هاوکینگ در آخرین کتابش از امکان سفر در زمان صحبت کرد

بیگ بنگ: «استیون هاوکینگ» در کتاب خود با عنوان «پاسخ‌های کوتاه به پرسش‌های بزرگ» که پس از مرگش به چاپ رسید، نوشته: «اگر کسی درخواست کمک مالی برای انجام تحقیقات بر روی سفر در زمان کند، بلافاصله رد می شود.» حق با او بود. همچنین او حق داشت که سفر در زمان مسئله‌ای بسیار جدی است و هنوز میتوان به صورت علمی آن را بررسی کرد.

file fitgmyبه گزارش بیگ بنگ، هاوکینگ با گفتن اینکه هنوز علم نمی تواند این امکان را بطور کامل کنار بگذارد، دیدگاه خوش‌بینانه‌ای نسبت به این پدیده داشت. خب این گفته‌ها ما را به چه مقصدی هدایت می کند؟ در حال حاضر، امکان ساخت ماشین زمان وجود ندارد، اما آیا در آینده چنین امری میتواند تحقق پذیرد؟ بگذارید با تجربه روزمره‌مان بحث را شروع کنیم. ما این قابلیت را سهل می انگاریم که می توانیم همه جا به خانواده و دوستان خود زنگ بزنیم و از آنها بپرسیم که اوضاع زندگی‌شان چطور است و چه کاری انجام می دهند. اما این در واقع چیزی است که ما نمی توانیم هیچگاه از آن سر در بیاوریم. سیگنال‌هایی که صداها و تصاویر آنها را حمل می کنند، با سرعت غیرقابل تصوری حرکت می کنند، اما خوشبختانه آن سیگنال‌ها به زمان محدودی برای رسیدن به ما نیاز دارند. عدم توانایی ما در دسترسی به وضعیت کنونی افرادی که در دوردست قرار دارند، در مرکز نظریه‌های فضا و زمان آلبرت اینشتین نهفته است.

سرعت نور

اینشتین به ما گفت که فضا و زمان بخشی از یک چیز به نام «فضا-زمان» هستند. به همان میزان که به تفکر دربارۀ فاصله در زمان می اندیشیم، باید فاصله در فضا را هم مد نظر قرار دهیم. اگرچه این امر قدری عجیب به نظر می رسد، اما وقتی کسی از ما می پرسد بیرمنگام چقدر با لندن فاصله دارد، به سادگی می گوییم «تقریبا ۲٫۵ ساعت». منظورمان این است که این سفر با سرعت متوسط ۸۰ کیلومتر در ساعت، تقریبا ۲٫۵ ساعت به طول می انجامد. از دیدگاه ریاضی، گفته فوق را میتوان اینطور تفسیر کرد که بیرمنگام تقریبا ۲۰۱ کیلومتر با لندن فاصله دارد. «برایان کاکس» و «جف فورشا» در کتاب خود با عنوان «چرا E=mc2» نوشته‌اند که زمان و فاصله میتوانند مبادله شوند.

اینشتین بر این فرض بود که نرخ تبادل از زمان به فاصله در فضا-زمان امری کلی و جهانی است و سرعت نور نام دارد. هر سیگنال در بهترین حالت می تواند با سرعت نور حرکت کند و نمی تواند از آن سرعت تخطی کند؛ لذا محدودیتی بنیادی بر این مسئله اِعمال می شود که ما چقدر زود می توانیم از اتفاقات سایر نقاط جهان مطلع شویم. پس اینجا علیت وارد کار می شود؛ یعنی معلول باید پس از علتش نمایان شود. برای من، سفر به گذشته و چیدن رویدادهایی که از تولدم پیشگیری می کنند، به معنای قرار دادن معلول (من) قبل از علت (تولدم) می باشد.

حالا اگر سرعت نور جهانی باشد، باید آن را با مقدار ۲۹۹,۷۹۲,۴۵۸ متر بر ثانیه در خلاء اندازه بگیریم. ساعت‌های در حال حرکت باید سریع تر از ساعت‌های ثابت تیک تاک کنند. هر چه سریع تر حرکت کنید، ساعت‌تان نسبت به آنهایی که ثابت و ایستا هستند، کندتر عمل می کند. واژه «نسبی» اینجا اهمیت دوچندان پیدا می کند: در ظاهر، زمان به نظر شما عادی کار می کند. اما از دیدگاه افرادی که ثابت در یکجا هستند، حرکت کندتری خواهید داشت.

اگر می توانستید با سرعت نور حرکت کنید، به صورت منجمد در زمان بنظر می رسیدید. پس چه می شود اگر سریع‌تر از سرعت نور حرکت کنیم؟ آیا همان طور که در آثار علمی – تخیلی دیده‌ایم، به گذشته سفر می کنیم؟ متاسفانه، به بی‌نهایت انرژی نیاز هست تا انسان بتواند به سرعت نور دست یابد؛ چه برسد به آنکه از آن سرعت هم پای فراتر بگذارد. اما حتی اگر این امکان برای ما وجود داشت، زمان به این سادگی به عقب باز نمی گشت. در عوض، دیگر صحبت کردن درباره جلو و عقب منظقی نمی بود. قانون علیت نقض می شد و مفهوم علت و معلول دیگر بی‌معنی می شد.

کرمچاله‌ها

به گفته اینشتین، نیروی گرانش نتیجه خمش فضا و زمان توسط جرم است. هر چقدر میزان جرمی که در یک ناحیه از فضا قرار می دهیم، زیاد باشد، فضا-زمان بیشتری دچار خمش و انحراف می شود و ساعت‌های پیرامون آن به کندی عمل می کنند. اگر جرم کافی را در فضای مورد نظر وارد کنیم، فضا-زمان به قدری خم می شود که حتی نور هم نمی تواند از کشش گرانشی آن بگریزد و سیاهچاله شکل می گیرد.

file buysaاگر قرار باشد به لبه سیاهچاله (افق رویداد) نزدیک شوید، ساعت‌تان تا بی نهایت کندتر از آنهایی عمل می کند که با آن نقطه فاصله دارند. پس آیا می توانیم فضا-زمان را به شکل مناسبی خم کنیم تا روی خودش بسته شود و امکان سفر به گذشته فراهم آید؟ شاید. خمشی که به آن نیاز داریم، میتواند از طریق کرمچاله قابل عبور محقق گردد. اما به تولید چگالی انرژی منفی هم نیاز داریم تا آن را ثبات ببخشیم و فیزیک کلاسیک قرن نوزدهم میلادی مانع این کار می شود. اما نظریه مدرن مکانیک کوانتومی شاید شرایطی را برای تحقق آن مهیا سازد. بر اساس مکانیک کوانتومی، فضای خالی عملا خالی نیست. بلکه با جفت ذراتی پر شده است که پیوسته به وجود آمده و از بین می روند. اگر بتوانیم ناحیه‌ای درست کنیم که در آن، جفت ذرات کمتری در مقایسه با دیگر مکان‌ها به وجود آمده و از بین بروند، این ناحیه میتواند از چگالی انرژی منفی برخوردار باشد.

با این حال، یافتن نظریه‌ای سازگار که بتواند مکانیک کوانتومی را با نظریه گرانش اینشتین ادغام کند، هنوز بعنوان یکی از بزرگترین چالش‌ها در فیزیک نظری باقی مانده است. البته نظریۀ ریسمان شاید احتمال دیگری را عرضه کند. این نظریه اعلام میدارد که فضا-زمان باید ۱۱ بُعد یا بیشتر داشته باشد. آیا میتوان از این ابعاد فضایی بیشتر برای ایجاد میانبر در فضا و زمان استفاده کرد؟ حداقل هاوکینگ به این مسئله امیدوار بود.

پس آیا سفر در زمان امکان دارد؟ درک فعلی ما نمی تواند این امکان را به طور کامل رد کند، اما احتمالا پاسخ آن، خیر است. نظریه‌های اینشتین نمی توانند ساختار فضا-زمان را در مقیاس‌های بسیار کوچک توصیف کنند. و اگرچه قوانین طبیعت غالبا می توانند متناقض با تجربه‌های روزمره ما باشند، اما همیشه از خودسازگاری بهره می برند. پس اجازه نمی دهند پارادوکس‌های زیادی در محیط پیرامون ما به وقوع بپیوندند. علی‌رغم دیدگاه خوش‌بینانه‌ای که هاوکینگ در پیش گرفته بود، وی دریافت که قوانین کشف نشده فیزیک که روزی از نظریات اینشتین پیشی خواهند گرفت، شاید اجازه ندهند اشیای بزرگی مثل من و شما به گذشته و آینده سفر کنیم. البته همچنان جای امیدواری وجود دارد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: theconversation.com

(13 نفر , میانگین : 4٫54 از 5)
لینک کوتاه مقاله : https://bigbangpage.com/?p=80211
منصور نقی لو

منصور نقی لو

کارشناسی مترجمی زبان انگلیسی. علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فرگشت، اکتساب زبان اول، یادگیری زبان دوم و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۲ پاسخ‌ها

  1. بهنام طیبی گفت:

    بسیار عالی

  2. prof.avm گفت:

    خیلی مطلب خوبی بود بیشتر علاقه مند شدم تا کتاب Brief Answers to the Big Questions استیون هاوکینگ رو بخونم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.