهم.

از آنجایی که نمی‌توانم ماشین زمان را در خط زمانی اصلی نابود کنم. یکی از مواردی که من در واقع به گذشته سفر می کردم، هیچ تناقضی وجود ندارد.

بعد از کار بر روی پارادوکس های سفر در زمان برای سه سال گذشته، من به طور فزاینده ای متقاعد شده ام که سفر در زمان ممکن است، اما تنها در صورتی که جهان ما بتواند به چندین تاریخ اجازه همزیستی را بدهد. بنابراین، آیا می‌شود؟

به نظر می‌رسد مکانیک کوانتومی مطمئناً چنین است، حداقل اگر مشترک اورت باشید. تفسیر جهان‌های متعدد، که در آن یک تاریخ می‌تواند به چندین تاریخ تقسیم شود، یکی برای هر نتیجه اندازه‌گیری احتمالی – برای مثال، آیا گربه شرودینگر زنده است یا مرده، یا اینکه در گذشته آمده ام یا نه.

اما اینها فقط حدس و گمان هستند. من و دانش‌آموزانم در حال حاضر روی یافتن یک نظریه مشخص از سفر در زمان با چندین تاریخ کار می‌کنیم که کاملاً با نسبیت عام. البته، حتی اگر موفق به یافتن چنین نظریه‌ای شویم، این برای اثبات امکان سفر در زمان کافی نیست، اما حداقل به این معنی است که سفر در زمان با پارادوکس‌های سازگاری منتفی نیست.

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 می گویند که سفر در زمان ممکن است امکان پذیر باشد، اما اگر اینطور باشد، تاریخچه های متعدد نیز باید امکان پذیر باشد. The Conversation

باراک شوشانی، استادیار، فیزیک، دانشگاه براک.

این مقاله از مکالمه تحت مجوز Creative Commons. مقاله اصلی را بخوانید.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.