بیگ بنگ: فیزیکدانان استرالیایی سیستمی ساخته‌اند که می‌تواند به شبیه‌سازی چگونگی رفتار یک ذره کوانتومی در زمان سفر از میان منحنی زمانی بسته و تعامل با نسخه جوانتر خود بپردازد.

به گزارش ایسنا، سفر در زمان آرزوی همیشگی انسان بوده و فیزیکدانان نظریات زیادی را در مورد آن مطرح کرده‌اند. نظریه مشهور نسبیت عمومی اینشتین، سفر در زمان را ممکن دانسته است؛ بر این اساس، یک میدان گرانشی با نیروی کافی مانند میدان ایجاد شده توسط یک سیاهچاله می‌تواند فضا-زمان را به اندازه‌ای خم کند که آن را بر روی هم قرار دهد.

این خم شدن می‌تواند راهی را در میان فضا-زمان ایجاد کند که به نقطه اصلی آغازین خود باز می‌گردد. فیزیکدانان این حلقه سفر در زمان را «منحنی زمانی بسته» (CTC) می‌نامند. منحنی زمانی بسته باعث ناامیدی دانشمندان شده، زیرا آن‌ها با تضادهای زیادی مانند تضاد پدربزرگ روبرو شدند که بر اساس آن، سفر در زمان ممکن نیست، زیرا انسان نمی‌تواند پدربزرگش را پیش از تولدش ملاقات کند. اگر انسان وارد منحنی زمانی بسته شده، در زمان سفر کرده و با پدربزرگش ملاقات نکند، هرگز نمی‌تواند از این منحنی خارج شود. با این کار، اصول علت و معلول فرو می‌پاشد.

اینشتین پیش‌بینی کرد که منحنی‌های زمانی بسته بخشی از درک متعارف انسان از فیزیک بشوند، اما هیچگاه بدون یک تضاد نمی‌توان سفر در زمان را ممکن ساخت. در حالیکه نسبیت عام اینشتین تقریبا جهان کلان مانند سیارات و کهکشان‌ها را توصیف می‌کند، مکانیک کوانتومی به توصیف جهان کوچک از اشیایی مانند اتم‌ها و ذرات می‌پردازد. این دو قانون بخوبی در کنار هم قرار نمی گیرند و فیزیکدانان هنوز در حال کار برای سازگار کردن آن‌ها با یکدیگر هستند. ریاضیات پشت مکانیک کوانتومی نشان می‌دهد که سفر در زمان از طریق منحنی زمانی بسته نه تنها ممکن است، بلکه می‌تواند بدون ایجاد هیچگونه تضاد انجام شود. از این رو، زمانی که یک جسم بزرگ مانند انسان نمی‌تواند بدون ایجاد تضاد در زمان سفر کند، این امر برای اجسام ریز مانند ذرات امکان‌پذیر است.

اکنون محققان دانشگاه کوئینزلند استرالیا یک شبیه‌ساز ماشین زمان ساخته‌اند که می‌تواند رفتار یک ذره کوانتومی در زمان سفر در زمان را تقلید کند. فیزیکدانان سفر یک ذره از میان منحنی زمانی بسته را با شلیک ذرات نور درهم‌تنیده درون یک مدار شبیه‌سازی کردند. ذرات درهم ‌تنیده از ذره والد ساخته می‌شوند، از این رو به یکدیگر شبیه بوده و هر نیرویی که بر یکی وارد شود، فورا دیگری را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد.

ذرات درهم تنیده از میان مدار گذشته و به یک شکاف‌دهنده پرتو دوقطبی برخورد می‌کنند که آن‌ها را از هم جدا کرده و در نتیجه می‌توانند با یکدیگر به تعامل بپردازند. محققان قطبش هر جفت ذره تحت آزمایش را پیش از ارسال آن در شبیه‌ساز ماشین زمان کدگذاری کردند تا قطبش هر ذره پس از خروج اندازه‌گیری و با ذره اولیه مقایسه شود. نتیجه این آزمایش نشان داد، تعامل بین ذرات بدون تضاد بوده و ذرات کوانتومی به همان شکل ابتدایی از ماشین زمانی خارج شدند. اگرچه سفر در زمان هنوز ممکن نیست، اما این شبیه‌سازی به این معنی است که در آینده احتمال به واقعیت پیوستن آن وجود دارد. این آزمایش همچنین هر دو قانون نسبیت عام و مکانیک کوانتومی را با هم سازگار کرد.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: businessinsider , nature , phys