توانایی سفر در زمان، چه برای رفع اشتباهی در گذشته باشد و چه به دست آوردن بینشی نسبت به آینده، مدتهاست که توسط داستان های علمی تخیلی مورد استقبال قرار گرفته و توسط فیزیکدانان نظری مورد بحث قرار گرفته است. در حالی که بحث در مورد امکان سفر به گذشته ادامه دارد، فیزیکدانان به این نتیجه رسیده اند که سفر به آینده قطعاً امکان پذیر است.
چگونه می توان به آینده سفر کرد؟
بیش از 100 سال پیش، دانشمند مشهوری به نام آلبرت انیشتین ایده ای در مورد چگونگی کارکرد زمان ارائه کرد. او آن را نسبیت نامید. این نظریه می گوید که زمان و مکان با هم مرتبط هستند. انیشتین همچنین گفت که جهان ما محدودیت سرعت دارد: هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور (186000 مایل در ثانیه) حرکت کند.
به عنوان بخشی از نظریه خود، انیشتین خود فضا را دوباره تصور کرد. او عبارت فضا-زمان را ابداع کرد که سه بعد فضا و یک بعد زمان را در یک اصطلاح واحد ادغام می کند.
انیشتین به جای اینکه فضا را مکانی صاف و سخت بداند که همه اشیاء جهان را در خود جای می دهد، آن را منحنی و نرم و قابل انعطاف تصور کرد که می تواند در اطراف توده هایی که اجسام دیگر را به داخل می کشد، شیب های گرانشی ایجاد کند، همانطور که یک توپ بولینگ که در مرکز ترامپولین قرار می گیرد باعث می شود هر شی کوچکتری که روی ترامپولین قرار می گیرد به سمت مرکز بلغزد.
هرچه یک جسم به مرکز شیب نزدیکتر شود، سریعتر شتاب می گیرد. مرکز شیب گرانشی زمین در هسته زمین قرار دارد که در آن شتاب گرانشی قوی‌ترین است. طبق نظریه انیشتین، از آنجایی که زمان با سرعت بیشتری در فضا حرکت می کند، هرچه جسم به مرکز زمین نزدیکتر باشد، زمان برای آن جسم کندتر حرکت می کند.
این اثر را می توان در ماهواره های GPS که در 20200 کیلومتری سطح زمین در مدار قرار می گیرند، مشاهده کرد. این ماهواره ها دارای ساعت های بسیار دقیقی هستند که به دلیل اتساع یا فراخی زمان به طور متوسط 38 میکروثانیه در روز افزایش می یابد. در حالی که این افزایش زمان ناچیز به نظر می‌رسد، ماهواره‌های GPS برای حفظ موقعیت‌یابی دقیق جهانی به ساعت‌های داخلی خود متکی هستند. دویدن با سرعت 38 میکروثانیه منجر به خطای موقعیت یابی نزدیک به 10 کیلومتر می شود، خطایی که اگر اختلاف زمانی دائماً اصلاح نشود، روزانه افزایش می یابد.
نمونه دراماتیک تری از اتساع زمان را می توان در فیلم بین ستاره ای مشاهده کرد، زمانی که متیو مک کانهی و خدمه اش بر روی سیاره ای با میدان گرانشی شدید ناشی از سیاهچاله ای نزدیک فرود آمدند. به دلیل تأثیر گرانشی شدید سیاهچاله، زمان برای خدمه این سیاره به طور چشمگیری کاهش می یابد و یک ساعت روی سطح آن برابر با هفت سال روی زمین است. به همین دلیل است که وقتی خدمه به زمین بازمی‌گردند، دختر متیو مک‌کانهی یک پیرزن است.
پس چرا بشریت موفق به انجام چنین جهش های شدید در زمان نشده است؟
پاسخ به این سوال به سرعت برمی گردد. برای اینکه بشریت بتواند مسافری را به آینده بفرستد، یا باید از شتاب گرانشی شدید ناشی از سیاهچاله ها استفاده کنیم یا مسافر را با سرعت نزدیک به سرعت نور (حدود 1 میلیارد کیلومتر در ساعت) به فضا پرتاب کنیم.
اما اگر روزی فناوری به ما اجازه دهد با سفری نزدیک به سرعت نور، انسانی را به آینده بفرستیم، آیا راهی برای مسافر وجود دارد که از اتساع یا فراخی زمان برای بازگشت به گذشته و گزارش یافته های خود استفاده کند؟ دکتر جیمی متیوز، استاد اخترفیزیک دانشگاه بریتیش کلمبیا، می‌گوید: سفر بین ستاره‌ای نزدیک به سرعت نور ممکن است، [اما] این سفر یکی از راه‌های آینده است، نه بازگشت به گذشته.
اگر نتوانیم از اتساع زمان برای بازگشت به گذشته استفاده کنیم، آیا این بدان معناست که گذشته برای همیشه غیر قابل دسترس است؟ شاید نه. انیشتین پیشنهاد کرد که سفر در زمان به گذشته را می توان از طریق پل انیشتین-رزن، نوعی کرم چاله، به دست آورد. کرمچاله ها نواحی نظری فضازمان هستند که به گونه ای تابیده شده اند که دو نقطه دور از فضا را به هم متصل می کنند.
معادلات انیشتین نشان می دهد که این پل در فضا اگر به اندازه کافی پایدار باشد می تواند به طور فرضی دو نقطه در زمان را به هم متصل کند. متیوز توضیح می‌دهد که در حال حاضر، حتی یک پل انیشتین-روزن را نمی‌توان [برای] بازگشت به گذشته استفاده کرد، زیرا به اندازه کافی عمر نمی‌کند – پایدار نیست.
حتی اگر پایدار بود، به فیزیک دیگری نیاز دارد که ما نداریم. ذرات فرضی و حالت‌های ماده که دارای ویژگی‌های فیزیکی عجیب هستند که قوانین شناخته شده فیزیک مانند ذرات دارای جرم منفی را نقض می‌کنند. به همین دلیل است که کرم چاله ها فقط علمی تخیلی هستند.
در حالی که سفر به گذشته برای دیدن دایناسورها یا ملاقات با آلبرت انیشتین و نشان دادن واقعیت سفر در زمان به او جذاب خواهد بود، شاید بهتر باشد که گذشته دست نخورده باقی بماند. اگرچه اتساع زمان می تواند به ما اجازه دهد نگاهی اجمالی به آینده داشته باشیم، اما هرگز نمی توانیم از گذشته بازدید کنیم.
دیدگاه