به نام خالق زمين و زمان

سفر در زمان غیرممکن است، مگر آن‌که...

دانش های بنیادی - رؤیای سفر در زمان سال‌هاست که ذهن انسان را به خود مشغول کرده؛ اما شبیه‌سازی مهبانگ با استفاده از متامتریال، نشان می‌دهد تا زمانی که آنتروپی در جهان رو به افزایش است، حرکت پیکان زمان معکوس نخواهد شد.

محبوبه عمیدی: اگر از علاقمندان به سفر در زمان باشید، حتما سری «بازگشت به آینده»، دکتر امت براون و خودروی دلورین او را که یک ماشین‌ زمان تمام‌عیار بود، به خاطر می‌آورید. آزمون تازه محققان دانشگاه مریلند که ب؟     

 آلبرت انیشتین (1879-1955) مقاله زیر را شش سال قبل از مرگش در سن هفتاد سالگی برای اولین شماره مجله مانتلی ریویو نوشت. در این هنگام از زمانی که او درجه دکترای خود را در فیزیک با طرح نظریه نسبیت و برابری ماده و انرژی گذراند 44 سال می‌گذشت. تئوری نسبیت اینشتین تاثیر عظیمی بر علم گذاشت و نتایج جدیدی و عمیقی را درباره طبیعت و فضا، زمان، حرکت، ماده، انرژی و روابطی که بر آنها حاکم است، عرضه کرد. به زبان ساده، تئوری او از جمله مطرح می‌کرد که میزان حرکت ساعت در فضا با افزایش سرعت کاهش می‌یابد و اینکه انرژی و ماده برابر و قابل تبدیل به یکدیگرند. این فرمول فرصتی برای تحقیقات بعدی روی اتم فراهم کرد و سرانجام با انفجار اتم به اثبات رسید.

اطلاعات به دست آمده از امکان دسترسی هیتلر به بمب اتمی، نگرانی زیادی را در آستانه جنگ جهانی دوم ایجاد کرده بود. اینشتین به عنوان یک شهروند آلمانی، همراه با عده دیگری از دانشمندان اروپایی از چنگ هیتلر گریخته بود. تردیدی نداشت که اگر بمب به دست دیکتاتور آلمان بیفتد، برای رسیدن به اهداف خود کوچکترین تردیدی در تخریب جهان به خود راه نخواهد داد. از این رو وقتی دانشمندان فیزیک مهاجر، نامه‌ای را در مورد استفاده از بمب اتمی به اینشتین دادند و از او خواستند که وی از شهرت خود استفاده کرده و آن را با امضای خود برای فرانکلین روزولت رئیس جمهور آمریکا بفرستد، او چنین کرد.

تصور انیشتین این بود که ایالات متحده و بریتانیا جوامعی دموکراتیک هستند و دستیابی به بمب اتمی از طرف آنها فقط برای آزادی انسان به کار خواهد رفت. دولت ایالات متحده با استفاده از فیزیکدانان مهاجر و دانشمندان بریتانیایی، طرح محرمانه «مانهاتان» را در سال 1939 پی ریخت و دانشمندان به کار مطالعه و ساخت بمب اتمی پرداختند. سرانجام ایالات متحده در 16 ژوئیه 1945 اولین بمب اتمی را در کشاکش جنگ در صحرای الاموگوردو در نیومکزیکو آزمایش کرد. با انفجار این بمب، دمای سطح زمین در محل انفجار به صدمیلیون درجه فارنهایت، یعنی سه برابر حرارت داخل خورشید و ده‌هزار برابر دمای سطح آن، رسید. تمامی اشکال حیات، از روییدنی‌ها تا جانداران، به شعاع 5/1 کیلومتری مرکز انفجار کاملا نابود شدند. پس از انفجار، ژنرال لزلی گرووز مدیر طرح مانهاتان به معاون خود گفت: «جنگ به پایان رسید. یک یا دو بمب اتمی کار ژاپن را تمام خواهد کرد.»

پرزیدنت هاری ترومن که در کنفرانس پتسدام شرکت کرده بود، از موفقیت این انفجار مطلع شد و متعاقب آن به ژاپن اولتیماتوم داد. کمتر از دو ماه بعد، ایالات متحده دو بمب اتمی خود را به ترتیب در روزهای 6 و 9 اوت در هیروشیما و ناگازاکی منفجر کرد. نتایج دهشتناکی که این بمبها به جا گذاشتند تا آن زمان برای بشریت ناشناخته بود.

انفجار بمب با انفجار تصورات خوشبینانه اینشتین نسبت به دولتمردان ایالات متحده و بریتانیا مقارن بود. اینشتین که شاهد نادیده گرفتن درخواستهای دانشمندان در مورد عدم استفاده از بمب اتمی علیه ژاپن بود، عمیقا دریافت که اگر دانشمندان به دور و برکنار از فعالیت اجتماعی، تنها به کشفیات علمی خود دل خوش کنند، به ابزار خطرناک و بی اراده ای در دست سیاستمداران بی تقوا و بازیگر تبدیل خواهند شد. اینشتین از آن پس با همه شهرت جهانی، بیشترین تلاش خود را معطوف به استقرار یک دولت جهانی کرد. او توصیه می کرد که نمایندگان این دولت، مستقیما از طرف ملتها انتخاب شوند و امیدوار بود از طریق چنین سازمانی بتوان صلح و امنیت جهان را تامین کرد.

در عین حال وی از این امر غافل نبود که حاکمیت سرمایه در جهان سرمایه داری،‌کنترل اطلاعات و دخالت تعیین کننده در انتخابات، نهادها و سازمانهای اجتماعی را به گونه ای شکل می دهد تا سود بیشتری به دست آورد. و نیز به صور پیچیده ای، به طور مستقیم یا غیر مستقیم از آگاه شدن مردم برای استفاده از حقوق طبیعی شان جلوگیری می کند. در نتیجه فقر، فحشا و فساد را گسترش می دهد و با نهادینه کردن جهل، به فلج کردن وجدان و آگاهی افراد جامعه می پردازد.

اینشتین به جز استقرار نظام سوسیالیستی، راهی برای نجات انسان از فاجعه نظام سرمایه داری، که انسان را در تمام سطوح به ابزار بی اراده ای تبدیل می کند، نیافت. از این رو در سال 1939 در میان طوفانی از تهمت‌ها و حملاتی که به اتهام کمونیست بودن در ایالات متحده به وی نسبت داده شد، نظرات خود را شجاعانه درباره سوسیالیسم برای اولین شماره مانتلی ریویو نوشت. مقاله زیر ترجمه ای از این نوشته است.

ا شبیه‌سازی مهبانگ در فضایی بند‌انگشتی اجرا شده، نشان می‌دهد رؤیایی سفر در زمان در دنیای ما محقق نخواهد شد و باید به تماشای ماشین‌های زمان در آثار علمی‌تخیلی اکتفا کنیم.

به گزارش نشنال‌جئوگرافی، ایگور اسمالیانینو و یو- جو هانگ از دانشگاه مریلند، با استفاده از خواص متامتریال، دستگاهی ابداع کرده‌اند که نشان می‌دهد «پیکان زمان» تنها در یک جهت حرکت خواهد کرد و قادر نیست با بازگشت مجدد روی مسیر پیشین، اثر بروز وقایع و رخدادها را از میان ببرد.

متامتریال برای ایجاد فضای سه‌بعدی
دستگاه شبیه‌سازی که توسط محققان دانشگاه مریلند ساخته شده، با 20 میلی‌متر طول از قرار گرفتن رشته‌های طلا و پلاستیک به تناوب در کنار یکدیگر ایجاد شده و ساختاری دارد که می‌تواند جهت پرتوهای نور را منحرف کند.

ماده به کار گرفته‌شده در این دستگاه نوعی متامتریال است که در سال‌های اخیر انواع دیگر آن برای تولید شنل نامرئی یا ابرعدسی‌ها که می‌توان به وسیله آنها طول‌موج‌های کوتاه‌تر از طول‌موج مرئی را تماشا کرد، استفاده شده‌اند.

متخصصان اخترفیزیک نیز با استفاده از خواص این ماده به ایجاد سیاهچاله‌ مصنوعی و شبیه‌سازی جهان‌های موازی دست زده‌اند.
شیوه استفاده محققان دانشگاه مریلند از این ماده نیز جالب‌توجه است. به دلیل خاصیت منحصربه‌فرد متامتریال در انحراف نور، معادلاتی که عبور ذره در زمان را نشان می‌دهند، مشابه معادلاتی خواهند بود که حرکت فوتون‌ها و دیگر ذرات کوانتومی مانند پلاسمون‌ها -ذراتی که از ارتعاش الکترون‌های آزاد در محیط پلاسما شکل می‌گیرند- را توضیح می‌دهند.

اسمالیانینو می‌گوید: «در این نوع مواد، حرکت پلاسمون‌ها بسیارشبیه به حرکت ذرات در فضای مینکووسکی (چهاربعدی) خواهد بود. در نتیجه این ابزار مدل کوچکی از جهان 4بعدی را ایجاد خواهد کرد که حرکت افقی در سطح متامتریال معرف حرکت سه‌ بعد فضایی و حرکت عمودی مشابه حرکت بعد چهارم یعنی زمان خواهد بود».

جهان بی‌نظم‌تر از آن است که به زمان فرصت بازگشت بدهد
اسمالیانینو و هانگ، برای آزمون نهایی و شبیه‌سازی مهبانگ در متامتریال از پرتو لیزر سبز استفاده کردند. این پرتو با تحریک اتم‌های طلا باعث تولید پلاسمون‌ها شد و پلاسمون‌ها مانند آن‌چه در مهبانگ پیش‌بینی می‌شود، تنها از یک نقطه به اطراف منتشر شدند اما هر چه بیشتر از یکدیگر فاصله می‌گرفتند، بی‌نظمی در آنها واضح‌تر می‌شد.

مطابق قانون دوم ترمودینامیک، آنتروپی (بی‌نظمی) در سیستم‌های بسته با گذشت زمان افزایش می‌یابد و این دقیقا اتفاقی است که در این سیستم نیز رخ داده است.

اگر سفر در زمان در دنیای ما ممکن باشد، باید در این مدل پلاسمون‌ها بتوانند عینا مسیری را که پیش از این طی کرده‌اند، دوباره طی کنند. آنتروپی سیستم، عبور از مسیر پیشین را غیرممکن خواهد کرد و می‌دانیم که این آنتروپی با گذشت زمان باز هم در حال افزایش است.

نتیجه اینکه اگر این آزمایش بی‌نقص باشد، باید رؤیای سفر در گذشته و آینده را برای همیشه فراموش کنیم. اما این آزمایش مخالفانی هم دارد که استفاده از متاتریال و خواص آنرا چندان صحیح نمی‌دانند، به شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای و نتایج حاصل از آن اعتماد بیشتری دارند یا از نظر آنها این آزمون بسیار پیش‌پا‌افتاده طراحی شده است.

آندریاس آلبریخت، کیهان‌شناس دانشگاه کالیفرنیا که یکی از این مخالفان است، ایده جالبی دارد، او می‌گوید: «سفر در زمان تنها به نقطه‌ای بستگی دارد که دارید روی آن زندگی می‌کنید. شاید این سفر در جهان ما غیرممکن باشد اما می‌توانید جهان دیگری را تصور کنید که آنتروپی آن مرتب در حال افزایش و کاهش است. در این جهان فنجان‌های شکسته به حالت اول‌شان برخواهند گشت، پیرها جوان می‌شوند و همه چیز باز هم طبیعی است. فکر نمی‌کنید بهتر باشد ما هم کمی ذهنیت‌مان در مورد گذشته، حال و آینده را تغییر بدهیم».سفر در زمان یک واقعیت؟

       یکی از جالبترین افکار بشر، ایده جابجایی در بعد زمان است.
 

البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را میخوانید، زمان در حول و حوش و به پیش میرود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل میشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ میشویم و میمیریم. پس زمان در جریان است.

آلبرت اینشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگه شیئی به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت میگیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک بشود جرم نسبی ان به بینهایت میل میکند لذا نمیشود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یه روز این مشکل هم حل شود. بر خلاف نویسنده ها و خیالپردازها که فکر میکنند سفر در زمان باید با یک ماشین انجام شور، دانشمندان بر این عقیده هستند که اینکار به کمک یک پدیده طبیعی صورت میگیرد. در این خصوص سه پدیده مد نظر است: سیاهچاله های دوار، کرم چاله ها و ریسمانهای کیهانی.

سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از ان فرار کند

.    

      اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یه نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در انجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یه نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برا همین ته قیف یه قاعده داره که به شکل حلقه اس. مثل یک قیف واقعی است که تهش باز است. همین نوع سیاهچاله است که میتواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله میرسد که درست عکس ان عمل میکند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب میکند. از همین جاست که میتوانیم پا به زمانها و جهان های دیگر بگذاریم.

        کرم چاله : یک سکوی دیگر گذر از زمان است که میتواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته اند و میکشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد میشود.

اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله ای که ان توپ ایجاد کرده است میرود. این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میکنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگه فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یه محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین ان خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرد، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد میکنند میتواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل میگویند کرم چاله.

این امید است که یک کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشد. در اصل میشود گفت کرم چاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یه سفیدچاله است و میتواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب میتواند ما را در زمان جابجا کند. آخرین راه سفر در زمان ریسمانهای کیهانی است. طبق این نظریه یک سری رشته هایی به ضخامت یه اتم در فضا وجود دارند که کل جهان را پوشش میدهند و تحت فشار خیلی زیادی هستند. اینها هم یه نیروی جاذبه خیلی قوی دارند که هر جسمی را سرعت میدهند و چون مرزهای فضا زمان را مغشوش میکند لذا میشود از انها برای گذر از زمان استفاده کرد.

تونل زمان : واقعیت یا خیال ؟

حالا اینها رو گفتیم ولی چند اشکال در این کار است. اول اینکه اصلا نفس تئوری سفر در زمان یک پارادوکس است. پارادوکس یا محال نما یعنی چیزی که نقض کننده(نقیض) خودش در درونش است. یک مثال :اگه خدا میتواند هر کاری را انجام دهد پس آیا میتواند سنگی درست کند که خودش هم نتواند تکانش دهد؟ این یک پارادکس است چون اگر بگوییم آری پس انوقت با اینکه خدا هرکاری را میتواند انجام دهد متناقض است و اگر بگوییم نه باز هم همان میشود یعنی خدا هر کاری را نمیتواند انجام دهد. یک مثال دیگر این است که اگر من در زمان به عقب برگردم , به تاریخی که هنوز بدنیا نیامده بودم پس چطور میتوانم انجا باشم. یا مثلا اگر برگردم و پدربزرگ خودم را بکشم پس من چطور بوجود اومده ام؟ یک راه حلی که برای این مشکل پیدا شده است، نظریه جهانهای موازی است. طبق این نظریه امکان دارد چندین جهان وجود داشته باشد که مشابه جهان ماست اما ترتیب وقایع در انها فرق میکند. پس وقتی به عقب برمیگردیم در یک جهان دیگر وجود داریم نه در جهانی کهدر ان هستیم. طبق این نظریه بینهایت جهان موازی وجود دارد و ما هر دستکاری که در گذشته انجام بدهیم یک جهان جدید پدید می اید