آیا سفر در زمان ممکن است؟

آیا سفر در زمان ممکن است؟ پاسخ کوتاه این است: بله. شما در همین لحظه در حال سفر در زمان هستید، یعنی با سرعت یک ثانیه در ثانیه به سمت آینده می‌روید. ما تقریبا همیشه با سرعت یکسان در زمان حرکت می‌کنیم، ولی این سفر در زمانی نیست که تعداد بی‌شماری از نویسنده‌های علمی تخیلی را مجذوب خود کرده باشد. علم می‌گوید سفر در زمان ممکن است ولی احتمالا نه به روشی که فکر می‌کنیم. برای درک بیشتر مفهوم سفر در زمان، تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

نسبیت خاص و سفر در زمان به آینده نزدیک

اینشتین نظریه نسبیت خاص خود را در سال ۱۹۰۵ مطرح کرد. این نظریه همراه با نظریه نسبیت عام به یکی از اصول اساسی فیزیک مدرن تبدیل شده است. نسبیت خاص رابطه بین فضا و زمان را برای اجسامی که با سرعت ثابت در یک خط مستقیم حرکت می‌کنند توصیف می‌کند.

این نظریه را می‌توانیم به‌ صورت ساده توضیح دهیم. اول، همه چیز در ارتباط با چیز دیگری سنجیده می‌شود، یعنی هیچ چارچوب مرجع مطلقی وجود ندارد. دوم، سرعت نور بدون توجه به هر چیزی ثابت است و ثابت می‌ماند. سوم، هیچ چیز نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند.

با توجه به این اصول ساده،‌ ناظری که با سرعت بالا حرکت می‌کند، زمان را با سرعت کمتری نسبت به ناظری که در فضا سرعت ندارد، تجربه می‌کند. اگر چه نمی‌توانیم با سرعت نور حرکت کنیم، فضانوردان با سرعت ۱۷۵۰۰ مایل در ساعت (۲۸۱۶۰ کیلومتر بر ساعت) در ایستگاه فضایی بین‌المللی دور زمین می‌چرخند.

فضانورد «اسکات کلی» بعد از برادر دوقلوی فضانورد خود «مارک کلی» به دنیا آمد. اسکات کلی ۵۲۰ روز را در مدار گذراند، در حالی‌ که مارک ۵۴ روز در فضا بود. تفاوت در سرعتی که آن‌ها زمان را در طول زندگی خود تجربه کرده‌اند، در واقع فاصله سنی بین آن‌ها را افزایش داده است.

نسبیت عام و سفر در زمان

تفاوتی که مدار پایین زمین در طول عمر یک فضانورد ایجاد می‌کند، ممکن است ناچیز باشد اما اتساع زمان بین افراد روی زمین و ماهواره‌های GPS که در فضا پرواز می‌کنند قابل‌ توجه است. ماهواره‌های GPS در فاصله ۱۲۵۰۰ مایلی (۲۰۱۰۰ کیلومتری) با سرعت ۸۷۰۰ مایل در ساعت (۱۴ هزار کیلومتر در ساعت) دور زمین می‌چرخند.

بر اساس نسبیت خاص، هر چه یک شی سریع‌تر نسبت به جسم دیگر حرکت کند، زمان را کندتر تجربه می‌کند. برای ماهواره‌های GPS با ساعت اتمی، این اثر از هر روز ۷ میکروثانیه یا ۷ میلیونم ثانیه کم می‌کند.

همچنین، بر اساس نسبیت عام، ساعت‌های نزدیک‌تر به مرکز یک جرم گرانشی بزرگ مانند زمین، کندتر از ساعت‌های دورتر حرکت می‌کنند. بنابراین از آن‌ جایی که ماهواره‌های GPS در مقایسه با ساعت‌های روی زمین از مرکز آن بسیار دور هستند، هر روز ۴۵ میکروثانیه دیگر به ساعت‌های ماهواره GPS اضافه می‌شود.

با در نظر گرفتن کاهش ۷ ثانیه‌ای بر اساس نسبیت خاص، نتیجه خالص ۳۸ میکروثانیه اضافه است. این یعنی مهندسان باید ۳۸ میکروثانیه اضافی در روز هر ماهواره در نظر بگیرند.

با توجه به این اعداد، بیش از هفت سال طول می‌کشد تا زمانی که ساعت اتمی در یک ماهواره جی‌پی‌اس نشان می‌دهد به میزان بیش از یک چشم بر هم زدن با ساعت‌های روی زمین متفاوت شود. این نوع سفر در زمان ممکن است به اندازه فاصله سنی برادران کلی ناچیز به نظر برسد ولی با توجه به دقت بیش از حد فناوری مدرن GPS، در واقع اهمیت دارد.

آیا کرمچاله‌ها می‌توانند ما را در زمان عقب ببرند؟

به گفته ناسا، نسبیت عام ممکن است سناریوهایی را ارائه دهد که به ما اجازه می‌دهد در زمان به عقب برگردیم، ولی واقعیت فیزیکی این روش‌های سفر در زمان آسان نخواهد بود. کرم‌چاله‌ها در واقع تونل‌هایی نظری هستند که از میان بافت فضا زمان می‌گذرند و می‌توانند لحظه‌ها یا مکان‌های مختلف را در واقعیت به دیگران متصل کنند. کرم‌چاله‌ها به‌ عنوان پل‌های انیشتین-روزن یا سفیدچاله‌ها نیز شناخته می‌شوند.

بر خلاف سیاهچاله‌ها، گمانه‌زنی‌ها در مورد کرمچاله‌ها بسیار زیاد است و هیچ موردی در دنیای واقعی شناسایی نشده است. در گذشته عقیده بر این بود که کرمچاله‌ها بیش از حد ناپایدار هستند و هیچ چیزی نمی‌تواند از میان آن‌ها عبور کند. با‌ این‌ حال، یک مطالعه ادعا می‌کند که اینطور نیست.

«پاسکال کویران» پیشنهاد کرد که کرم‌چاله‌ها می‌توانند به‌ عنوان میانبرهای فضا زمان عمل کنند. کویران برخلاف مطالعه‌های قبلی، از مختصات ادینگتون فینکلشتاین به‌ جای شوارتزشیلد استفاده کرد. در گذشته، مسیر یک ذره در یک کرم‌چاله فرضی قابل‌ردیابی نبود. کویران با استفاده از این مختصات این مشکل را حل کرد.

اگرچه به نظر می‌رسد نظریه‌های انیشتین سفر در زمان را دشوار می‌کنند، برخی از محققان راه‌حل‌هایی را پیشنهاد کرده‌اند که امکان پرش به جلو و عقب را در زمان فراهم می‌کند. با این‌ حال، این نظریه‌ها یک نقص عمده دارند: هیچ راهی وجود ندارد که یک فرد بتواند از کشش و فشار گرانشی که در این راه‌حل‌ها مورد نیاز است، جان سالم به در ببرد.

نظریه سیلندر بی‌نهایت

ستاره‌شناسی به اسم «فرانک تیپلر»، مکانیزمی را پیشنهاد کرد که در آن می‌توان ماده‌ای با جرم ۱۰ برابر جرم خورشید را در استوانه‌ای دراز و بسیار متراکم قرار داد. موسسه اندرسون، یک سازمان تحقیقاتی سفر در زمان، عنوان کرد که پس از چرخاندن این استوانه با سرعت چند میلیارد دور در دقیقه، یک سفینه فضایی در نزدیکی آن می‌تواند در یک منحنی بسته و زمان‌مانند در زمان به عقب حرکت کند. مشکل اصلی این است که برای اینکه سیلندر تیپلر به واقعیت تبدیل شود، استوانه باید بی‌نهایت طولانی باشد یا از نوعی ماده ناشناخته ساخته شده باشد.

دونات زمان

«آموس اوری»، فیزیکدان نظری، مدلی برای ماشین زمان ساخته‌شده از فضا زمان منحنی ارائه کرد. این ماشین زمان یک خلا دونات‌شکل است که توسط دایره‌ای از ماده معمولی احاطه شده است. چند نکته در مورد ماشین زمان اوری وجود دارد. ابتدا، کسی نمی‌تواند به زمان‌هایی زودتر از زمان اختراع و ساخت دونات زمان سفر کنند. دوم، اختراع و ساخت این ماشین به توانایی ما برای دستکاری میدان‌های گرانشی به دلخواه بستگی دارد. این کار ممکن است از نظر تئوری امکان‌پذیر باشد ولی قطعا فراتر از دسترس ما است.

نتیجه

در مجموع، اگرچه افراد زیادی مجذوب ایده تغییر گذشته یا دیدن آینده هستند، اما هیچ فردی تا به‌ حال روشی را برای فرستادن یک فرد به یک زمان مشخص پیشنهاد نکرده است که عملی باشد. تلسکوپ جیمز وب به ما نشان داد که عجایب خیلی زیادی در این دنیا وجود دارد که ما هنوز در مورد آن اطلاعاتی نداریم. شما می توانید با خرید تسلکوپ بسیاری از شگفتی های دنیای بالای سر خود را تماشا کنید. خرید تلسکوپ در سایت موسسه طبیعت آسمان شب بسیار آسان و ایمن است.