نگاهی به کتاب «چگونه می توان یک ماشین زمان ساخت»

زمان چیست؟ همان چیزی كه همواره با ما است و از كنار آن به سادگی می گذریم. گاه در ذهن خود آنگاه كه به سختی در افتادیم، احساس می كنیم كه گویا زمان به كندی جریان دارد و برعكس زمانی كه اوقاتمان را به خوشی می گذرانیم، زمان ظاهراً باسرعت بیشتری می گذرد. در بیماری های روانی نیز زمان ذهنی مبحث شناخته شده ای است. اما منظور از زمان همان زمان فیزیكی است یعنی همان كمیتی كه با ساعت اندازه گیری می شود و هرچه فناوری پیشرفته تری در آن استفاده شده باشد، دقیق تر اندازه گیری می شود. ولی زمان فیزیكی چیست؟ آیا آنچنان كه تا قرن بیستم تصور می شد و بزرگان فیزیك همچون ایزاك نیوتن می پنداشتند زمان مفهومی مطلق است كه از گذشته به سمت حال و سپس آینده جاری است و گذر آن در تمامی جهان سیر یكنواختی دارد؟ آیا معنای فیزیكی «اكنون» در هر كجای گیتی یك معنی دارد؟ تحولات فیزیكی در قرن بیستم به این سئوالات پاسخ منفی داده است. آغازگر این مفهوم سازی نوین آلبرت اینشتین كارمند ساده اداره ثبت اختراعات برن سوئیس بود كه با استفاده از ریاضیات ساده دبیرستانی ثابت كرد كه زمان نه امری مطلق، بلكه خاصیتی از ماده است كه با تغییر سرعت جسم و گرانش تغییر می كند. گرانش باعث تغییر هندسه فضا زمان می شود و هم فضا و هم زمان (به عنوان بعد چهارم) دچار كشسانی (Elasticity) می شوند. همه اینها در نظریه نسبیت وی به وضوح تشریح شده است. نظریه نسبیت با انجام آزمایش های بسیار به اثبات رسیده است. اینشتین نسبیت را در دو مرحله (در سال ۱۹۰۵ نظریه نسبیت خاص و در سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت عام) ارائه كرد كه امروزه مورد قبول عامه فیزیكدانان قرار دارد. در سال ۱۹۷۱ جو هافل و ریچارد كیتینگ یك ساعت دقیق اتمی را در هواپیمایی كار گذاشته و با آن دور دنیا را گشتند و در انتهای مسافرت زمان را با ساعت مشابهی روی زمین مقایسه كردند. زمان درون هواپیما كندتر از مدت زمان آزمایشگاه گذشته بود. ساعتی كه در هواپیما بود ۵۹ نانوثانیه نسبت به ساعت موجود در روی زمین كندتر كار كرده بود. یعنی سرعت باعث كندی گذر زمان می شود.گرانش نیز باعث كندشدن زمان می شود. در سال ۱۹۵۹ آزمایشی در دانشگاه هاروارد طراحی شد تا ضریب كندشدن زمان را در بالای یك برج ۵/۲۲ متری محاسبه كنند. معلوم شد كه زمان در این ارتفاع ۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۲۵۷/۰ درصد تندتر گذشته است. در واقع اگر در كنار سیاره ای باشید كه جرم بیشتری داشته باشد زمان كندتر می گذرد. اینشتین تقسیم زمان به گذشته و حال و آینده را توهمی بیش نمی دانست. ما انسان ها با توجه به مشاهده روند تغییرات ریتمیك مانند فرو ریختن آب از بلندی، برآمدن خورشید از شرق آسمان و غیره مفهوم زمان را اختراع كرده ایم. ظاهراً گذشته دیگر تمام شده و قابل بازگشت نیست و از آینده نیز طرحی خیالی در ذهنمان وجود دارد. اما بسیاری از فیزیكدان ها معتقدند همان قدر كه حال در دسترس است آینده و حتی گذشته نیز دست یافتنی هستند و راه هایی هرچند تخیلی را برای دستیابی به آن ارائه می دهند. پل دیویس فیزیكدان انگلیسی از طرفداران امكان سفر به گذشته است. او هم اكنون در كالج سلطنتی لندن و دانشگاه كویینزلند به تدریس فیزیك مشغول است. وی در كتاب «چگونه می توان یك ماشین زمان ساخت» به تشریح علمی ساخت یك ماشین زمان پرداخته است. اما پیش از بررسی ایده ساخت ماشین زمان باید با مفاهیم سیاهچاله و كرم چاله تا حدی آشنا شویم. سیاهچاله (كه اولین بار جان ویلر از این نام برای نامیدن آن استفاده كرد) یك نقطه در فضا است كه گفته می شود در اثر فروریزش ستارگان بسیار حجیم به درون خود به وجود آید، بدون آنكه از جرم ایشان كاسته شود. به این ترتیب مثلاً جرم ستاره هایی كه حتی بارها بزرگ تر از خورشید است به حجمی در محدوده های چندین ۱۰ كیلومتری فشرده شده و دارای جرم حجمی فوق العاده ای خواهد شد كه با توجه به جاذبه فوق العاده خود حتی نور را از آن گریزی نیست. پس سیاه دیده می شود یا در واقع اصلاً دیده نمی شود و با رصدكردن از طریق فناوری های معمولی قادر به كشف آنها نخواهیم بود و چاله است؛ چرا كه هرچه به درون آن فرو بیفتد دیگر راه گریزی نخواهد داشت. ورود به سیاهچاله راه بدون بازگشت است، راهی است به سوی عدم، به سوی پایان فضا و زمان. اصطلاحاً در فیزیك این نقطه را نقطه ای دارای تكنیگی (Singularity) می نامند. مفهوم دیگری كه بسیار نزدیك به سیاهچاله است، كرم چاله است كه برخلاف سیاهچاله ممكن است قابل عبور باشد. در اثر خمیدگی بسیار شدید فضا در اثر یك نیروی گرانشی فوق العاده عظیم ممكن است قسمتی از فضا روی خود برگشته (مثل تا خوردن كاغذ روی خود) و در نتیجه فاصله دو نقطه بسیار دور در فضا بسیار كوچك شود. یا آن چنان كه در نظریه جهان های چندگانه (multiverse) گفته می شود، كرم چاله می تواند باعث اتصال دو جهان به همدیگر شود. دو نقطه دارای تكنیكی از طریق یك گذرگاه به نام كرم چاله به هم متصل می شوند. به این ترتیب می توان از نقطه ای با مختصات فضا زمانی مشخص به نقطه ای با مختصات فضا زمانی دیگر رفت كه حتی این نقطه دوم از نظر زمانی می تواند در گذشته قرار گرفته باشد. اما ساختن كرم چاله در صورت وجود، نیاز به انرژی های فوق العاده عظیمی دارد كه دستیابی به آن از توان بشر كنونی خارج است. اسفنج فضا زمانی موجود در لحظات اولیه خلقت یعنی بعد از انفجار بزرگ، با توجه به انرژی فوق العاده آن می توانسته حاوی كرم چاله های میكروسكوپی باشد. از این رو پل دیویس در كتاب خود از این طرح برای ایجاد یك كرم چاله مصنوعی و قابل عبور استفاده كرده است. وی معتقد است طی مراحلی چند، به نام های تصادم دهنده (collider)، فشرده ساز (imploder)، تورم ساز (inflator) و متمایزكننده (differentiator) می توان به كرم چاله ای قابل عبور دست یافت. در كارگاه تصادم دهنده با استفاده از یك شتاب دهنده ذرات سنگین هسته ای (مانند پروتون و نوترون) می توان به حبابی از ذرات كوچكتر یعنی كوارك ها و گلوئون ها دست یافت. سپس با متمركز كردن انرژی فوق العاده زیاد روی این حباب كوارك و گلوئونی (در مرحله فشرده ساز) می توان اسفنج فضا زمانی حاوی كرم چاله های میكروسكوپی ایجاد كرد. البته این كرم چاله ها ناپایدار بوده و با توجه به اندازه كوچك شان قادر به عبور دادن یك انسان نخواهند بود، آن گاه به مرحله سوم یعنی مرحله تورم ساز (inflator) می رسیم كه با استفاده از مواد نامتعارف كه دارای خاصیت ضدگرانشی یا گرانش منفی هستند و با قرار دادن آن در گلوگاه كرم چاله می توان مانع بسته شدن آن شد. لازم به ذكر است كه وجود چنین ماده نامتعارفی در آزمایش كازیمیر (فیزیكدان هلندی) به صورت غیرمستقیم مطرح شده است. در طرح پیشنهادی دیگری نیز با استفاده از نیروی گریز از مركز یك سیاهچاله چرخان این مسئله را حل كرده اند. بالاخره در مرحله چهارم یا متمایزكننده (differentiator) برای ایجاد اختلاف زمانی بین دو انتهای كرم چاله می توان یك سر آن را درون شتاب دهنده های چرخان قرار داده تا در اثر چرخش، طبق قانون نسبیت، زمان در آن سر كرم چاله كند شده و اختلاف زمانی میان دو سر آن ایجاد شود. در آن صورت اگر شخصی از یك سر كرم چاله به سر دیگر آن حركت كند می تواند به گذشته بازگردد. البته در این نوع كرم چاله نمی توان به قبل از سال ساخت آن برگشت. یعنی اگر كرم چاله در سال ۲۰۰۴ ساخته شده باشد هرگز با آن نمی توانیم مثلاً برای دیدن دایناسورها استفاده كنیم. طرح های دیگری نیز توسط دانشمندان دیگر برای ساختن ماشین زمان ارائه شده است. از جمله استفاده از ماده چرخان كه توسط ون استوكام و گودل ارائه شده است. طرح كاملاً متفاوت نیز توسط ریچارد گوت سوم مبنی بر استفاده از تارهای كیهانی (Cosmic Strings) ارائه شده است.البته تمامی گفته های فوق الذكر ظاهر ساده ای دارند كه در عمل با موانع و خطرات فراوان روبه رو می شود. اما همین تمرینات ذهنی است كه باعث اكتشاف های بعدی می شوند. سفر در فضا اولین بار توسط ژول ورن در یك كتاب علمی تخیلی به نام «سفر به كره ماه» مطرح شد؛ سفری كه روزگاری تخیلی بود امروزه به امری روزمره بدل شده است. شاید روزی مسافرت در زمان نیز به واقعیت بپیوندد.

منبع : روزنامه شرق