اگر ناتوانی ما در سفر به گذشته بخش بنیادین جهان هستی بود، آیا نباید برای این ناتوانی، قوانینی به همان اندازه بنیادین وجود داشته باشد که غیرممکن بودن آن را توجیه کند؟ واقعیت این است که هر بار نسبیت عام، منحنی زمانی بسته جدیدی را پیش‌بینی می‌کند، سر و کله‌‌ی قانونی پیدا می‌شود که سفر در زمان را غیرممکن یا حداقل غیرمحتمل می‌کند. به عبارت دیگر، هیچ پیوند واحد و محکمی نیست که تمام این دلایلی را که چرا سفر به گذشته ممنوع است، به هم وصل کند، اما نتیجه در نهایت این است که تحت هیچ شرایطی نمی‌توان به گذشته سفر کرد. داستان چیست؟
پیکان زمان گیر کرده است
فیزیکدانان وقتی که سعی می‌کنند ماشین زمان بسازند، از زبان بسیار خاصی استفاده می‌کنند. منظورمان زبان گرانش است که خود آلبرت انیشتین کبیر آن را تحت عنوان «نسبیت عام» به ما ارزانی کرد و در واقع ماجرای خمیدگی و چگونگی حرکت اجرام در فضازمان است.
یا شاید نه، بفهمیم که تمام این تلاشها بی‌فایده است و بتوانیم بین گذر زمان و افزایش آنتروپی چنان پیوند علمی محکمی پیدا کنیم که ما را از ادامه تلاش برای ساخت ماشین زمان بازدارد. شاید بتوانیم در آینده به سرنخی در فیزیک دست پیدا کنیم که در آن پیکان زمان به خوبی توضیح داده شده باشد و سرانجام برای این سؤال که چرا سفر در زمان ممنوع است، پاسخ قانع‌کننده‌ای پیدا کنیم.
اما همین ندانسته‌ها است که بحث سفر در زمان را اینقدر جذاب می‌کند. جواب این سؤال هرچه باشد، در این مسیر نکات جدیدی درباره فیزیک یاد می‌گیریم و از کجا معلوم؛ شاید یکی از این نکات سرانجام ما را به ساخت ماشین زمان هدایت کند!
نظریه نسبیت عام درواقع ماجرای خمیدگی و چگونگی حرکت اجرام در فضازمان است
پارادوکس پدربزرگ از لحاظ فلسفی سفر به گذشته را ناممکن می‌داند
یکی از نظریه‌هایی که برای حل پارادوکس پدربزرگ مطرح شده این است که شاید اجازه داریم به گذشته سفر کنیم، اما کارهایی که می‌توانیم در گذشته انجام دهیم، محدود است. شاید گذشته همیشه به همین شکلی که به یاد داریم، وجود خواهد داشت و هیچ اتفاقی آن را تغییر نخواهد داد؛ مثلاً هر بار سعی می‌کنیم به پدربزرگ بیچاره‌یمان شلیک کنیم، تیر در لوله تفنگ گیر می‌کند و او جان سالم به در‌می‌برد! طبق این نظریه، هیچ اتفاقی جدید نیست، چون تمام این ماجراها در گذشته رخ داده است. برای همین هم نمی‌توانیم پدربزرگ‌مان را در گذشته بکشیم، چون این کار را آن موقع انجام نداده بودیم. بااین‌حال، شاید بتوانیم شرایط دیدار پدربزرگ و مادربزرگ‌مان را مهیا کنیم، چون این دیدار در راستای اتفاقاتی است که در آینده ثبت شده است.
اینشتین، صورت پارادوکس دوقلوها را این‌گونه بیان می‌کند:
تمام این بحث‌ها واقعاً در محافل فیلسوفانه مطرح می‌شود. اما بیایید ببینیم فیزیک درباره‌ی سفر به گذشته چه نظری دارد. به هر حال، اگر بتوانیم حتی شده روی کاغذ ماشین زمان بسازیم، آن وقت می‌توانیم مسیر کل دنیا را به آن شکلی که دوست داریم، تغییر بدهیم؛ یا نهایتا سهام اپل را زمانی که هر سهم آن فقط ۲۲ دلار ارزش داشت، بخریم و الان در پول غلت بزنیم. ارزشش را دارد، مگر نه؟
سفر به گذشته با منحنی زمانی بسته
تمام فعل و انفعالات مولکولی که در اتاق اتفاق می‌افتد، تمام آن برخوردهای کوچک بی‌شمار در جهت شکافت یا تشکیل پیوندهای مولکولی، کمتر اهمیتی به زمان نمی‌دهند و گذشته و آینده برایشان یکی است. بااین‌حال، مجموع رفتار جمعی یک سیستم همیشه از آنتروپی پایین به آنتروپی بالا حرکت می‌کند و تقارن زمانی را از بین می‌برد.
در جهان هستی، یک چیز وجود دارد که جهت پیکان زمان برایش مهم است و تقارن زمانی را نقض می‌کند؛ در واقع دو چیز، اما مورد اول که مربوط به برخی از فعل و انفعالات نیروی هسته‌ای ضعیف است، پدیده‌ای بسیار نادر است و با تجربه‌ی معمول ما از «زمان» فاصله‌ی زیادی دارد؛ بنابراین به نظر نمی‌رسد راز سفر در زمان را بتوان در نیروی هسته‌ای ضعیف کشف کرد.
آنتروپی دنیای آمار و احتمالات است؛ از اثبات علمی خبری نیست
پس با این حساب، اگر بخواهیم به آینده سفر کنیم، تنها کافی است با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت کنیم و پس از مدتی به نقطه‌ی اول بازگردیم؛ یعنی جایی که گذر زمان با سرعت بیشتری سپری شده است. اگر حرکت با سرعت نور را دهه‌ها، صده‌ها و شاید میلیاردها سال ادامه دهیم و بعد به جای اول خود بازگردیم، می‌توانیم سیر تکاملی و نابودی انسان‌ها را مشاهده کنیم، شاهد مرگ زمین و خورشید باشیم و یکی از چهار سناریوی پایان جهان هستی را تجربه کنیم. تا وقتی که فضاپیمای ما سوخت داشته باشد، می‌توانیم تا هر زمان که بخواهیم در آینده سفر کنیم.
مقاله‌ی مرتبط:
در نسبیت عام، ماده، مثلاً کره زمین، به فضازمان می‌گوید چطور دور آن خمیده شود و خمیدگی فضازمان هم به ماده می‌گوید چطور در آن حرکت کند. برای اینکه بفهمیم آیا می‌توانیم ماشین زمان بسازیم، باید ابتدا ببینیم که آیا ساخت فضازمان ممکن است؛ یعنی باید نوعی چینش خاص از ماده را در فضازمان پیدا کنیم که به ما اجازه دهد به گذشته سفر کنیم.
در تأیید و نفی امکان سفر به گذشته همه‌جور بحث و گفت‌وگوی فلسفی مطرح شده است؛ مثلاً همین «پارادوکس پدربزرگ» که بسیار معروف است و حتی کریستوفر نولان هم به دفعات در فیلم پر پیچ و خم «تِنِت» به آن ارجاع داد و سعی کرد به ساده‌ترین حالت، آن را توضیح بدهد.
این همان سازوکار ماشین زمان یا به اصطلاح علمی‌تر آن، منحنی زمانی بسته است.
چراکه مشاهدات تابش زمینه کیهانی، یعنی همان نور باقی‌مانده از جهان زمانی که فقط ۳۸۰ هزار سالش بود، نشان می‌دهد که کهکشان ما در حال چرخش نیست. هیچ استوانه‌‌ی بی‌نهایت درازی هم در کار نیست. درون سیاه‌چاله‌ها هم تکینگی در حال وقوع است و به ما می‌گوید منطق ریاضیاتی نسبیت عام در حال فروپاشی است و نمی‌توان به آن اعتماد کرد. کرم‌چاله‌ها هم به‌شدت ناپایدار هستند، به‌طوری‌که گذر یک فوتون ناقابل از گلوگاه آن‌ها باعث می‌شود سریع‌تر از سرعت نور فرو بریزند. تلاشها برای پایدار کردن کرم‌چاله‌ها به ماده‌ای با جرم منفی نیاز دارد که وجودش به اندازه‌ی خود سفر به گذشته بحث‌برانگیز است.
سفر در زمان در هر سه حالتی که گفته شد، کاملاً علمی‌تخیلی به نظر می‌رسد؛ اما این بدان معنا نیست که رد پای علم را نتوان در آن‌ها یافت. تا آنجا که ما خبر داریم، سفر به آینده شاید زمانی با پیشرفت تکنولوژی محقق شود، اما نمی‌توانیم جهت جریان زمان را معکوس کنیم و این ناتوانی به‌خاطر محدودیت‌های مهندسی نیست، بلکه به نظر می‌رسد قوانین فیزیک دست‌و‌پای ما را بسته است. تمام شواهد حاکی از آن است که سفر به گذشته در جهان ما ممنوع است و هر بار که سعی می‌کنیم برای سفر به گذشته ماشین زمان بسازیم، سروکله‌ی یک قانون فیزیک پیدا می‌شود و تمام نقشه‌های ما را نقش بر آب می‌کند.
برای آن‌که بتوانیم در زمان سفر کنیم، لازم است شرایطی ایجاد شود تا گذر تک تک ثانیه‌ها را احساس نکنیم. براساس فرضیه‌ها، برای سفر به آینده یا گذشته باید نسبت به نرخ فعلی گذر زمان یکی از سه حالت زیر را داشته باشیم:
- سریع‌تر از نرخ فعلی گذر زمان حرکت کنیم: با انجام این کار، می‌توانیم به آینده سفر کنیم، درحالیکه در سن فعلی خود هستیم.
- آهسته‌تر از نرخ فعلی گذر زمان حرکت کنیم: در این صورت می‌توانیم در یک بازه زمانی مشخص، نسبت به دیگر افراد کارهای بیشتری انجام دهیم.
- آنقدر آهسته حرکت کنیم که زمان برای ما منفی شود: با انجام این کار، به گذشته سفر می‌کنیم و شاید بتوانیم با انجام کارهایی در گذشته، در وضعیت موجود تغییر ایجاد کنیم.
همه چیز زیر سر آنتروپی است
اینکه تخم‌مرغ شکسته دوباره سالم نمی‌شود، تقصیر آنتروپی است!
اما برای داشتن اتاق خوابی کثیف و نامرتب چند راه وجود دارد؟ بی‌شمار! جعبه‌های پیتزا زیر تخت. جوراب‌ها افتاده بر زمین. ملافه‌ها چروک و نامرتب. اصلاً خودتان بگویید؛ برای اینکه اتاق خوابتان را به صحنه‌ی جنایت تبدیل کنید، چه راه‌های خلاقانه‌ای به ذهنتان می‌رسد؟
برای ذرات، گذشته و آینده مفهومی ندارد
فرض کنید استوانه‌ای در فضازمان داریم که تا بی‌نهایت ادامه دارد (در فیزیک به استوانه تیپلر معروف است) و داریم این استوانه را تا نزدیکی سرعت نور در محور طولی‌اش می‌چرخانیم. حالا اگر ما سوار بر فضاپیمایی دور این استوانه در حال چرخش با سرعت نور حرکت کنیم، می‌توانیم به زمان گذشته سفر کنیم!
