سفر در زمان به عنوان یکی از مهیج ترین موضوعات مورد توجه ذهن انسان معاصر بیش از یک سده است که از یک طرف از سوی نویسندگان داستانهای علمی تخیلی و فیلمسازان و از طرف دیگر از سوی فیزیکدانان مورد بررسی قرار گرفته است.
سفر در زمان بی شک یکی از اساسی ترین گنجینه های علمی تخیلی است. در سال 1895 "اچ. جی. ولز" با رمان معروف "ماشین زمان" مفاهیم علمی جدیدی را بنیان نهاد که در طول بیش از یک قرن به مهمترین دغدغه ذهنی انسان تبدیل شده است.
خارج از داستانهای علمی تخیلی، بسیاری از دانشمندان نیز در سده اخیر به دنبال نظریه هایی در تائید امکان و یا حتی انجام این سفر مهیج بوده اند.
در این میان نظریه نسبیت عمومی انیشتین بیش از همه حائز اهمیت است. در حقیقت خاصیت نور در نسبیت عمومی، نسبیت خاص، جاذبه عمومی و مکانیک کوانتوم این فکر را ایجاد می کند که شاید سفر در زمان ممکن باشد.
هرچند نتایج این نظریه ها تاکنون برای کسی یا چیزی امکان عقب و جلو رفتن در زمان را فراهم نکرده اما به نویسندگان جدید اجازه داده است که با پایه های "علمی تری" در آثار خود به بررسی این مقوله بپردازند.
سفر در زمان چیست
سفر در زمان، جابجایی فرضی در دوره های مختلف زمانی به سمت گذشته و یا آینده است. تا به امروز، بعضی از نظریه های علمی، سفر در زمان را امکانپذیر می دانند اما تنها در شرایط سختی که هنوز با فناوریهای کنونی دستیابی به آنها غیرممکن است.
نظریه نسبیت خاص که انیشتین در 1950 ارائه کرد پدیده انبساط زمان را
در بوته آزمایش می گذارد و به خصوص نشان می دهد ناظرانی که با سرعت نزدیک
به سرعت نور (299792.458 کیلومتر بر ثانیه) جابجا می شوند می توانند انبساط
زمان را درک کنند.
به نظر می رسد این پدیده که تاکنون توسط آزمایشات متعددی بررسی شده است بتواند در آینده دری را به سوی فرضیه جابجایی در زمان بگشاید. اما لازم به یادآوری است که این سفر احتمالاً به ایده سفر در زمان که در داستانهای علمی تخیلی دیده می شود هیچ شباهتی ندارد.
سفر در زمان در داستانها و در تصور عمومی به عنوان تمحیدی شناخته
می شود که هر دو روش سفر به آینده با سرعتی بسیار بالا و سفر به اعصار
گذشته را در بر می گیرد. این درحالی است که از دیدگاه علمی، موضوع کمی
پیچیده تر است.
در جستجوی ماشین زمان
ماشین زمان "کلاسیک" که در سینما و در داستانهای علمی تخیلی استفاده می شود ظاهری شبیه به یک خودروی معمولی و یا دستگاهی در ابعاد یک اتاق کوچک دارد. به طوریکه فرد وارد آن می شود، پارامترهای سفر را در دستگاههای ویژه ای تعیین می کند، ماشین را روشن می کند و پس از چند ثانیه از صحنه خارج شده و وارد دوره زمانی مورد نظر خود می شود.
درحالی که در عرصه فیزیک، آزمایش ایده آل سفر در زمان تنها برای بررسی نظریات علمی چون نسبیت خاص، نسبیت عمومی و مکانیک کوانتوم استفاده می شود.
نظریه های نسبیت انیشتین تا به امروز بزرگترین ابزارهایی هستند که ما برای فرض کردن و متصور شدن شرایط ممکن سفر در زمان در اختیار داریم.
یکی از اصول بنیادی در این نظریه ها ثابت سرعت نور در خلاء است. این اصل اجازه داده است که سه شرط مرتبط با امکان سفر در زمان را شناسایی کنیم.
1- در سرعت زیر سرعت نور در خلاء، اجسام دارای جرم چه در حالت سکون و چه در حالت شتاب بالای صفر، وجود دارند. این اجسام می توانند تنها در فضا و نه در زمان به عقب و جلو حرکت کنند. (در جهان ما جهت زمان از پیش تعیین شده است و از گذشته به آینده می رود).
2- در سرعت برابر با سرعت نور، فضا و زمان حذف می شوند: فوتون دارای جرم در این سرعت می تواند بدون "لَختی" (اینرسی) حرکت کند.
در سرعت نور، انقباض زمان، صفر و انبساط فضا نامحدود است. در این شرایط، شناسایی موقعیت جسم در چهار مختصات غیرممکن است: مختصات زمانی متوقف می شود. بنابراین ساعت در سرعت نور به طور مرتب تنها یک زمان را نشان می دهد.
از نظر مختصات فضایی، در این شرایط جسم همزمان در همه جا هست و در یک حضور ابدی قرار دارد همچنین، جسم دارای جرم بیش از جرم فوتون نمی تواند به سرعت نور برسد و بنابراین هیچ چیز سریعتر از نور نیست.
3- در سرعت فراتر از سرعت نور، جسم فرضی هم در حالت سکون و هم در حالت شتاب تنها می تواند دارای یک جرم مجازی باشد. این جسم می تواند در فضایی حرکت کند که هنوز وجود ندارد. در حقیقت قادر است در یک "فضای منفی" و در یک "زمان وارونه" حرکت کند و توالی زمانی اش از آینده به گذشته برود.
از این رو، برپایه نظریه های نسبیت انیشتین برای اجسام دارای جرم، سفرهای زمانیِ قابل قیاس با تجربیات انسانی تنها برای اجسامی ممکن است که با سرعت متناسب با سرعت نور در خلاء و یا در میدانهای گرانشی بالا (میدان گرانشی در نزدیکی یک سیاه چاله یا ستاره نوترونی) حرکت کنند.
در این موارد، جریان زمان به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد و حتی در شرایط خاصی برای مثال در نزدیکی افق حوادث متوقف شود.
افق حوادث، منطقهای از فضازمان است که در آنجا تمام مرزهای فضا به شدت تحت تأثیر سیاه چاله قرار می گیرد و اگر جسمی وارد این منطقه شود، سرانجام بروی تکینگی یا مرکز سیاه چاله سقوط میکند. افق حوادث بخشی از مناطق خارجی سیاه چاله است.
تکینگی به مرکز یک سیاه چاله گفته می شود. در این منطقه تمام جرم سیاه چاله متراکم شده و چگالی آن به بی نهایت می رسد.
سفر در زمان از طریق سیاه چاله ها
سیاه چاله ها اجرامی فیزیکی هستند که در آنها ماده و میدان گرانشی در حداکثر تراکم و چگالی قرار دارد. در این سیاه چاله ها امکان ایجاد "پل های فضا- زمان" که همچنین با عنوان "پل انیشتین- روزن" شناخته می شود وجود دارد.
در اینجا، برای درک بهتر مفهوم "زمان تحت تاثیر گرانش"، فضا- زمان به عنوان یک ورقه کاملاً الاستیک معرفی می شود که می تواند به آسانی خم و راست شود و "خمیدگی فضا- زمان" را بسازد. گرانش از بدشکلی این ورقه یا خمیدگی فضا- زمان پدید می آید. درحالی که زمان می تواند به عنوان شیب این ورقه که در نزدیکی لبه ها منبسط شده و کش آمده است دیده شود.
برپایه نظریه های انیشتین، هیچ چیز نمی تواند در خلاء فراتر از سرعت نور برود، اما در این نظریه ها هیچ محدودیتی درباره شدت میدان گرانشی در بدشکلی فضا- زمان وجود ندارد. بنابراین، ساخت ماشینی برای سفر در زمان باید برپایه فرضیه بدشکلیهای فضا- زمان و نه نسبیت ها باشند.
یک نمونه از دستگاههای فضا- زمان که قادر است سفرهای در زمان را حتی به سوی عقب امکانپذیر کند "پل انیشتین- روزن" است.
پل انیشتین- روزن
این پل با عنوان "کرم- چاله" (wormhole) نیز شناخته می شود. کرم چاله یک ویژگی مکان نگر فرضی از فضا- زمان و یک نوع راه میانبر از یک نقطه جهان به نقطه ای دیگر است. این پل اجازه می دهد که سفر در میان این دو نقطه انجام شود.
به این کرم چاله "تونل گرانشی" نیز گفته می شود. این تکینگی گرانشی از فضا- زمان که حداقل دو انتها دارد به یک عبورگاه فرعی متصل می شود. این عبورگاه یا تونل واحد می تواند وسیله لازم برای سفر از یک انتها به انتهای دیگر کرم چاله را میسر کند.
مشکلات فرضیه استفاده از سیاه چاله به عنوان یک "ماشین زمان"
سیاه چاله ها، تنها اجسام حاضر در طبیعت هستند که می توانند امکان سفر در زمان را فراهم کنند. باوجود این، مشکلاتی در استفاده از وسیله طبیعی به عنوان ماشین زمان وجود دارد.
1- سیاه چاله ها در جهان تعداد زیاد و ابعاد بسیار متنوعی دارند. اما اثرات گرانشی این اجرام حتی قبل از رسیدن به افق حوادث نیز بسیار چشمگیر است و بنابراین اندازه گیری جرم تکینگی مرکزی که پهنای افق حوادث به آن بستگی دارد چندان آسان نیست. به طوریکه حتی یک خطای جزئی در محاسبات مربوط به تکینگی می تواند آزمایشگر فرضی را به داخل سیاه چاله بیندازد و برای همیشه آن را در این منطقه زندانی کند.
2- در همسایگی منظومه خورشیدی هیچ سیاه چاله ای که بتواند به عنوان یک ماشین زمان احتمالی مورد استفاده قرار گیرد وجود ندارد.
3- فناوریهای کنونی قادر نیستند سیاه چاله های مصنوعی را در آزمایشگاه ایجاد کنند.
استفان هاوکینگ سفر در زمان را امکانپذیر می داند
ستفان هاوکینگ فیزیکدان مشهور انگلیسی که به تازگی در نشریات و
برنامههای تلویزیونی در رابطه با عجایب علم فیزیک و سفر در زمان اظهار
نظرهای قابل توجهی ارائه میکند به تازگی در قالب مقالهای به بررسی
شیوههای ممکن برای سفر در زمان پرداخته است که بخشی از آن در نشریه
انبیسی به این شکل منتشر شده است:
ظریه اول هاوکینگ بر این اساس مطرح
شده است که باید زمان را در قالب یک بعد، مانند طول، عرض و یا ارتفاع در
نظر گرفت. وی در مثالی میگوید: "در هنگام رانندگی به سوی جلو حرکت
میکنید، این یک جهت است، به سمت راست یا چپ دور میزنید، این جهتی دیگر
است، جهت سوم زمانی است که بر روی یک جاده کوهستانی حرکت میکنید و بعد
چهارم در چنین سفری زمان است."
هاوکینگ می گوید: "فیلمهایی با مضمون سفر در زمان
معمولا ماشینهای عظیم و پر مصرفی را نشان میدهند که مسیری را در میان
بعد چهارم گشوده و تونلی را در دل زمان باز میکند. مسافر زمان نیز خود را
برای تجربهای ناشناخته آماده کرده و وارد این تونل شده و آنگاه در
ناکجاآبادی ظاهر میشود. شاید مفهوم کلی چنین شیوه ای کاملا بعید و کاملا
متفاوت از واقعیت به نظر آید اما ایده کلی آن چندان غیر عقلانی نیست.
"در
واقع قوانین فیزیک با ایده سفر در زمان از طریق درگاه هایی به نام "کرم
چاله" انطباق دارند. این درگاهها در اطراف ما پراکندهاند تنها به دلیل
کوچک بودن امکان مشاهده آنها وجود ندارد. این حفرهها در گوشههای پنهان
فضا و زمان خود را نمایان میکنند. هیچ چیز مسطح و جامد نیست، در صورتی که
از فاصلهای بسیار نزدیک به هر جسمی نگاه کنید حفرهها و چین خوردگیهایی
را میتوان در آن مشاهده کرد. این یکی از اصول بنیادین فیزیک است که شامل
حال زمان هم میشود."
برخی از دانشمندان معتقدند شاید امکان دستیابی به یک کرمچاله و راهی برای بزرگ کردن آن به اندازهای که برای عبور انسانها یا فضاپیماها کافی است وجود داشته باشد.
فوم کوانتومی و حفره های "کرم چاله"
در بخشی دیگر از این مقاله آمده است: "در کوچکترین مقیاس ممکن، حتی در ابعادی کوچکتر از مولکولها و اتمها، به موقعیتی دست خواهیم یافت که فوم کوانتومی نام دارد. این جایی است که "کرمچاله"ها در آن قرار دارند. تونلهایریزی در میان زمان و فضا به صورت دائم در حال شکل گرفتن، ناپدید شدن و تغییر شکل دادن در این جهان کوانتمی هستند. حفرههایی که در واقع دو موقعیت و زمان جدا از هم را به یکدیگر اتصال میدهند."
در بخشی دیگر از این مقاله آمده است: "در کوچکترین مقیاس
ممکن، حتی در ابعادی کوچکتر از مولکولها و اتمها، به موقعیتی دست خواهیم
یافت که فوم کوانتومی نام دارد. این جایی است که "کرمچاله"ها در آن قرار
دارند. تونلهایریزی در میان زمان و فضا به صورت دائم در حال شکل گرفتن،
ناپدید شدن و تغییر شکل دادن در این جهان کوانتمی هستند. حفرههایی که در
واقع دو موقعیت و زمان جدا از هم را به یکدیگر اتصال میدهند."
"متاسفانه
این حفره ها به اندازهای کوچک هستند که امکان عبورانسان از میان آن وجود
ندارد اما برخی از دانشمندان معتقدند شاید امکان دستیابی به یک کرمچاله و
راهی برای بزرگ کردن آن به اندازهای که برای عبور انسانها یا فضاپیماها
کافی است وجود داشته باشد."
"از نظر تئوری تونل زمان یا یک کرم
چاله به جز کمک به سفر به دیگر سیارات میتواند فواید دیگری نیز در بر
داشته باشد. در صورتی که دو سر این تونل در جایی یکسان قرار داشت که میان
آنها زمان و نه فاصله فیزیکی جدایی ایجاد کرده بود، یک فضاپیما می توانست
در گذشته و در فاصله ای نزدیک به زمین در آن رفت و آمد داشته باشد. در این
صورت شاید دایناسورها میتوانستند شاهد فرود این فضاپیما در جایی از زمان
باشند."
" در نهایت شاید دانشمندان تنها سفر به آینده را پدیدهای
عملی بیابند زیرا قوانین طبیعت سفر به گذشته را غیر ممکن ساخته است از این
رو است که رابطه علت و معلولی پا برجا است. برای مثال اگر می توانستید در
زمان سفر کرده و به گذشته بازگردید و با انجام کاری از تولد خود در گذشته
جلوگیری کنید، چگونه می توانستید در آینده حضور داشته باشید و در زمان سفر
کنید؟"
مثلا:گر به عقب برگردیم و پدر برگ خود را بکشیم و دوباره به
همین زمان و بُعد برگردیم اتفاقی رخ نداده و پیشینه ما همان هست که بود.
صرفاً یک بُعد دیگر به جریان افتاده که ما در آن حضور نداریم و هرگز به
دنیا نمی آییم و این ابعاد همین الان هم وجود دارند. البته این جهان ها بر
هم منطبقند بدون اینکه در هم تداخل ایجاد کنند. یعنی اکنون هم جهانی وجود
دارد که در آن مثلا بیماری وبا نسل بشر را منقرض کرده است. (البته نظریه
است).
در هنگام رانندگی به سوی جلو حرکت میکنید، این یک جهت است، به سمت راست یا چپ دور میزنید، این جهتی دیگر است، جهت سوم زمانی است که بر روی یک جاده کوهستانی حرکت میکنید و بعد چهارم در چنین سفری زمان است.
رودی جاری به نام زمان
هاوکینگ بر این باور است
بازخورد تابشی می تواند هر کرم چاله ای که دانشمندان تلاش دارند آن را برای
قابل استفاده شدن بزرگتر سازند را نابود کرده و آنها را برای سفر واقعی
بیمصرف کند. راه دیگر پیشنهادی وی از این قرار است: زمان مانند یک رود در
جریان است و اینگونه به نظر می رسد هر کدام از ما در میان این جریان در
حرکتیم، اما از دیدگاهی دیگر می توان گفت زمان در مکانهای مختلف سرعت جریان
متفاوتی دارد و این کلید اصلی سفر به آینده است. اینشتین برای اولین بار
این ایده را که مکانهایی وجود دارند که در آنها سرعت زمان کاهش یا افزایش
پیدا میکند، در حدود صد سال پیش مطرح کرد، وی کاملا درست فکر میکرده است.
اثبات آن نیز در سیستم ردیابی ماهواره ای زمین یا GPS است که آشکار می کند
زمان در فضا از سرعت بالاتری برخوردار است و می توان از این اصل برای سفر
به آینده استفاده کرد."
تائید نظریه انیشتین و رد امکان سفر در زمان
در روزهای اخیر، گروهی از پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ با انجام تحقیقاتی درباره فوتونهای مجزای نور ضمن تائید تئوری انیشتین درباره سرعت نور در خلاء حرف آخر درباره احتمال تحقق رویای سفر در زمان را زدند.
این تیم تحقیقاتی نشان دادند همانطور که آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت عمومی تعیین کرده بود، هیچ چیز سریعتر از نور نیست.
درحقیقت احتمال انجام سفر در زمان با امکان حرکت سریعتر از سرعت نور ارتباط دارد. یک دهه قبل گروهی از دانشمندان پالسهایی از سرعت مافوق نور را کشف کردند.
هرچند این کشف تنها یک "اثر اپتیکی" بود این تردید را به وجود آورد که سرعت حرکت یک فوتون مجزا به چند روش می تواند از سرعت نور بیشتر شود.
اکنون فیزیکدانان هنگ کنگی موفق شدند با دقت بالایی سرعت حرکت یک فوتون مجزا را اندازه گیری کنند. نتایج این بررسیها نشان داد که حتی یک فوتون مجزا که واحد پایه نور است همانند سرعت فاز امواج الکترومغناطیس محدود به سرعت نور است.
به عبارت دیگر، حتی فوتونهای مجزا نیز نمی توانند سریعتر از سرعت نور حرکت کنند. به طور خلاصله، این بار نیز انیشتین حق داشت و بنابراین سفر در زمان غیرممکن است.
در این تحقیق، فرضیه سفر در زمان رد شده است اما هنوز آزمایشات دیگری پیش روی دانشمندان وجود دارد.
نظریه ی قرآن درباره ی سفر در زمان
اگر بر اصل عدم مجاز در قرآن تاکید کنیم باید بپذیریم که آیه 45 سوره زخرف بیانگر سفر زمانی است . ببینید :
واسئل من ارسلنا من رسلنا اجعلنا من دون لرحمن الهه یعبدون
از کسانی که فرستادیم بپرس آیا غیر از خدای یکتای رحمان خدایانی قرار دادیم که پرستش شوند
از آنجا که انبیاء در گذشته زمانی بوده اند بی شک این امر باید با یک سفر زمانی امتثال شود ؟
اما آیا سفر زمانی یک سفر مادی است ؟
در مورد سفر زمان در فیزیک امروزی نیز مباحث داغی مطرح است . برخی
معتقدند این امر امکان پذیر است لذا برای آن فرضیه های جالبی هم درست شده
مثل اینکه اگر کسی به گذشته برگردد و پدربزرگ خود را قبل از تحقق پدرش بکشد چه می شود ؟
برخی گفته اند او در زمان حال از بین می رود برخی گفته اند به بعدی دیگر می رود
این حرفها جالب اما غیر منطقی و غیر علمی اند
عقل
نمی تواند بپذیرد چیزی که وجودش در حال بطور قطع به چیز دیگری در زمان
گذشته منوط است وجود داشته باشد در حالیکه آن شی ماضی معدوم شده است این
ابتنای وجود بر عدم است که عقلا محال است
لذا ما معتقدیم سفر در زمان به معنای امکان مشاهده عیانی موجودات گذشته و آینده یک سفر صرفا شهودی است و نه مادی و جسمانی
یعنی این سفر در عالم علمی مجرد ممکن است نه در عالم مادی جسمانی . دیگر اینکه امکان تغییر هم وجود ندارد
اصول ضروری برای باور به سفر زمان
برای اینکه سفر زمان امکان پذیر باشد باید این دو اصل را ثابت کنیم :
1- تمام پدیده ها عالم در عالم مجردات وجود داشته باشند
2- انسان امکان شهود عالم مجردات را نیز داشته باشد
اثبات اصل اول :
اثبات اصل اول خود نیازمند اثبات اصل دیگری بنام ظهور است
اصل ظهور یعنی اینکه تمام موجودات عالم ماده تجلی و ظهور حقایق ماورایی خود هستند
این اصل در قرآن ثابت است ان من شی الا عندنا خزائنه و ما ننزله الا بقدر معلوم (حجر21)
هیچ چیزی نیست مگر آنکه خزانه های آن در نزد ماست و ما آنرا جز به اندازه مشخص نازل نمی کنیم
آیه نورانی قرآن کریم می فرماید تمام موجودات عالم تنزل یافته از خزائن عالم بالا هستند
پس
باید این موجودات در عالم خزائن به نحوی وجود داشته باشند و از آنجا که
عالم مجردات در قیاس با عالم مادیات وجود نرم افزاری یا علمی دارد پس این
حقایق حقایق علمی اند نه حقایق عینی مادی خارجی
لذا اگر انسان بتواند به این خزانه ها مرتبط گردد می تواند همه آن حقایق را شهود نماید
و اما اثبات اصل دوم امکان ایجاد ارتباط با عالم مجردات است که باز در قرآن کریم یکی از مراتب عالی آن مطرح شده است :و علم آدم الاسماء کلها (بقره 31)
تعلیم اسماء به معنای تعلیم حقایق عالم از مادی و مجرد است پس خدای متعال قادر بر ایجاد چنین ارتباطی و تحقق شهود حقایق عالم است
با این وصف مساله سفر زمان در قرآن قابل اثبات هم هست