نظر علم درباره شرط سفر به زمان

 قدم زدن با دایناسورها یا کشتن هیتلر در کودکی را فراموش کنید، همین که بتوانیم به خود یک ماه پیش‌مان هشدار دهیم دست به فلان اشتباه بزرگ نزند کافی خواهد بود. از طرف دیگر بد نخواهد بود اگر به چند ماه یا سال قبل برگردیم، زمانی که ویروس کرونا هنوز جهان را در وحشت مطلق فرو نبرده بود. البته که هیچ‌کدام از این‌ها امکان‌پذیر نیستند، زیرا سفر در زمان وجود خارجی ندارد. اما آیا می‌تواند وجود داشته باشد؟ برای تهیه این مقاله، نظر برخی از فیزیک‌دانان پرسیده شده است.

سفر در زمان

یک نقطه شروع بدیهی برای این ماجرا آن است که سفر در زمان همین حالا امکان‌پذیر است. همه ما در رودخانه زمان به دام افتاده‌ایم و بی‌رحمانه به آینده سفر می‌کنیم. یک شخص یا شیء می‌تواند آزادانه به هر جهتی درون ابعاد فضایی حرکت کند، اما زمان کاملا خطی است. علی‌رغم این تفاوت‌ها، فضا و زمان به شکلی جدایی‌ناپذیر به مفهوم چهاربعدی فضا-زمان گره خورده‌اند، همانطور که اینشتین بیش از یک قرن پیش این را در نظریه «نسبیت خاص» خود گفت. هرچه با سرعت بیشتری در فضا حرکت می‌کنید، سنجش‌تان از زمان مغایرت بیشتری با سنجش افراد ایستا از زمان خواهد داشت. همین ما را به «پارادوکس دوقلوها» می‌رساند: اگر یکی از دوقلو‌ها در زمین باقی بماند و دیگری به سفری میان ستاره‌ای با سرعت نزدیک به سرعت نور برود، هنگام بازگشت، ساعت کسی که به سفر رفته گذر زمان کمتری را نسبت به ساعت آن که در خانه باقی مانده، نشان می‌دهد. بنابراین مسافر زمانی که می‌خواهد آینده زمین را به چشم ببیند، باید یک فضاپیمای بسیار پرسرعت بسازد، از زمین خارج شود و بعد بازگردد.

کشف دیگر اینشتین، درک این بود که گرانش یک نیرو نیست، بلکه دگردیسی فضا-زمان به خاطر وجود جرم است. او فرمول ریاضیاتی این کشف را نیز در نظریه «نسبیت عام» خود به‌دست آورد. غایی‌ترین شکل این اتفاق در فیلم Interstellar به نمایش درآمده که با حقایق فیزیکی سازگاری دارد. کاراکترهایی که زمان زیادی را درون چاله‌های گرانشی عمیق سپری کرده‌اند، کمتر از افراد بیرون از این چاله‌ها گذر زمان را احساس کرده‌اند. بنابراین یک متد دیگر برای سفر به آینده دور اینست که اندکی زمان را در نزدیکی یک جرم غول‌آسا، مانند یک سیاهچاله سپری کنیم. البته که باید ۱) سیاهچاله‌ای بیابید که در حال تکثیر نباشد (و امواج مرگبار گاما ساطع می‌کند)، ۲) بتوانید به آن برسید و در طول عمر رایج یک انسان بازگردید و ۳) مداری بیابید که با نیروهای جزر و مدی‌اش شما را قیمه‌قیمه نکند. بنابراین گفتنش از انجام دادنش آسان‌تر است.

حرکت با سرعت بیشتر از نور

تا اینجای کار، ما تنها به فرض ماجراجویی کله‌شق پرداخته‌ایم که به آینده دور سفر می‌کند، خانواده و دوستانش را رها می‌کند و هیچوقت به آغوش آنها بازنمی‌گردد. اما آنچه ما معمولا از سفر در زمان انتظار داریم، قابلیت حرکت آزادانه به سمت عقب و جلو است. در اینجا نسبیت نمی‌تواند کمکی به ما کند: برای بازگشت در زمان باید با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کنیم، در این حالت هم جرمی نامحدود خواهید یافت و منفجر خواهید شد. این را هم باید اضافه کرد که حرکت به عقب در زمان، اساسا قانون دوم ترمودینامیک را نقض کرده و منجر به شکل‌گیری انبوهی از پارادوکس‌های سردردآور می‌شود. البته که فیزیک از سردرد دادن به ما لذت می‌برد و برخی از همکاران من نشان‌ داده‌اند که در تئوری، می‌توان نور را از طریق کرمچاله‌ها به عقب فرستاد. من شخصا فلسفه‌ای دیگر دارم: اگر سفر در زمان امکان‌پذیر بود، نباید مسافرین زمان الان اینجا می‌بودند؟ اما اگر واقعا می‌خواهیم به پاسخی قاطع و نهایی راجع به سفر در زمان برسیم، اندکی بودجه بیشتر برای پژوهش روی فیزیک تئوری مورد استقبال قرار خواهد گرفت.

پاسخ واقعی نمی‌دانیم است

پاسخ حقیقی اینست که ما واقعا نمی‌دانیم. سفر در زمان با قوانین فیزیک همسو است، با نظریه نسبیت عام اینشتین همسو است.

در سال ۲۰۰۸ من با نگاه به کاری که داشتیم با پردازش کوانتومی انجام می‌دادیم، دریافتم که می‌توانیم یک نظریه کوانتومی قدرتمندتر و قابل درک‌تر از سفر در زمان به‌دست آوریم: از طریق نظریه کوانتومی تله‌پورت و همینطور نظریه کوانتومی فرار از یک سیاهچاله.

افراد فعال در حوزه مکانیک کوانتوم اکنون باور دارند که شما می‌توانید در فرمی درهم‌ریخته از یک سیاهچاله خارج شوید. من چنین کاری را پیشنهاد نمی‌کنم و قطعا نخستین نفری هم نخواهم بود که نظریه را آزمایش می‌کنم - اما اگر بتوانید از یک سیاهچاله فرار کنید، به معنای واقعی کلمه با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت خواهید کرد و حتی در نظریه نسبیت خاص اینشتین هم اگر بتوانید با سرعت بیشتر از نور حرکت کنید، قادر به ارسال سیگنال‌هایی به گذشته خواهید بود.

طبق نسبیت عام می‌‌توانیم

با کنار هم گذاشتن این‌ها -این حقیقت که نسبیت عام، نظریه‌ای معرکه که مردم هر روز بیشتر به آن اعتقاد می‌آورند، اجازه سفر در زمان را می‌دهد و اینکه همین کار با ترکیب نسبیت عام و مکانیک کوانتوم هم ظاهرا امکان‌پذیر است- به این نتیجه می‌رسیم که در سفر در زمان شدنی است. در دنیای فیزیک، این ذهنیت وجود دارد که اگر کاری امکان‌پذیر است، باید انجامش داد و می‌توان انجامش داد.

از آن‌جایی که تله‌پورت کوانتومی را می‌توان در آزمایشگاه به انجام رساند، ما قادر به تدارک یک آزمایش بوده‌ایم. این آزمایش چیزی بود که آن را معادل اخلاقی ارسال یک فوتون، ذره‌ای از نور، به یک میلیاردم ثانیه قبل در زمان به حساب می‌آورم. ما می‌خواستیم برخی پارادوکس‌های خاص سفر در زمان را امتحان کنیم - مانند پارادوکس پدربزرگ که در آن شخص در زمان عقب رفته، به شکلی اتفاقی (یا عامدانه) پدربزرگ خود را می‌کشد و در نتیجه خودش هیچوقت زاده نمی‌شود و بنابراین هیچوقت نمی‌توانسته به گذشته سفر کند. طبیعتا برای چنین آزمایشی باید کاری می‌کردیم که فوتون، خود گذشته‌اش را از بین ببرد.

کارکرد آزمایش به این شکل است: فوتون وارد ماشین زمان شده و درب را می‌بندد، اگر چراغ قرمز رنگ بیرون ماشین زمان خاموش شود، یعنی فوتون به عقب و به گذشته سفر کرده و می‌توانید ببینید چه اتفاقی افتاده است. آنچه در آزمایش‌مان اتفاق افتاد، شکست خوردن فوتون بود - مهم نبود چقدر تلاش می‌کرد، هیچوقت نمی‌توانست خودش را بکشد.

جای تعجب ندارد که مقاله ما توجه رسانه‌ها را به خود جلب کرد و از آن موقع به بعد، به صورت ماهانه، ایمیلی از یک نفر دریافت می‌کنم که می‌گوید «پروفسور لوید عزیز: من مسافر زمانی هستم که در زمان گیر افتاده‌ام. متوجه شده‌ام که شما یک ماشین زمان دارید. می‌توانید کمکم کنید به زمان خودم برگردم؟». برخی از این نامه‌ها خیلی اندوهبار هستند: یک زن ایتالیایی تا به امروز چندین بار به من نامه نوشته، زیرا می‌خواهد به گذشته بازگردد و به خواهرش راجع به تصادفی که باعث مرگ او می‌شود هشدار بدهد. واقعا غم‌انگیز است. به او می‌گویم که نمی‌توانیم چنین کاری انجام دهیم و حتی اگر بتوانیم، باز هم نمی‌توان گذشته را تغییر داد.