آیا رویای ماشین زمان و سفر در زمان عملی خواهد شد؟

MacTavish · 31/8/19

واقعیت این است که قبل از قرن بیستم، موضوع سفر در زمان و ساخت ماشین زمان تنها نوعی رویاپردازی بود که به خاطر جذابیت‌های فراوان آن، بیش‌تر در ادبیات داستانی به چشم می‌خورد. در واقع تا آن زمان، سفر در زمان به لحاظ علمی ‌ناممکن تصور می‌شد. برای مثال، دانشمند مشهوری مثل نیوتن معتقد بود که زمان در تمامی ‌عالم به شکل‌ ثابت و یکسان در حال گذر است و هیچ‌چیز نمی‌تواند روی این جریان ثابت و ابدی تاثیری بگذارد. بنابراین، جریان زمان، داستان زندگی ما را نیز همراه تمامی ‌وقایع دیگر جهان از گذشته به سوی آینده پیش خواهد برد و ما هیچ‌ امیدی به‌جز همراه شدن با این جریان نداریم. با گجت نیوز همراه شوید.

از اوایل قرن بیستم و با ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت خاص و سپس نسبیت عام ا‌نشتین، ناگهان همه‌چیز تغییر کرد. نظریه‌ی نسبیت نشان داد که جریان زمان برخلاف تصور نیوتن، در همه جای جهان ثابت و یکسان نیست، بلکه این جریان در بعضی بخش‌های کیهان سریع‌تر و در جاهای دیگر‌- مثلا در نزدیکی کهکشان‌ها و ستاره‌های پرجرم‌- کندتر و حتی متوقف می‌شود. این جریان حتی می‌تواند در نقاطی حالت گردابی یا حلقه‌ای پیدا کند. جالب‌تر این‌ که، همان‌طور که حرکت کشتی‌ها می‌تواند تلاطم‌های موضعی را در آب رودخانه ایجاد کند، حرکت و چرخش ذرات و توده‌های ماده در بسـ*ـتر کیهان هم می‌تواند بر جریان زمان در محدوده‌ی اطراف خود اثر بگذارد. سفر در زمان

به این ترتیب، برخلاف تصورات قبلی، ممکن است با قرارگرفتن در بخش‌های حلقه‌ای رودخانه‌‌ زمان یا با میان‌بر زدن و جلوتر رفتن در این رودخانه واقعا بتوان به گذشته و آینده سفر کرد. این‌گونه بود که موضوع سفر در زمان عملا با ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت اینشتین از رویا‌پردازی صرف به یک موضوع جدی علمی ‌تبدیل شد. با توجه به شناخت فعلی بشر نسبت به ویژگی‌های بعد زمان می‌توان سه نوع مختلف از سفر در زمان را تصور کرد: سفر به آینده، سفر به گذشته و سفر زمانی که سفر در لحظه‌ی حال است. از میان این سه نوع سفر زمانی، موضوع سفر به آینده، زودتر از بقیه وارد مباحث علمی شد. در ضمن از آن‌جایی‌که در سفر به آینده، مسئله‌ی تقدم علت بر معلول زیر سوال نمی‌رود، بنابراین، این نوع سفر زمانی به لحاظ فلسفی نیز قابل پذیرش‌تر است. سفر در زمان

برای این که، این مطلب را بهتر درک کنیم، فرض کنید که با ماشین زمان به ‌هزار سال بعد بروید. در نتیجه شما نیز همانند سایر انسان‌هایی که به ‌طور طبیعی در آن زمان به دنیا خواهند آمد، تنها بر آینده‌ای که پیش روی شماست تاثیر خواهید گذاشت؛ اما امکان تغییر در گذشته و آنچه طی این یک‌هزار سال رخ داده است را نخواهید داشت. بنابراین، سفر شما به آینده، اختلالی در توالی منطقی رویدادهای جهان ایجاد نخواهد کرد. برای همین هم تقریبا تمامی‌ فیزیکدانان بر سر امکان تحقق سفر به آینده اتفاق نظر دارند. موضوع سفر به آینده به لحاظ علمی برای نخستین‌بار پس از ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ میلادی و توسط خود اینشتین مطرح شد. اینشتین سفر به آینده را در قالب مثالی که بعدها به مثال دوقلوها مشهور شد مطرح کرد. سفر در زمان

سفر به گذشته به مراتب پیچیده‌تر و جنجال‌برانگیزتر از سفر به آینده است. دلیل این مسئله هم کاملا روشن است؛ زیرا وقتی شما به گذشته سفر می کنید، در واقع می‌توانید تاریخ جهان و آن‌چه هم‌اکنون به وقوع پیوسته است را تغییر دهید! برای مثال، فرض کنید ما هم‌اکنون ماشین زمانی در اختیار داشتیم که می‌توانست اشخاصی را به گذشته ببرد. در این صورت مثلا می‌توانستیم توسط این ماشین، شخص داوطلبی را به سال ۱۸۸۴ میلادی بفرستیم تا به نحوی از آشنایی و ازدواج آلویس و کلارا هیتلر که پدر و مادر آدولف هیتلر بودند جلوگیری کند. در این صورت، عملا از وقوع جنگ جهانی دوم و کشته شدن ‌میلیون‌ها نفر جلوگیری می‌کردیم. سفر در زمان

اما به محض آن که این مسافر زمان در ماموریت خود موفق شود، ناگهان بسیاری از شرایط کنونی جهانی که ما اکنون در آن به سر می‌بریم باید تغییر کنند. مثلا تمامی ‌کتاب‌های تاریخ معاصر جهان تغییر خواهد کرد، تمامی‌ فیلم‌های سینمایی ساخته‌ شده درباره‌ی این جنگ ناگهان محو خواهند شد، مرزبندی و شرایط سـ*ـیاسی بسیاری از کشورها و به‌ویژه اروپا در یک لحظه متحول خواهد شد، آدم‌های زیادی به ناگهان ظاهر خواهند شد و خیلی وقایع عجیب‌و‌غریب دیگر. به همین دلیل هم بعضی فیزیکدان‌ها معتقدند که سفر به گذشته اساسا ناممکن است. این فیزیکدانان بر این باورند که در طبیعت سازوکارهایی ناشناخته وجود دارند که مانع از تحقق سفر به گذشته می‌شوند. اما این نظر اکثریت فیزیکدانان نیست. درواقع اغلب فیزیکدانان سفر به گذشته را اساسا ممکن می‌دانند، ولی معتقدند که مسافران زمان پس از طی چنین سفری الزاما از سیاره‌ای در کهکشانی دوردست یا حتی از کهکشانی در یک جهان دیگر سر در خواهند آورد و به این ترتیب عملا قادر نخواهند بود تغییری در تاریخ جهان ما ایجاد کنند.

اما دو دیدگاه جالب دیگر هم درباره‌ی سفر به گذشته وجود دارد. براساس یکی از این دو دیدگاه، هرچند سفر به گذشته – حتی گذشته‌ی همین جهان‌ – به لحاظ مبنایی کاملا شدنی است؛ اما در عمل بشر هیچ‌گاه به فناوری فوق‌العاده پیچیده‌ لازم برای چنین سفری دست پیدا نخواهد کرد. بنابراین، هرچند امکان تغییر در تاریخ جهان به لحاظ اصولی وجود دارد، ولی در عمل چنین اتفاقی هیچ‌گاه رخ نخواهد داد‌ و بالاخره این‌ که فیزیکدانان و فلاسفه‌ی جسورتری هم وجود دارند که معتقدند سفر به گذشته و ایجاد تغییر در تاریخ به وقوع پیوسته‌ی جهان، هم به لحاظ مبنایی و هم به لحاظ عملی، ممکن و میسر خواهد بود.

بسیاری از مردم معتقدند که بشر در آینده نزدیک به فناوری سفر در زمان دست خواهد یافت. هر چند به طور نظری می توان در این مورد سخن گفت، اما فراهم کردن شرایط لازم برای سفر در زمان آن قدر با واقعیات تجربی فاصله دارد که بیشتر دانشمندان انتظار ندارند حتی در آینده، «ماشین زمان» اختراع شود! نگاهی به مباحث نظری سفر در زمان می اندازیم. سفر در زمان

هر چه چگالی و جرم یک جسم بیشتر باشد، گرانش آن بیشتر است و در اطراف آن فضا زمان بیشتر خمیده می‌شود. بنابراین، اگر کنار جسمی با گرانش زیاد باشیم، مثل این است که با شتاب زیاد حرکت کنیم و ساعت‌ها کندتر کار می‌کنند و اگر فضا زمان به قدر کافی خم شود، ممکن است ساعت‌ها به کلی متوقف شوند، اما از کجا می توانیم چنین جرمی با چگالی بالا پیدا کنیم؟ ستاره‌ها اجسام پرجرمی هستند، اما چون چگالی نسبتا زیادی ندارند، انحراف نور در میدان گرانش آنها خیلی زیاد نیست. نور ستاره‌های نزدیک به خورشید، فقط حدود یک ثانیه قوس منحرف می شود. ستاره های پرجرم در پایان عمرشان به صورت ابر نواختر منفجر می شوند. اگر جرمی که پس از انفجار باقی می ماند، بیش از سه برابر خورشید جرم داشته باشد، آن قدر فشرده است و آن قدر گرانش زیادی دارد که حتی نور هم نمی تواند از آن فرار کند. سفر در زمان

اجسامی که سیاه چاله ها می‌بلعند، هنگام فروریزش به درون آن و پیش از آن که ناپدید شوند، پرتوهای ایکس و گامای پرانرژی تابش می‌کنند. با این که در شرایط معمولی از درون سیاه چاله ها هیچ پرتوی خارج نمی‌شود، با آشکارسازی این پرتوهای ایکس و گاما که از موادی که به درون سیاه چاله کشیده می‌شوند، تابش می‌شوند، می‌توانیم به وجود سیاه چاله ها پی ببریم. هر جسمی می‌تواند به سیاه چاله تبدیل شود به شرط آن که بتوان آن را به مقدار کافی فشرده کرد. آیا می‌توانید یک برج 20 طبقه یا یک کوه را درون کره‌ای به شعاع یک سانتی‌متر جای دهید؟ اگر چنین نیرویی داشتیم که زمین را فشرده کنیم، می‌توانستیم زمین را به سیاه چاله تبدیل کنیم. اگر یک جسم یا حتی پرتو نور، از فاصله‌ای که «افق رویداد» نامیده می‌شود، به سیاه چاله نزدیک‌تر شود، سیاه چاله آن را می‌بلعد و هرگز نمی‌توانید از آن خارج شود. در واقع، ما از افق رویداد به بعد، هیچ اطلاعی از درون سیاه چاله نداریم. سفر در زمان

فیزیکدان رونالد «Ronald Mallett» مالت یکی از افرادی است که سخت در تلاش برای دستیابی به ماشین زمان است. او قصد دارد با ساخت ماشین زمان به گذشته سفر کرده و پدر خود را ببیند. گر چه این ایده مضحک به نظر می‌رسد ولی او اطمینان دارد که به زودی ماشین زمان را خواهد ساخت.

داخل سیاه چاله فضا زمان به طرز باورنکردنی در هم می‌پیچد. اما با قوانین نسبیت عام و ریاضیات پیشرفته، می‌توانیم فضا زمان آن را بررسی کنیم. در سال 1390 اینشتین و همکارش «روزن»، نشان دادند که سیاه چاله می‌تواند عالم را به عالم دیگری که کاملا با عالم ما متفاوت است، متصل کند. هنگامی وارد سیاه چاله می‌شویم، در واقع، وارد تونلی قیف مانند با فضا زمان پیچیده می‌شویم که در انتهای آن تونل دیگری قرار دارد که مثل تصویر آینه‌ای آن است، و سر دیگر تونل دوم ما را به عالم دیگری متصل می‌کند.

این تونل که در ابتدا نام «پل انشتینروزن» نامگذاری شده بود، بعدها «کرم چاله ای» نام گرفت. دو صفحه موازی هرگز به هم نمی‌رسند و نمی‌توانند هیچ گونه رابـ*ـطه‌ای با هم داشته باشند. ممکن است به موازات عالم ما نیز عالم‌های بسیاری وجود داشته باشند که ما از وجودشان بی‌خبریم؛ تنها راه رسیدن به آنها، عبور از یک کرم چاله است! سفر در زمان

همچنین سیاه چاله ها قادرند دهانه‌های راهرویی باشند که یک نقطه از فضازمان در عالم خودمان را به نقطه‌ای با فضا زمان متفاوت در همین عالم متصل می‌کند. در حقیقت، سفر در فضا زمان به این آسانی ها نیست! مشکل اول این است که نزدیک‌ترین سیاه چاله، هزاران سال نوری از ما فاصله دارد! و برای ما معلوم نیست یک سیاه چاله به کجا منتهی می‌شود و اصلا آیا به جایی منتهی می‌شود؟ مشکل بزرگ دیگر این است که گرانش شدید سیاه چاله، موجب می‌شود که کرم چاله به محض شکل‌گیری، در هم فرو بریزد و مسافران درونش را له کند! بنابراین، اگر بخواهیم از کرم چاله‌ای عبور کنیم، باید سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشیم. سفر در زمان

اگر میدان گرانشی بسیار قوی باشد، نیروهای کشندی موجب تکه تکه شدن جسم می‌شوند. هر جسمی که به سیاه چاله نزدیک شود، حتی پیش از ورود به کرم چاله، قطعه‌قطعه می‌شود. پس مشکل دیگر، این است که بدن انسان و هیچ ماده‌ای نمی‌تواند در مقابل نیروهای کشندی سیاه چاله مقاومت کند. مشکل دیگر این است که کرم چاله ها دوامی ندارند و علاوه بر این که ممکن است فضاپیما و مسافران درونشان را له کنند، حتی اگر فضاپیما بتواند به سلامت از درون کرم چاله عبور کند، دیگر راه برگشتی نخواهد داشت چون کرم چاله فورا از بین می‌رود! و مسافران مجبور می‌شوند برای بازگشت سیاه چاله و کرم چاله ای دیگر پیدا کنند. این کار بسیار خطرناک است، زیرا ممکن است گرفتار سیاه چاله هایی شوند که در ابتدای عالم بر اثر فشار مهیب انفجار اولیه عالم شکل گرفته‌اند و با سیاه چاله هایی که از مرگ ستاره به وجود می‌آیند، بسیار متفاوت هستند.

اگر یکی از دهانه های کرم چاله با سرعت زیاد در فضا حرکت کند و سپس، به نقطه‌ای نزدیک به دهانه دیگر برگردد، کرم چاله ما تبدیل به ماشین زمان می شود.

در این سیاهچاله های نخستین، جرمی معادل چند میلیون تن در ابعادی به کوچکی یک اتم فشرده شده است و ذره و تابش‌های مرگبار گسیل می‌کنند. گذشته از این، ما که هنوز نمی‌توانیم حرکت لایه‌های سطح زمین را که موجب زلزله می‌شوند کنترل کنیم، چگونه می‌توانیم جسم کوچکی مثل زمین یا یک سیاه چاله را کنترل کنیم پس نمی‌توانیم کاری کنیم که سیاهچاله به مقصد مورد نظر ما منتهی شود! آیا فیلم تماس (Contact) را دیده‌اید؟ نگارش داستان این فیلم علمی تخیلی، به تحقیق درباره کرم چاله ها نیاز داشت. «کارل ساگان» (اخترشناسی که روی طرح ارتباط با موجودات فرازمینی از طریق پرتوهای رادیویی کار می‌کرد) در دهه 1980 داستان تماس را نوشت. در این داستان، دانشمندی با روشی که از موجودات فرازمینی فرا می‌گیرد، ماشینی برای سفر در فضا زمان می سازد و از یک کرم چاله عبور می‌کند. سفر در زمان

ساگان از «کیپ تورن» فیزیکدان نظری، در خواست کرد تا داستانش را از نظر علمی مورد بررسی قرار دهد. تورن که مایل بود به ساگان کمک کند، به بررسی پاسخ های ممکن برای معادلات نسبیت عام اینشتین پرداخت و توانست پاسخی بیابد که به امکان سفر در زمان منجر می‌شد. تورن و یکی از دانشجویانش به بررسی اثرات گرانشی فشار پرداختند. فشار هم می‌تواند مانند جرم، موجب به وجود آمدن گرانش شود. ما به طور معمول اثرات گرانشی فشار را مشاهده نمی کنیم، زیرا این اثرات در زندگی روزمره ما و آزمایش های معمولی بسیار ناچیزند.

اگر بتوانیم از فشار برای ایجاد گرانش استفاده کنیم، قادر خواهیم بود برای مدتی کرم چاله ها را باز نگه داریم تا مسافران به سلامت از آن عبور کنند. همچنین می‌توانیم اثرات نیروهای کشند را کاهش دهیم. برای این کار، باید ماده جدیدی بیابیم که اطراف کرم چاله را با آن بپوشانیم. این ماده باید چنان کنش گرانشی به خارج ایجاد کند که فشار گرانشی کرم چاله را خنثی کند. حتی اگر روزی بشر بتواند به چنین ماده ای دست یابد، عبور از کرم چاله برای سفر در زمان کافی نخواهد بود و ما باید بتوانیم کرم چاله را به ماشین زمان تبدیل کنیم. در سال 1986 «تامس رومن» به «موریس» و «تورن» پیشنهاد داد که برای تبدیل کرم چاله به ماشین زمان، از نسبیت خاص استفاده کنند. سفر در زمان

اگر دختری که برادر دوقلو دارد، سوار موشکی شود و با سرعتی نزدیک سرعت نور سفر کند، پس از بازگشت به زمین می‌بیند که برادرش بسیار بیشتر از خودش پیر شده است. این اختلاف سن به سرعت موشک و مدت زمان سفر بستگی دارد. تورن و موریس به کمک یکی دیگر از دانشجویان تورن به نام «یوتسو» کشف کردند که اگر یکی از دهانه های کرم چاله با سرعت زیاد در فضا حرکت کند و سپس، به نقطه‌ای نزدیک به دهانه دیگر برگردد، کرم چاله ما تبدیل به ماشین زمان می شود. سفر در زمان

پدیده‌ی اتساع زمان می‌تواند باعث جوان ماندن فضانوردانی شود که با فضاپیمای فرضی پر سرعت به سفر می‌روند.

ساعت‌هایی که در دهانه متحرک هستند، بسیار کندتر کار می‌کنند پس با تعیین مدت زمان و سرعت حرکت دهانه کرم چاله، می‌توانیم مشخص کنیم که چقدر در زمان سفر کنیم. اگر از دهانه متحرک وارد و از دهانه ساکن خارج شویم، به گذشته سفر می‌کنیم؛ و اگر بر عکس عمل کنیم، به آینده می‌رویم. البته عیب بزرگ این ماشین این است که نمی‌توانیم با آن به زمانی عقب‌تر از زمان اختراع آن، یعنی آغاز حرکت دهانه کرم چاله، سفر کنیم؛ مگر این که در گذشته های دور و در تمدنی باستانی ماشین زمان را اختراع کرده باشند و ما با استفاده از دهانه کرم چاله آنها به گذشته سفر کنیم.

آیا می توانیم کرم چاله ها را حرکت دهیم؟ از نظر تئوری، بله! می‌توانیم بار الکتریکی زیادی روی کرم چاله قرار دهیم و با جسمی که بار مخالف دارد، آن را به حرکت درآوریم، همچنین می‌توانیم از گرانش یک سیارک بر جرم یا یک کوتوله قهوه ای برای این کار استفاده کنیم. البته تمام تحقیقات دانشمندان در مورد سفر در زمان، فقط و فقط به طور نظری و روی کاغذ است؛ و در حال حاضر ما حتی یکی از شرایط سفر در فضا زمان را نمی‌توانیم مهیا کنیم این که به سرعتی قابل مقایسه با سرعت نور برسیم یا ماده‌ای کشف کنیم که اثرات پادگرانشی داشته باشد یا بتوانیم کرم چاله را حرکت دهیم! از نظر بسیاری از دانشمندان، هرگز نمی‌توانیم ماشین زمان بسازیم؛ زیرا چنین چیزی کاملا غیرمنطقی است! تصویرش را بکنید: اگر بتوانید به یک کرم چاله سفر کنید و به گذشته بروید، در این صورت خودتان را در چند سال پیش ملاقات خواهید کرد! سپس در حالی که با خودتان درباره خاطرات شیرین گذشته صحبت می‌کنید، با هم کرم چاله دیگری می یابید و در آن سفر می کنید و دو تا «خود» قدیمی تر را ملاقات می‌کنید!

مشکل دیگر، اتفاقاتی هستند که علت و معلول هستند. مثلا یکی از نواده های محمد خان قاجار متوجه جنایات جدش می شود و به گذشته سفر می‌کند تا او را از میان بردارد. اگر جد او در زمان گذشته کشته شود، پس قاتل هرگز به دنیا نخواهد آمد که به گذشته برود و جدش را به قتل برساند! یکی از بزرگترین پرسش هایی که درباره ماشین زمان مطرح می شود، این است که آیا شخصی که در زمان سفر می‌کند، می تواند تاریخ را تغییر دهد؟ استیون هاوکینگ می گوید: چون ما هرگز با انسان‌هایی که از آینده آمده باشند ملاقات نکرده‌ایم، پس در آینده ماشین زمان اختراع نخواهد شد!