بر اساس یک مدل ریاضیاتی جدید، بدون هیچ تناقضی می‌توان در زمان سفر کرد

فرادید | اگرچه سفر به گذشته یا آینده، بیشتر مربوط به داستان‌های علمی-تخیلی بود، اما وقتی در دهه‌ی اخیر، نقل محافل علمی شد، امید‌ها برای دستیابی به آن، جان تازه‌ای گرفت. تصور کنید به گذشته برمی‌گشتید و جلوی تولد خود را می‌گرفتید، چه اتفاقی می‌افتاد؟ بزرگسالی شما در این جهان بود، اما کودکی‌تان نه! مگر می‌شود؟ جواب این سوال باعث مطرح شدن نظریه‌ی جهان‌های موازی شد. همه چیز بر اساس یک نظریه شکل گرفته است. در واقع تاکنون، سفر در زمان تنها روی کاغذ امکان‌پذیر است.

به گزارش فرادید؛ با توجه به مدل سازی ریاضی ژرمین توبر (Germain Tobar) دانشجوی دانشگاه کوئینزلند (Queensland) سفر در زمان از لحاظ نظری، امکان‌پذیر است. توبر با تحقیق روی اعداد مربع به این نتیجه رسیده است که بدون ایجاد پارادوکس می‌توان به گذشته سفر کرد.

نتایج مطالعات توبر تحت نظارت فیزیکدان UQ دکتر فابیو کاستا (Fabio Costa) در مجله Classical and Quantum Gravity منتشر شده است. توبر بیان می‌کند:

«دینامیک کلاسیک می‌گوید اگر شما وضعیت یک سیستم در یک زمان خاص را بدانید، می‌توانید از کل تاریخچه سیستم مطلع شوید. این موضوع طیف گسترده‌ای از کاربرد‌ها را شامل می‌شود، از جمله امکان ارسال موشک به سیارات دیگر و مدل سازی نحوه جریان مایعات.

به عنوان مثال، اگر من موقعیت و سرعت فعلی جسمی را که تحت نیروی جاذبه در حال سقوط است بدانم، می‌توانم مکان آن را در هر زمان دلخواه محاسبه کنم. با این وجود، نظریه نسبیت عام اینشتین، وجود حلقه‌های زمانی یا سفر در زمان (که یک رویداد می‌تواند در گذشته و آینده خودش باشد) را پیش‌بینی می‌کند که از لحاظ نظری منجر به مطالعه دینامیک می‌شود. نظریه یکپارچه‌ای که بتواند دینامیک کلاسیک و نظریه نسبیت اینشتین را با هم سازگار کند، جام مقدس فیزیک است. اما دانش فعلی می‌گوید هر دو نظریه به صورت همزمان نمی‌توانند درست باشند. ما به عنوان فیزیکدان، می‌خواهیم بنیادی‌ترین قوانین بنیادی جهان را درک کنیم. سال‌هاست متحیرم که چگونه علم دینامیک می‌تواند مطابق پیش‌بینی‌های اینشتین باشد! آیا سفر در زمان از نظر ریاضی امکان‌پذیر است؟»

توبر و کاستا می‌گویند که آن‌ها راهی برای «مربع کردن اعداد» پیدا کرده‌اند که این محاسبات می‌تواند پیامد‌های جذابی برای علم داشته باشد. دکتر کاستا می‌گوید:

«ریاضیات بررسی می‌کند و نتایج، موارد علمی-تخیلی است. فرض کنید در تلاش برای جلوگیری از شیوع بیماری COVID-۱۹ به زمانی در گذشته که تعداد مبتلایان کرونا، صفر است، سفر کرده‌اید. با این حال اگر از ابتلای افراد جلوگیری کردید، این امر، در وهله اول انگیزه شما را برای بازگشت و متوقف کردن بیماری همه‌گیر از بین می‌برد. این یک تناقض است؛ یک ناسازگاری که اغلب مردم را به این فکر می‌اندازد که سفر در زمان نمی‌تواند در جهان ما رخ دهد. برخی از فیزیکدانان می‌گویند این امکان وجود دارد، اما از نظر منطقی پذیرش آن دشوار است؛ زیرا این امر بر آزادی ما در انجام هرگونه اقدام خودسرانه تاثیر می‌گذارد. این بدان معناست که شما می‌توانید در زمان سفر کنید، اما نمی‌توانید کاری انجام دهید که باعث ایجاد یک تناقض شود.»

با این حال محققان ادعا می‌کنند کار آن‌ها نشان می‌دهد که هیچ یک از این موارد درست نیست و ممکن است وقایع بتوانند خود را تنظیم کنند تا از نظر منطقی با هر عملی که مسافر زمان انجام می‌دهد، سازگار باشند. آقای توبر در پایان بیان می‌کند:

در مثال صفر بیمار کرونا، ممکن است سعی کنید و بتوانید از ابتلای بیمار صفر جلوگیری کنید، اما با این کار شاید ویروس را گرفته و خود شما یا شخص دیگری بیمار شود. مهم نیست شما چه کاری انجام داده‌اید، وقایع مهم در اطراف شما دوباره تنظیم شده و اتفاق می‌افتند. این بدان معناست که اقدامات شما مهم نیست، همه‌گیری اتفاق می‌افتد و به شما انگیزه بازگشت و متوقف کردن آن را می‌دهد. سعی کنید یک پارادوکس ایجاد کنید، رویداد‌ها همیشه خود را تنظیم می‌کنند تا از هر گونه ناسازگاری جلوگیری شود. طیفی از فرایند‌های ریاضیاتی که ما کشف کردیم نشان می‌دهند سفر با زمان با اراده آزاد در جهان ما بدون هیچ گونه پارادوکسی، امکان‌پذیر است.

اجازه دهید مسئله را باز کنیم: دو فرضیه محبوب درباره سفر در زمان مطرح می‌شود: یکی عبور از درون کرمچاله‌ها و دیگری ریسمان‌های کیهانی که در ادامه هریک را جداگانه بررسی می‌کنیم.

بر اساس نظریه نسبیت عام، زمان تنها در جهت مستقیم و رو به جلو در حرکت است و اگر جهتی غیر از این داشت، ما می‌توانستیم به‌جای مرور کردن خاطرات گذشته، از اتفاقات آینده حرف بزنیم. فوق‌العاده هیجان‌انگیز بود، نه؟! با وجود اینکه سفر در زمان، تمام قوانین فیزیکی حاکم را به هم می‌ریزد، اما آنقدر جذاب هست که قید همه چیز را بزنیم و نظریه‌ای برای تحقق آن بسازیم. یکی از این نظریه ها، عبور از درون کرم چاله است.

چرخش سیاه چاله‌ها باعث شکل گیری کرم چاله می‌شود. درون کرم چاله، دو نقطه فرضی فضا- زمان از طریق یک تونل به هم متصل می‌شوند. شاید این دو نقطه، دو نقطه از دو جهان متفاوت باشند. متاسفانه تاکنون هیچ کرم چاله‌ای مشاهده نشده و حتی در صورت وجود هم، طبق نظریه تابش هاوکینگ بسیار ناپایدار بوده و در نتیجه غیر قابل عبور. اما ناامید نشوید! داستان به همین جا ختم نمی‌شود: مطالعات اخیر نشان داده این کرم چاله‌ها دارای ساختار هستند، پس همچنان می‌توانیم به عنوان یکی از گزینه‌های سفر در زمان رویشان حساب کنیم.

فیزیک نظری سعی دارد تا اتفاقات درون کرم چاله را پیش‌بینی کند. فیزیکدان مشهور این روزها، یعنی میچیو کاکو معتقد است نمی‌شود قویا این فرضیه را رد کرد، اما باید در نظر داشت که تامین انرژی لازم برای ساخت ماشینی که بتواند ما را به یک کرم چاله برساند با توجه به وضعیت و توانایی فعلی انسان‌ها امکان پذیر نیست. او می‌گوید این انرژی و توانایی را باید از سیاه چاله‌ها بدست آورد! اگر امکان سفر به کرم چاله فراهم شود قصه آلیس در سرزمین عجایب عینا اتفاق خواهد افتاد! بر خلاف نظر میچیوکاکو، دانشمند دیگری به نام برایان گرین که متخصص حوزه نظریه ریسمان است، شک دارد فرضیه تونل زنی کرم چاله همواره کارایی داشته باشد.

نظریه‌ی دیگری که برای سفر در زمان مطرح شده، فرضیه ریسمان‌های کیهانی است. در این نظریه، فرض می‌شود نوار‌های باریک تک بعدی همچون ریسمان از جنس انرژی در سراسر هستی کشیده شده و این نوار‌ها به‌طور پیوسته در حال گسترش‌اند. برخی دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که این نوار‌های تک بعدی از ابتدای تولد جهان، یعنی چند لحظه بعد از بیگ بنگ وجود داشته‌اند و جرم بزرگی را به‌خود اختصاص داده‌اند. این جرم عظیم به ریسمان‌ها اجازه می‌دهد تا به‌طور حلقه تمام فضا-زمان را احاطه کنند.

اخترشناسی به نام ریچارد گات از دانشگاه پرینستون معتقد است که این ریسمان‌ها، حلقه‌ی بی پایانی هستد و تا بی‌نهایت امتداد دارند. از دید نظری، اگر دو ریسمان دارای ساختار مناسبی باشند، می‌توانند فضا-زمان را خمیده کنند. این خمیدگی، همان ماشین زمان رویایی ماست که سفر در زمان را محقق می‌کند. با این حال، طبق گفته گات، چنین پدیده‌ای فقط برای یک تمدن پیشرفته امکان پذیر است.