آیا سفر در زمان واقعاً ممکن است؟ نسبیت انیشتین!

تا به حال آرزو کرده‌اید که کاش می‌شد دکمه‌ی «بازگشت به عقب» زندگی را فشار دهید؟ یا سوار یک ماشین زمان شوید تا ببینید عاقبت تکنولوژی به کجا می‌رسد؟ همه ما سفر در زمان را در فیلم‌هایی مثل میان‌ستاره‌ای دیده‌ایم، اما آیا فیزیک این اجازه را به ما می‌دهد؟

بیایید دفترچه یادداشت‌های فیزیک را ورق بزنیم و برای درک بهتر، یک سفر خیالی به سه عصر متفاوت داشته باشیم. کمربندهای خود را ببندید!

۱. زمان حال و سفر به آینده: نسبیت انیشتین

فضاسازی: در همین زمان حال هستیم؛ در عصر گوشی‌های هوشمند و هوش مصنوعی. شما سوار بر یک سفینه‌ی فضایی فوق‌پیشرفته می‌شوید که موتورهای آن با انرژی بی‌نهایتی روشن می‌شوند. با سرعتی نزدیک به سرعت نور ($c$) زمین را ترک می‌کنید و در سکوت و تاریکی فضا، تنها یک سال را سپری می‌کنید.

علم چه می‌گوید؟

شاید باورتان نشود، اما سفر به آینده همین الان هم از نظر علمی کاملاً ممکن است! آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خود ثابت کرد که زمان برای همه با یک سرعت ثابت نمی‌گذرد. زمان مانند یک نوار الاستیک است که تحت تاثیر دو عامل کُند می‌شود:

• سرعت بسیار بالا (نزدیک به سرعت نور)
• جاذبه‌ی بسیار شدید (مثل نزدیک شدن به یک سیاه‌چاله)

وقتی شما پس از یک سال گشت‌وگذار با سرعت نور به زمین برمی‌گردید، متوجه می‌شوید که برای دوستان و خانواده‌ی شما ده‌ها سال گذشته است، در حالی که شما فقط یک سال پیر شده‌اید! تبریک می‌گویم، شما از زمان حال، عملاً به آینده سفر کرده‌اید!

۲. عصر دایناسورها: معمای کرم‌چاله‌ها

فضاسازی: حالا بیایید دکمه‌ی ماشین زمان را روی ۶۵ میلیون سال قبل تنظیم کنیم. درِ ماشین زمان باز می‌شود. هوای به شدت شرجی و گرم به صورتتان می‌خورد. صدای غرش‌های مهیب از دور به گوش می‌رسد و سرخس‌های غول‌پیکر زیر پای شما له می‌شوند. شما در دوران سلطنت تی‌رکس‌ها (T-Rex) هستید! ترس و هیجان تمام وجودتان را فرا گرفته است.

علم چه می‌گوید؟

اما چگونه به این گذشته‌ی دور رسیدیم؟ اینجاست که پای کرم‌چاله‌ها به میان می‌آید. تصور کنید فضا-زمان مانند یک صفحه‌ی کاغذ است. اگر کاغذ را تا کنیم و با یک مداد سوراخی در آن ایجاد کنیم که دو طرف کاغذ به هم وصل شود، یک تونل کیهانی ساخته‌ایم. از نظر ریاضیات، معادلات انیشتین وجود این تونل‌ها را پیش‌بینی می‌کنند.

مشکل اینجاست که تا به حال هیچ کرم‌چاله‌ای پیدا نکرده‌ایم. حتی اگر پیدا کنیم، آن‌قدر ناپایدارند که در کسری از ثانیه فرو می‌پاشند. برای باز نگه داشتن آن‌ها در مسیر فرار از دست دایناسورها، به ماده‌ای نظری به نام «انرژی منفی» نیاز داریم که هنوز در دسترس علم بشر نیست.

۳. عصر انقلاب صنعتی: پارادوکس پدربزرگ

فضاسازی: دوباره سوار ماشین زمان می‌شویم و به قرن نوزدهم میلادی سفر می‌کنیم؛ قلب عصر انقلاب صنعتی در لندن. آسمان از دودِ زغال‌سنگِ کارخانه‌ها تیره و تار است. صدای سوت قطارهای بخار و چرخ‌دنده‌های غول‌پیکر همه‌جا شنیده می‌شود. شما در خیابان‌های سنگ‌فرش شده قدم می‌زنید و ناگهان در میان کارگران، جوانیِ پدربزرگِ پدربزرگتان را می‌بینید!

علم چه می‌گوید؟

فرض کنیم شما با موفقیت به این گذشته‌ی نه چندان دور سفر کرده‌اید. اینجاست که فیزیکدان‌ها با یک باگ بزرگ در سیستم مواجه می‌شوند: پارادوکس پدربزرگ.

اگر شما در این خیابان‌های مه‌آلود لندن، تصادفاً باعث شوید که پدربزرگتان هرگز با مادربزرگتان آشنا نشود، پدر یا مادر شما هرگز به دنیا نخواهند آمد. در نتیجه، شما هم هرگز متولد نمی‌شوید! اما اگر شما متولد نشده‌اید، پس چه کسی سوار ماشین زمان شد و به دوران ماشین‌های بخار آمد؟!

این یک حلقه‌ی بی‌نهایت و غیرمنطقی است. برخی دانشمندان معتقدند که در چنین حالتی، شما وارد یک جهان موازی شده‌اید و گذشته‌ی خط زمانی اصلی شما دست‌نخورده باقی می‌ماند.

نتیجه‌گیری نهایی: آیا چمدان‌ها را ببندیم؟

اگر بخواهیم بر پایه‌ی منطق و علم صحبت کنیم، سفر به آینده از نظر فیزیک اثبات‌شده است و تنها مانع ما، نداشتن سفینه‌هایی با سرعت نور است. اما سفر به گذشته فعلاً در حد تئوری‌های پیچیده‌ی ریاضی و رویاپردازی روی کاغذ باقی مانده و پر از موانع بزرگ است.

شاید صدها یا هزاران سال دیگر، علم بشر پاسخ این معماها را بیابد. تا آن زمان، بهترین ماشین زمانِ ما، خاطراتمان برای سفر به گذشته و رویاهایمان برای سفر به آینده هستند.

حالا نوبت شماست!

اگر همین الان یک ماشین زمان واقعی با یک بلیت یک‌طرفه داشتید، ترجیح می‌دادید به میان دایناسورها بروید، به کوچه‌های دودگرفته‌ی انقلاب صنعتی سر بزنید، یا به ۱۰۰ سال آینده سفر کنید تا تکنولوژی‌های جدید را ببینید؟ دلیلش را حتماً بنویسید!