بعدی- ایده سفر در زمان سال ها در داستان های علمی تخیلی و فیزیک نظری مورد بحث قرار گرفته است. اکنون یک تحقیق جدید ادعا می کند که نوعی سفر در زمان از نظر ریاضی امکان پذیر است. با این حال، نتیجه احتمالاً بسیار متفاوت از تصورات رایج است.
طبق گزارشی از Popular Mechanics، آیا سفر در زمان واقعا امکان پذیر است؟ این سوال دهه هاست که ذهن دانشمندان، نویسندگان داستان های علمی تخیلی و علاقه مندان به فیزیک را به خود مشغول کرده است. اگرچه در حال حاضر هیچ فناوری عملی برای بازگشت به گذشته وجود ندارد، اما تحقیقات جدید نشان می دهد که حداقل از دیدگاه ریاضیات و فیزیک نظری، نوع خاصی از سفر در زمان بدون منجر به پارادوکس های منطقی امکان پذیر است.
این مطالعه توسط ژرمن توبار و فابیو کاستا از دانشگاه کوئینزلند استرالیا انجام شد. محققان در مقاله خود با عنوان “دینامیک برگشت پذیر با منحنی های زمان بسته و آزادی انتخاب” سعی کرده اند با استفاده از یک مدل ریاضی یکی از بزرگترین مسائل نظری سفر در زمان یعنی پارادوکس های منطقی را حل کنند.
مشکل همیشگی سفر در زمان؛ پارادوکس ها
یکی از مهم ترین دلایلی که بسیاری از فیزیکدانان در مورد امکان سفر در زمان تردید دارند، وجود پارادوکس هایی است که در صورت تغییر گذشته به وجود می آیند. معروف ترین مثال «پارادوکس پدربزرگ» است. فرض کنید شخصی به گذشته سفر می کند و از تولد یکی از اجداد خود جلوگیری می کند.
در این صورت، خود او هرگز متولد نخواهد شد و بنابراین نمی تواند در زمان سفر کند. این تناقض منطقی سالهاست که به عنوان یکی از بزرگترین موانع تئوریک سفر در زمان تلقی می شود. توبار و کاستا معتقدند مدل ریاضی آنها راهی برای حل این مشکل ارائه می دهد.
مبنای اصلی این پژوهش بر مفهومی به نام «منحنی های زمان بسته» (CTC) استوار است. این ایده ابتدا از نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین الهام گرفت. بر اساس این مفهوم، در برخی شرایط خاص، فضا-زمان را می توان به گونه ای خم کرد که مسیر حرکت یک جسم به گذشته خود بازگردد. یعنی یک شخص یا یک شی در نهایت به نقطه ای در گذشته می رسد.
در مدل خود، محققان نشان میدهند که اگر تنها دو بخش کلیدی یک رویداد در چارچوب رابطه علت و معلولی باقی بماند، جزئیات دیگر میتوانند بدون مغایرت با قوانین فیزیک تغییر کنند. به بیان ساده، انسان در چنین سناریویی از آزادی عمل برخوردار است، اما این آزادی هرگز منجر به تغییر وقایع اساسی تاریخ نخواهد شد.
اگر می خواهید همه گیری کرونا را متوقف کنید چه؟
برای توضیح این ایده، فابیو کاستا از مثالی در رابطه با همه گیری کووید-19 استفاده کرده است. فرض کنید شخصی در زمان سفر می کند تا از آلوده شدن اولین بیمار به ویروس کرونا جلوگیری کند و در نتیجه از شروع یک بیماری همه گیر جلوگیری کند. در نگاه اول، اگر این ماموریت موفقیت آمیز باشد، دیگر بیماری همه گیر وجود نخواهد داشت و بنابراین دلیلی برای سفر به گذشته وجود نخواهد داشت. این موضوع پارادوکس معروف را ایجاد می کند.
اما مدل جدید ریاضی نتیجه متفاوتی را پیش بینی می کند. طبق این نظریه، هر اقدامی که شخص انجام دهد در نهایت همان نتیجه اولیه را به شکل دیگری حفظ می کند. ژرمن توبار توضیح می دهد که در مثال کرونا، شخصی که برای جلوگیری از آلوده شدن اولین بیمار به گذشته بازگشته است، ممکن است خودش به ویروس آلوده شود و در عمل به “اولین بیمار” تبدیل شود.
اگر این اتفاق نیفتد، ممکن است فرد دیگری جای او را بگیرد و زنجیره انتقال بیماری ادامه یابد. به گفته وی، هرگونه تلاش برای ایجاد تضاد منطقی باعث می شود که رویدادها به طور طبیعی خود را بازآرایی کنند تا ناهماهنگی به وجود نیاید. به عبارت دیگر، ممکن است بتوانید در گذشته حضور داشته باشید و حتی در برخی جزئیات دخالت کنید، اما نتوانید نتیجه نهایی رویدادهای مهم را تغییر دهید.
شبیه “پنجه میمون” بیشتر از “اثر پروانه”
بسیاری از مردم هنگام صحبت در مورد سفر در زمان به “اثر پروانه” فکر می کنند. این ایده که یک تغییر بسیار کوچک در گذشته می تواند عواقب بزرگی در آینده داشته باشد. اما این مدل جدید بیشتر شبیه به داستان معروف «پنجه میمون» است. داستانی که در آن آرزوهای انسان برآورده می شود، اما نه آن طور که او انتظار دارد.
در واقع، ممکن است در انجام کاری که در زمان به عقب سفر کرده اید موفق شوید، اما نتیجه نهایی همچنان یکسان خواهد بود و جهان راه دیگری برای حفظ مسیر تاریخ پیدا خواهد کرد. به همین دلیل، اگر سفر در زمان ممکن شود، شاید بزرگترین شگفتی این باشد که گذشته بسیار انعطاف پذیرتر از آن چیزی است که ما تصور می کنیم.
اگرچه این نتیجه ممکن است برای کسی که در تلاش برای جلوگیری از جنگ، ترور یا اپیدمی بزرگ است ناامید کننده باشد، اما از دیدگاه فیزیک نظری اهمیت زیادی دارد. اگر بتوان پارادوکس های منطقی را حل کرد، یکی از بزرگترین موانع نظری سفر در زمان برطرف خواهد شد. به گفته محققان، مدل آنها با برخی از نتایج به دست آمده در فیزیک کوانتوم نیز مطابقت دارد و با رفتار برخی از مدل های ریاضی از جمله «حرکت تصادفی» در یک و دو بعد همخوانی دارد.
این توافق نشان می دهد که حداقل از دیدگاه ریاضی، وجود منحنی های زمان بسته لزوماً به تناقضات حل نشدنی منجر نمی شود.
آیا این بدان معناست که سفر در زمان به زودی امکان پذیر خواهد بود؟
پاسخ کوتاه نه است. این تحقیق صرفاً یک مطالعه نظری و ریاضی است و به هیچ وجه به معنای ساخت ماشین زمان یا اثبات عملی امکان سفر به گذشته نیست. دانشمندان هنوز نمیدانند که آیا منحنیهای زمان بسته واقعاً در جهان وجود دارند یا خیر، و اگر وجود داشته باشند، آیا انسانها هرگز قادر به استفاده از آنها خواهند بود یا خیر.
با این حال، این تحقیق نشان می دهد که اگر فناوری لازم برای سفر در زمان توسعه یابد، شاید نگرانی در مورد نابودی جهان به دلیل تغییر در گذشته چندان موجه نباشد. زیرا طبق این مدل، قوانین طبیعت اجازه نخواهد داد که رویدادهای اساسی به گونه ای تغییر کند که در تاریخ یا ساختار جهان تضاد ایجاد شود.
در نهایت، این تحقیق به جای وعده ساختن ماشین زمان، درک دانشمندان را از ماهیت زمان، رابطه علت و معلولی و ساختار جهان گسترش میدهد. اگرچه سفر در زمان هنوز در قلمرو تئوری های فیزیک و داستان های علمی تخیلی است، اما چنین مطالعاتی نشان می دهد که برخی از ایده ها که زمانی فانتزی صرف به نظر می رسید اکنون به موضوعی جدی برای بررسی علمی و ریاضی تبدیل شده اند.
