سفر در زمان به چه معناست؟

 نفیسی مدرس اخترفیزیک پیش از ورود به بحث سفر در زمان درباره یلدا گفت: شب یلدا، یک ثانیه کوتاه‌تر است و باید همین ثانیه‌ها را قدر دانست. اما سفر در زمان به چه معناست؟ به حرکت بین دو نقطه زمانی سفر در زمان می‌گویند، مشابه به آنچه روی زمین رخ می‌دهد و از مکانی به مکان دیگر می‌رویم. تعریف دیگر سفر در زمان، سفر خیالی و فرضی به گذشته و آینده است، برای مثال می‌توان به آنچه که در خواب رخ می‌دهد، اشاره کرد.

او در ادامه تبیین معنای سفر در زمان، افزود: هر پدیده کیهانی یا هر ابزار ساخت بشر که رویای سفر در زمان را برایمان محقق کند، به آن ماشین زمان می‌گوییم. سفر زمانی و ماشین این سفر در ۱۸۹۵ میلادی برای اولین بار از سوی جورج ولز (George Wells) و در رمانش به نام «سفر زمانی» مطرح شد که از پرفروش‌های علمی ـ تخیلی دوران خود بود. به‌طورکلی، سفرهای زمانی را می‌توان به ۴ دسته و با این عناوین تقسیم کرد:مشاهده گذشته، دخالت در گذشته، مشاهده آینده و دخالت در آینده.

فواید سفر در زمان چیست؟

این مدرس و محقق در باب مزایای سفر در زمان، چنین توضیح داد: یکی از مهم‌ترین فواید آن جلوگیری از وقوع اتفاقات شوم و جُرم است، در ‌صورتی که علتشان را از میان ببریم. پژوهش در گذشته نیز یکی از فواید آن‌ است. برای نمونه، تاریخی که در دسترس ماست، بی‌نقص نیست و با سفر در زمان می‌توان آن را تکمیل کرد. اصلاح رفتارهای شخصی نیز با سفر در زمان ممکن می‌شود. به این موارد باز هم می‌شود. اما این سفر معایبی هم دارد. تغییر دادن بخشی از گذشته ممکن است، پیامدهای ناگواری بر حال یا آینده داشته باشد. از طرفی، می‌تواند این احساس را در آدمی ایجاد کند که بر سرنوشت خویش تسلط بی‌چون‌ و چرا دارد و حس خدا بودن او را احاطه کند.  

بیشتربخوانید

وی تاکید کرد که پیش از پرداختن به اصل سفر زمانی باید دو بحث نسبیت خاص و عام بررسی شود. بنابراین گفت: نسبیت خاص را آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ میلادی مطرح کرد. این موضوع دو اصل دارد؛ نخست اینکه سرعت نور ثابت است که در خلأ همان ۳۰۰هزار کیلومتر بر ثانیه به شمار می‌رود. و این مستقل از منبع خود نور است. بر اساس اصل دوم، قوانین فیزیک در همه چهارچوب‌های لَخت مشابه است. چهارچوب لَخت یعنی چهارچوبی که سرعتی ثابت دارد؛ به عبارتی اگر دو نفر را یکی در ایستگاه قطار فرض کنیم و یکی را در خود قطار که با سرعت دارد حرکت می‌کند، آن‌ها از نظر قوانین فیزیکی کاملاً شبیه به هم هستند.  

نفیسی، دارنده رتبه‌ برتر جشنواره خوارزمی ۱۳۷۰ شمسی، ادامه داد: یکی دیگر از پیامدهای نسبیت خاص آن است که هم‌زمانی نسبی می‌شود. به عبارتی، وقتی دو اتفاق به‌طور هم‌زمان رخ می‌دهد، از نگاه ناظران مختلف، متفاوت خواهد بود. مبحث بعدی در نسبیت خاص آن است که ساعت‌ها یا زمان در دستگاه‌های مختلف یکسان نیست. نتیجه دیگرش آن است که وقتی در حرکتیم و نسبتاً سرعت زیادی داریم، انقباض نور و افزایش جِرم اتفاق می‌افتد. هم‌عرضی جِرم و انرژی نیز یکی دیگر از نتایج نسبیت خاص به شمار می‌رود.

نسبیت عام نیز پس از نسبیت خاص مسئله مهمی است که فهم آن برای ورود به موضوعِ سفر در زمان حائز اهمیت است. این دانش‌آموخته دکتری اخترفیزیک و نجوم از دانشگاه اصفهان تشریح کرد: نسبیت عام را می‌توان در دو عبارت و به اختصار بیان کرد. نخست: جِرم روی فضا ـ زمان اثر می‌گذارد و به آن می‌گوید که چگونه خمیده شود. دوم: فضا _ زمان نیز روی جِرم اثر می‌کند و می‌گوید که چگونه به حرکت درآید. وقتی از نیروی گرانش صحبت می‌کنیم همین دو گزاره منظورمان است.

او در نظر به قسمتی دیگر از پیامدهای نسبیت عام این‌گونه اشاره کرد: قرمزگرایی گرانشی نیز اثر دیگر این نسبیت است که می‌توان از ابعاد مختلف به آن نگاه کرد. در قرمزگرایی مقصود آن است که وقتی به نور ستاره‌ای نظر می‌کنیم، طول موج یا نورهای متفاوتی به چشممان می‌آید که دلیلش طول متفاوت ستاره‌هاست.

پژوهشگر حوزه‌های اخترفیزیک سپس در ابعاد گوناگون سفر به آینده تأمل کرد و گفت: همه ما مسافر آینده هستیم؛ اما بسیار کُند و در هر ثانیه یک ثانیه به آینده می‌رویم. اما از طرف دیگر، چون همه به‌طور مشترک و به اندازه‌های یکسان رو به آینده داریم، اصلاً نیازی نیست که نامش را سفر بگذاریم. به بیان دیگر، اگر کاری کنیم که زمان برای دیگران تندتر از ما بگذارد، ما به آینده آن‌ها سفر خواهیم کرد.

چگونه به آینده سفر کنیم؟

با توجه به مقدمه گفته‌شده دو راه اصلی برای سفر به آینده پیش روی بشر است که این منجم درباره‌شان تشریح کرد: در واقع یا از نسبیت خاص می‌توان به آینده سفر کرد و بر اساس آن سرعت‌ها را کم کرد. یا می‌توان بر اساس نسبیت عام که طبق آن میدان گرانشی قوی‌تر، زمان را کُندتر می‌کند. پس یا باید سرعت شخص خودمان را زیادتر کنیم یا به میدان گرانشی قوی‌تری پا بگذاریم.

اکنون پرسشی مطرح می‌شود که دو مسئله یادشده در جهان امروز و در مقام عمل آیا جایگاهی دارد؟ این پژوهشگر درباره‌ بحث اخیر بیان کرد: ماهواره‌هایی که دور زمین می‌چرخند و کار جی‌پی‌اس را انجام می‌دهند، در هر روز ۷ میکرو ثانیه زمان برایشان کُندتر می‌گذرد و ازاین‌رو به همین مقدار به آینده ما سفر می‌کنند. آن‌ها در ۲۰ کیلومتری زمین قرار دارند. کاوشگر خورشیدی سریع‌ترین ساخته دست انسان است که در سال ۲۰۱۸ میلادی پرتاب شده است. ۷۴هزارم سرعت نور، سرعت این کاوشگر است. بنابراین، با وجود این وسایل پرسرعت، هنوز بسیار مانده تا به سرعت نور برسیم.

این فیزیک‌دان در ادامه بحث سفر به آینده تشریح کرد: نمونه‌های دیگری از این وسایل هم وجود دارد که شاید بتوانند پُل سفر به آینده باشند؛ مانند دستگاهی که پروتون‌ها در آن نگهداری می‌شود. میون‌ها یا ذرات ناپایداری که بالای جو تولید می‌شوند مثال دیگرش است. میون‌ها ویژگی‌های متعددی دارند، از جمله آنکه طول عمرشون بسیار کم و فقط دو میلیونم ثانیه است. به‌وسیله منجمد کردن افراد و بعد بیدارکردن آنان در زمان دیگر هم می‌توانیم آن‌ها را به آینده ببریم. این امر باز هم قابل بحث و بررسی است، اما در یک جمع‌بندی باید گفت ما از طریق ایجاد سرعت‌های زیاد می‌توانیم به آینده سفر کنیم.

آیا سفر به گذشته امکان پذیر است؟

این ستاره‌شناس در تشریح سفر به گذشته، ضمن طرح دوباره نسبیت خاص و عام چنین ذکر کرد: طبق نسبیت عام وقتی فضا _ زمانی را در اختیار داشته باشیم، با خمیده‌کردن آن و درآمدن آن به شکل حلقه و قرارگرفتن در امتداد آن، راه سفر به «گذشته خودمان» فراهم می‌شود. پدیده‌ای موسوم به آشناپنداری وجود دارد؛ یعنی ممکن است گاهی تجربه‌ای در زندگی داشته باشیم که در نظرمان تکراری بیاید. گویی مثل آن را قبلاً دیده‌ایم. موقع سفر به گذشته نیز همین حالت آشناپنداری برای ما به وقوع می‌پیوندد.

این عضو هیئت‌علمی گروه فیزیک دانشگاه بیرجند در ادامه سفر به گذشته توضیح داد: در حلقه‌های زمانی فوق کرم‌چاله‌ها نقشی بسیار مهم بر عهده دارند. به‌لحاظ تئوری کرم‌چاله‌ها یک راه‌حل از جواب‌های معادله نسبیت عام اینشتین هستند. بر این اساس، اگر نسبیت عام اینشتین را حل کنیم، در وضعیت‌ها و شرایط مختلف به پاسخ‌های متعددی می‌رسیم که سیاه‌چاله یکی از آن‌هاست. پیش‌تر، فقط در دایره تئوری بود. اما امروزه دانشمندان سیاه‌چاله‌ها را مشاهده کرده‌اند. سفیدچاله نیز پاسخی دیگر به آن نسبیت عام به شمار می‌رود. همین چاله‌ها می‌توانند زمینه سفر ما به گذشته را فراهم کنند. اما با در نظر گرفتن این چاله‌ها پی می‌بریم که بشر تا سفر در زمان راه درازی پیش رو دارد و این به علت برخی ویژگی‌های خاص آن‌هاست. قابل ذکر است که هنوز دانشمندان به دیدن کرم‌چاله‌ها موفق نشده‌اند.

این پژوهشگر کشورمان در فرصت محدود نشست که در اختیار داشت به دیگر راه‌های سفر در گذشته نیز اشاره و عرض کرد: یکی از آن‌ها مدلی به اسم «مالاری» است که در آن به دو خودروی معمولی نیاز داریم. در آن‌ها با تمرکز به تکیدگی‌شان به‌گونه‌ای که چگالی و دما و فشارشان بی‌نهایت باشد، سفر به گذشته ممکن می‌شود. به این موارد، راهکارهای دیگری، مانند «استوانه تیپلر» یا سیاه‌چاله‌ها، را هم می‌توان اضافه و آن‌ها را بررسی کرد. بسیاری از آن روش‌ها در قلمرو تئوری تأییدشده هستند. اما هنوز در واقعیت به دانش و تکنولوژی‌شان نرسیده‌ایم.  

سفرهای زمانی و «پارادوکس پدربزرگ»

نفیسی در خاتمه بحث انواع سفر به گذشته و آینده گفت که سفر به گذشته به‌لحاظ منطقی دشوارتر است. به جز این مقایسه، مسئله مهمی در باب سفرهای زمانی وجود دارد که به «پاردوکس پدربزرگ» شهره است. او بیان کرد: پارادوکس در کل، جمله یا وضعیتی است که از نظر منطقی نه می‌توان گفت درست و نه می‌توان گفت غلط به شمار می‌آید. رفتن به گذشته نیز با عیبی معروف به پارادوکس پدربزرگ همراه است.

او در دنباله پارادوکس کوشید تا با چند مثال‌ بحث را قابل‌فهم‌ کند و چنین آورد: یک دختربچه و پدربزرگش را در نظر بگیرید. این دختربچه اگر به جوانی پدربزرگ خود سفر کند، یعنی به گذشته برود و برای مثال او را یا جوانی او را بکشد. در واقع علت وجودی خودش را هم از میان برده است؛ بنابراین هم نوه و هم پدربزرگ نیست و ناپیدا می‌شوند.

این مدرس فیزیک و نجوم اضافه کرد: پارادوکس به شکل‌های مختلف درخور اعتنا است. نمونه دیگرش آن است که یک انجمن صلح‌دوست به گذشته برود و بخواهد با کشتن آدولف هیتلر از وقوع جنگ جهانی دوم جلوگیری کند. این مسئله به سادگی به زبان می‌آید، اما در عمل حتی اگر تحقق یابد ممکن است پیامدهای ناگواری داشته باشد. بعید هم نیست هیتلری دیگر سر در آورد!

او در پایان بحث خود خاطرنشان کرد: پرداختن به بحث پارادوکس برای شوخی و سرگرمی نیست. علت طرح پارادوکس این است که هر نظریه‌ای باید آن‌قدر قدرتمند باشد که بتواند پارادوکس‌های ایجاد شده در درون خود را حل کند. بدون حل پارادوکس ما به نظریه دقیق و مورد اعتمادی نمی‌رسیم. بسیاری از دانشمندان به دلیل همین پارادوکس پدربزرگ، سفر در زمان را غیرعملی می‌دانند. بنابراین، پیش از مسافرت در تونل زمان باید پارادوکس‌های پیش رویمان را حل کنیم. 

منبع: ایسنا