سفر در زمان به لحاظ ریاضیاتی امکان پذیر است!

MacTavish · 31/8/19

سفر در زمان ، موضوعی جذاب برای داستان‌ها و فیلم‌های تخیلی است. بر اساس نتایج یک مطالعه جدید، دانشمندان امکان سفر در زمان به لحاظ ریاضیاتی را تایید می‌کنند!

نتایج یک مطالعه جدید، سفر در زمان را پدیده‌ای امکان‌پذیر و قابل دست یابی معرفی می‌کند. محقق اصلی این مطالعه بر این باور است که تقسیم فضا به سه بُعد مختلف و جداسازی زمان از آن تعریفی اشتباه بوده و فضا زمان را می‌بایست به عنوان یک زنجیره‌ی متصل به هم در نظر گرفت.

دانشمندان حاضر در این مطالعه، یک مدل ریاضیاتی جدید از ماشین زمان را پیشنهاد کرده‌اند که پدیده‌ی سفر در زمان را در واقعیت امکان‌پذیر می‌سازد. این مدل جدید، قادر است مسافرین ماشین زمان را با بهره‌گیری از خمیدگی فضا زمان، به گذشته و یا آینده منتقل کند. در واقع به کمک این ماشین، امکان سفر به گذشته و سفر به آینده برای مسافرین این دستگاه فراهم خواهد شد.

سفر در زمان ، با استفاده از ایده‌ی تاردیس در مجموعه تلویزیونی دکتر هو !

بن تیپت (Ben Tippett) به عنوان استاد ریاضی و فیزیک دانشگاه بریتیش کولومبیا در کانادا و دیوید تسانگ (David Tsang) به عنوان متخصص فیزیک نجومی در دانشگاه مریلند، یک مدل ریاضیاتی جدید را با استفاده از قانون نسبیت عمومی آلبرت انیشتین ارائه کرده‌اند. این مدل جدید که تاردیس (TARDIS) نام‌گذاری شده، امکان سفر در زمان را بر روی کاغذ به خوبی تشریح می‌کند.

بن تیپت به عنوان محقق ارشد این مطالعه می‌گوید:

از آن‌جا که این پدیده هنوز به واقعیت تبدیل نشده است، مردم تصور می‌کنند که سفر در زمان ، به داستان‌ها و فیلم‌های تخیلی اختصاص دارد. اما به لحاظ ریاضیاتی، سفر در زمان پدیده‌ای امکان پذیر است!

دانشمندان حاضر در این مطالعه، سعی بر آن داشته‌اند که مدل ریاضیاتی خود را با تکیه بر تاردیس تشریح کنند. این ماشین زمان ، یکی از رکن‌های اساسی سریال دکتر هو است و همچون یک سفینه‌ی فضایی عمل می‌کند.

البته پیش از آنکه در رویای سفر در زمان غرق شویم، باید این چشم‌انداز را نیز مدنظر قرار دهیم که هنوز تا واقعیت سفر در زمان فاصله بسیاری باقی مانده است؛ چرا که محققین می‌گویند هنوز به طرحی دقیق و کاملا واضح، برای ساخت این سبک از ماشین زمان دست پیدا نکرده‌اند. در واقع مواد مورد نیاز برای ساخت چنین دستگاهی بسیار عجیب و غریب است و حتی هنوز عنصر مربوط به آن را کشف نگردیده است.

بر اساس این مدل، از این پس می‌بایست جهان را به صورت 4 بعدی و زنجیره‌ای متصل به هم نگاه کنیم. در واقع اینکه جهان را 3 بعدی و زمان را به صورت یک بُعد مجزا تصور می‌کنیم امری اشتباه است! این مدل، به ما کمک می‌کند تا پیوستگی فضا زمان را به شکلی بهتر درک کرده و در جهات مختلف زمان حرکت کنیم.

نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین، اثرات گرانشی در جهان را به خمیدگی فضا زمان مرتبط می‌سازد. به کمک این نظریه، می‌توان پدیده‌ی بیضی شکل بودن مدار سیارات و ستاره‌ها را نیز تشریح کرد.

اگر فضا زمان «تـ*ـخت» یا «غیر خمیده» بود، سیارات در مداری با خط مستقیم حرکت می‌کردند. اما بر اساس نظریه نسبیت، شکل هندسی فضا زمان در مجاورت اجسامی با جرم بالا خمیدگی پیدا می کند. از این رو، مسیر سیارات در حین گردش به دور ستاره‌ها، دایره‌ای و یا بیضی‌شکل است.

دانشمندان بر این باورند که علاوه بر فضای فیزیکی، زمان نیز در مجاورت اجسامی با جرم بالا نیز دچار خمیدگی می‌شود.

بن تیپت در این‌باره می‌گوید:

جهت زمان نیز دچار خمیدگی می‌شود، برای مثال در مجاورت سیاه‌ چاله ها، زمان به کندی حرکت می‌کند. مدل ریاضیاتی ارائه شده با الهام گیری از مفهوم خمیدگی فضا زمان، قادر است پدیده‌ی سفر در زمان را امکان‌پذیر سازد. در این ماشین پیشنهادی، خمیدگی فضا زمان به یک دایره تبدیل شده و مسافرین را در درون محور زمانی حرکت می‌دهد.

به منظور مهار کردن ویژگی های این نظریه علمی، دانشمندان ساخت یک مدل حبابی از هندسه‌ی فضا زمان را پیشنهاد می‌کنند. بدین ترتیب هرآنچه که داخل این ماشین زمان قرار داشته باشد، در درون این دایره‌ی زمانی حرکت خواهد کرد. حال اگر این حباب بتواند به فراتر از سرعت نور دست پیدا کند، امکان سفر به گذشته برای مسافران فراهم خواهد شد.

از طرفی ناظران خارجی این ماشین، قادر هستند تغییرات در حال وقوع در ماشین زمان را به خوبی مشاهده کنند. از جمله وقایع بسیار جالب در این پدیده، می‌توان به شکستن پوسته‌ی یک تخم مرغ و سرهم شدن دوباره‌ی آن اشاره کرد.

ایده‌ی اولیه این دستگاه را می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید. شخص A به عنوان مسافر زمان در این حباب قرار گرفته و شخص B به خوبی می‌تواند این پدیده‌ی شگفت‌انگیز را مشاهده نماید.

پیکان زمان که در جهان ما همواره به سمت جلو حرکت می‌کند، در تصویر زیر با پیکان‌های مشکی رنگ نمایش داده شده است.

کاراکترهای A و B، زمان را به اشکالی کاملا متفاوت از همدیگر تجربه می‌کنند. محققین در این باره می‌گویند:

در داخل حباب، شخص A می‌تواند رویدادهای در حال اتفاق برای فرد B را در دوره‌هایی معین مشاهده کند. این در حالی‌ست که کاراکتر B، دو نسخه متفاوت از کاراکتر A را در یک مکان می‌بیند. در یک نسخه عقربه‌های ساعت به جلو و در دیگری به عقب حرکت می‌کنند!

به بیانی دیگر، ناظر خارجی می‌تواند کاراکتر A را در ماشین زمان، در دو نسخه مختلف مشاهده کند. در یک نسخه، زمان به سمت جلو و در دیگری زمان به عقب حرکت می‌کند. البته در واقعیت، حرکت زمان به عقب ، نیازمند آن است که ماشین زمان بتواند به سرعتی بالاتر از سرعت نور دست پیدا کند.

با وجود آنکه دانشمندان، توانسته‌اند این مفهوم را به شکل ریاضی تشریح کنند، اما ساخت آن مسئله‌ای بسیار پیچیده‌ است. آن‌ها در این باره اظهار داشته‌اند:

با وجود اینکه مدل مذکور، به لحاظ ریاضی امکان‌پذیر است، اما امکان ساخت آن وجود ندارد. ساخت ماشینی پیشرفته برای سفر در زمان ، نیازمند ماده‌ای عجیب و غریب است که بتواند فضا زمان را خم کند.

دیگر مدل ارائه شده برای پدیده سفر در زمان، سفینه Alcubierre است که با دارا بودن یک پوسته منحصر به فرد، می‌تواند موجب خمیدگی در ساختار فضا زمان شود. با این وجود، هر دوی این مدل‌ها، تا کشف ماده‌ی عجیب و غریب مذکور به صورت حل نشده باقی خواهند ماند.

با این حال، دانشمندان از زمان‌هایی بسیار دور، در رویای سفر در زمان هستند. بن تیپت در این باره می‌گوید:

سفر در زمان موضوعی بسیار جذاب و در عین حال مشکل ساز است. محققین بسیاری از سال 1949 میلادی، در تلاش هستند که مدل‌های جدیدتری را برای این پدیده ارائه کنند. مدل ریاضیاتی جدید، می‌تواند راه‌ها را برای دست‌یابی به این رویای دیرینه هموارتر سازد.