طرح جدید برای ساخت «ماشین زمان» و ملاقات با خودمان در گذشته

دویچه وله: عرفان کسرایی

فیزیک‌دانان از دیرباز ایده‌های بسیاری را برای ساخت ماشین زمان طرح کرده‌اند. این ایده‌ها به لحاظ نظری ممکن‌اند اما به وضوح از توان تکنولوژیک بشر فراترند. اینک طرح جدیدی برای سفر به گذشته و ملاقات با خود پیشنهاد شده است.

دانشمندان و فیزیک‌دانان از گذشته‌های دور، ایده‌های بسیاری را برای ساخت ماشین زمان طرح کرده‌اند. با وجود آن که اغلب این ایده‌‌ها به لحاظ نظری و روی کاغذ ممکن به نظر می‌رسند اما واقعیت این است که عملی کردن آن‌ها از توان تکنولوژیک بشر امروزی فراتر است.

این طرح‌ها که با در نظر گرفتن قوانین و ویژگی‌های فیزیکی کیهان ارائه شده‌اند عمدتا به میدان‌های گرانشی بسیار شدید، مواد بسیار مستحکم یا انرژی‌های عظیم و یا حتی مفاهیمی نظیر کرم‌چاله‌ها نیاز دارند که در حال حاضر در دسترس بشر نیست.

در همین راستا جان دی. نورتون، استاد دانشگاه پیتسبورگ در ایالات متحده آمریکا، استاد فلسفه فیزیک و محقق نظریه نسبیت اینشتین، اخیرا مدل جدیدی برای ساخت ماشین زمان پیشنهاد داده که ناظران بر اساس آن قادر خواهند بود با پی گرفتن منحنی‌های زمان‌مانند، با نسخه‌های پیشین از خودشان دیدار و ملاقات کنند.

این مدل، یک فضا-زمان ساده و مسطح در چارچوب نظریه نسبیت عام اینشتین را شامل می‌شود که ویژگی منحصر به فرد آن، امکان سفر در زمان را بدون نیاز به مواد غیرقابل دسترس و یا کرم‌چاله‌ها فراهم می‌کند.

مدل نورتون با وجود آن‌که مانند بسیاری از طرح‌های سخت ماشین زمان، از نظریه نسبیت کمک می‌گیرد اما با دیگر ایده‌های سفر در زمان، تفاوت‌های چشمگیری دارد. در مدل نورتون، تنها یک تکینگی مخروطی دوبعدی وجود دارد و همین تکینگی، سبب تغییر مسیر منحنی‌های زمان‌مانند می‌شود.

به عبارت دیگر، تکینگی مخروطی در مدل نورتون مانند نوک یک مخروط کاغذی به نظر می‌رسد و برخلاف تکینگی‌های معمولی از جمله تکینگی‌های سیاهچاله‌ها که در آن‌ها انحنای فضا-زمان به بی‌نهایت می‌رسد، تکینگی‌های نورتون به شکل موضعی و محلی، مسطح می‌مانند و صرفا در ساختار کلی فضا-زمان ایجاد اختلال می‌کنند. به عبارت دیگر این تکینگی موجب می‌شود ناظران، مسیری را طی کنند که پس از عبور از آن، به گذشته خود بازگردند.

در بیشتر مدل‌های فضا-زمان‌ پیشنهادی، این امکان وجود دارد که بتوان به طور یکنواخت تعیین کرد که کدام جهت به سوی آینده و کدام به سوی گذشته است. این در حالی است که در مدل نورتون، چنین تقسیم‌بندی‌ وجود ندارد و ناظری که در فضا-زمان جابجا می‌شود پس از گذر از تکینگی مخروطی، در جهت وارونه زمان حرکت کرده و می‌تواند حتی با نسخه گذشته از خودش روبرو شود.

بر اساس مدل نورتون، یک سفینه فضایی، در حرکت خود در حالی که هیچ نیروی به خصوصی به آن وارد نمی‌شود، به تکینگی مخروطی می‌رسد، از آن عبور می‌کند و دست آخر به ناحیه‌ای از فضا-زمان بازمی‌گردد که خود، پیش از آن، در آن حضور داشته است.

به عبارت دیگر، در جریان این سفر، سرنشینان سفینه فرضی، با نسخه‌های گذشته از خودشان روبرو خواهند شد که در جهت مخالف زمان در حال پیر شدن‌اند.

نکته جالب توجه این است که این مدل، با وجود آن‌ که از نظر فیزیکی و عقلی، غیرواقعی به نظر می‌رسد، اما به لحاظ ریاضیاتی و منطق نظریه نسبیت اینشتین، کار می‌کند و با دانش فیزیک سازگار است. با این حال نورتون می‌گوید که قصد او، اثبات امکان‌پذیر بودن سفر در زمان در زندگی واقعی نیست، بلکه او با ارائه این طرح قصد داشته انعطاف‌پذیری نظریه نسبیت عام اینشتین را نشان دهد.
نورتون درباره طرح ماشین زمان خود چه می‌گوید؟
در همین راستا از نورتون درباره جزییات بیشتر طرح پیشنهادی او و همچنین مفهوم دقیق "تکینگی" در آن پرسیدیم.

او در پاسخ به پرسش دویچه‌وله فارسی مبنی بر این که ایده اولیه طرح ساخت این ماشین زمان چگونه پرورانده شده است می‌گوید: «این مقاله در واقع یک فکر ثانویه بود. من یک تحلیل طولانی درباره دیدگاه‌های اینشتین در مورد تکینگی‌ها نوشته بودم. من با انواع مختلفی از تکینگی‌های آزمایشی کار کرده بودم که یکی از آن‌ها تکینگی مخروطی بود. مدتی طول کشید تا مشخص کنم که چنین تکینگی‌هایی از نظر ذاتی چگونه تکینگی محسوب می‌شوند، سپس به این فکر افتادم که می‌توانم این ایده را به شکلی سرگرم‌کننده در مقاله‌ای که شما خوانده‌اید به کار ببرم.»

به طور کلی طرح‌های ماشین زمان بر اساس نظریه نسبیت اینشتین بنا شده‌اند که طبق آن، "زمان"، مفهومی نسبی است و گذر آن برای ناظران مختلف در گیتی، متفاوت است.

برای درک مفهوم نسبی بودن زمان در نظریه نسبیت، کافی است در نظر بگیریم که به مدت یک دقیقه در خارج از افق رویداد سیاهچاله‌ کلان‌جرم مرکز کهکشان راه شیری ایستاده‌ایم. محاسبات مبتنی بر نظریه نسبیت عام اینشتین با در نظر گرفتن این که زمان در میدان گرانشی قدرتمند آنجا کندتر از زمین می‌گذرد، به ما می‌گوید که همین یک دقیقه، در حقیقت معادل ۷۰۰ سال در زمین خواهد بود.

افزون بر این، کرم‌چاله‌ها نیز یکی از مفاهیم مورد علاقه کیهان‌شناسان به شمار می‌روند و بسیاری نیز آن‌ها را به عنوان روشی فرضی برای سفر در زمان پیشنهاد می‌دهند. کیپ تورن؛ فیزیکدان آمریکایی، با وجود این که سفر در زمان به کمک کرم‌چاله‌ها را ممکن می‌داند اما تاکید می‌کند که فناوری و تامین انرژی لازم برای انجام چنین سفری، بیش از صدها سال و بلکه هزاران سال برای بشر زمان می‌برد.

یکی از ایده‌های مشهور ساخت ماشین زمان، طرح "استوانه تیپلر" یا "ماشین زمان تیپلر" است که نخستین‌ بار در سال ۱۹۲۳ مطرح شد، اما پس از انتشار مقاله‌ای در سال ۱۹۷۴ توسط فیزیکدانی به نام فرانک تیپلر شهرت یافت.

در این طرح مفهومی، به یک سیلندر بسیار عظیم با طول حدود ۱۰۰ کیلومتر با عرض ۱۰ کیلومتر نیاز است و جرم آن نیز اصولا باید چیزی حدود ۱۰ برابر جرم خورشید باشد. بر اساس این طرح، استوانه‌ای با چگالی بسیار زیاد فشرده شده با چند میلیارد دور در دقیقه به چرخش درآورده می‌شود و این ماشین، از این طریق فضا-زمان را به حدی خم می‌کند که به زبان ساده، زمان برای ناظر به عقب برمی‌گردد.

بسیاری از دانشمندان بر این باورند که این طرح، بر روی کاغذ و به لحاظ نظری ممکن است و موانع بر سر اجرایی شدن آن، صرفا مشکلات فنی هستند که ممکن است با پیشرفت فناوری در آینده حل شوند