شمارش معکوس برای سفر در زمان؟

  مطلب قدیمیه ولی بخون که خیلی جالبه

احتمالا شنیده اید که ممکن است سا ل2008 میلادی همان سالی باشد که انسان می تواند سفر در زمان را تجربه کند. بزرگ ترین شتاب دهنده ذرات با نام "برخورددهنده بزرگ هادرون ها"  (LHC) در این سال شروع به کار می کند" و اگر دو ریاضی دان "ایرنا آرف اوا"  و "ایگور ولویچ"  ممکن است LHC به عنوان نخستین ماشین زمان کار خود را به زودی آغاز کند.مطمئناً این ادعای بزرگی است، ولی اگر این دو نفر درست گفته باشند شروع به کار دستگاه LHC در سرن مرکز تحقیقات فیزیک اروپا در نزدیکی ژنو در کشور سوئیس) می تواند به عنوان نقطه عطفی در تاریخ علم به ثبت برسد، چرا که سفر به گذشته تنها در صورت به وجود آمدن یک ماشین زمان امکان پذیر است – البته اگر اساساً انجام چنین کاری امکان پذیر باشد – و این بدان معنی است که سال 2008 به عنوان سال صفر شناخته خواهد شد.ایرنا آرف اوا و ایگور ولوویچ دو ریاضی دان معروف و واقع بین که هم اکنون در موسسه ریاضیات استکلو  در مسکو مستقر هستند، ادعای دیداری قریب الوقوع با مسافرانی از آینده را ندارند بلکه می گویند با توجه به وجود رابطه علت و معلولی به عنوان یکی از مهم ترین قوانین پایه ای فیزیک، کار کردن بر روی ماشین زمان تا جایی که امکان پذیر باشد با ارزش خواهد بود. تحقیقات آنها در حال حاضر به صورت رسمی در مجلات علمی چاپ می شود ولی این امر باعث نشده تا سایر فیزیک دانان دست از فعالیت بکشند.ده ها سال است که فیزیک دانان تلاش کرده اند تا سازوکار قابل باوری را برای سفر در زمان مطرح کنند. بهترین تعریف ما از رفتار فضا و زمان به نظریه نسبیت اینشتین باز می گردد، ولی محققان همواره به دنبال عیوب این نظریه بودند و طرح اولیه پروژه سفر به گذشته را هیچ گاه به صورت عملی دنبال نکردند، ولی ممکن است که با LHC بتوانیم به آرزوی دیرین خود دست یابیم.زمانی که LHC با حداکثر قدرت، کار خود را آغاز کند، با انرژی معادل 10¹² × 7 الکترون ولت تا حوزه 27 کیلوتری خودش در تمام ذرات نفوذ می کند. البته این مقدار زیادی نیست چرا که 10¹² الکترون ولت معادل انرژی جنبشی پرواز یک پشه است، ولی در صورتی که این انرژی روی یک اتم متمرکز شود می تواند تغییرات فوق العاده ای را ایجاد کند.طبق نظریه نسبیت تمام اجسام دارای 3 بعد در فضا و یک بعد زمان هستند. ولی نکته مبهم این نظریه ادعای این موضوع است که کرات آسمانی در فضا – زمان انحنا ایجاد می کنند. برای مثال کره زمین، فضای اطراف خود را خم می کند و این عامل باعث فشار جاذبه به همه چیز می شود.تصور چنین انحنایی در مورد زمان بسیار سخت است ولی در صورت وجود کوچک ترین انرژی و جرمی این اتفاق می افتد. نکته جالب اینجاست که با افزایش کافی جرم و انرژی می توان انحنای زمان را به حدی رساند که به صورت یک حلقه در بیاید. فیزیکدانان این حلقه ها را با نام منحنی بسته زمان می شناسند، به این ترتیب حداقل در نظریه می توانیم به خودمان اجازه دهیم تا از این طریق به گذشته سفر کنیم.نخستین کسی که نشان داد که چگونه یک منحنی بسته زمان می تواند شکل بگیرد،  ریاضی دان اتریشی "کورت گودل"  بود. او در سال 1949 ثابت کرد که با چرخش جهان می بایست شرایطی شود که زمان به صورت یک حلقه روی خودش باز گردد و اگر شما بتوانید خود را وارد این حلقه کنید می توانید لحظاتی از زمان های گذشته را ببینید. ولی همان طور که می دانیم جهان فاقد چرخش است، پس سفر در زمان بدین گونه هیچ معنایی ندارد.در سال 1976 "فرانک تیپلر" از داشنگاه تولین  در نیوارلئانز  نشان داد که در صورتی که جرم بسیار زیادی را در داخل یک استوانه به صورت دوار به گردش در بیاوریم، آن گاه می توانیم فرصتی را برای سفر در زمان فراهم کنیم. که البته این ادعا فقط در سطح یک نظریه باقی ماند.این موضوع جالب هم چنان مورد توجه دانشمندان بود تا این که در سال 1988 "کیپ تورن"  و همکارانش در موسسه فناوری در پاسادنا  نشان دادند که کرم چاله ها  اجازه سفر در زمان را به ما می دهند. 

حرکت در این کرم چاله ها مانند حرکت در یک تونل از زیر یک تپه است، چرا که حرکت مستقیم از زیر تپه بسیار سریع تر از حرکت از روی تپه است.

شوک به فضا – زمانآرف اوا و ولوویچ اعتقاد دارند که LHC قابلیت ساخت یک کرم چاله برای سفر در زمان را دارد. هر ذره ای که در LHC شروع به حرکت کند یک موج ضربه ای در فضا – زمان به وجود می آورد که باعث خمیده شدن فضا و زمان به دور خودشان می شود. خروجی دو موج ضربه ای که از روبه رو با هم اصابت می کنند بسیار جالب است، چرا که در شرایط معین حفره ای در فضا – زمان ایجاد می کنند.اما این شرایط به خواص دقیق فضا – زمان باز می گردد؛ همان چیزی که ما درباره آن زیاد نمی دانیم. چرا که اینشتین در نظریه نسبیت، خواص فضا – زمان را در مقیاسی بزرگ و فقط به صورت یک تخمین بیان کرد.پیدا کردن جواب این که به چه مقدار انرژی برای باز کردن یک ورودی به کرم چاله ها نیاز داریم نیاز به فهم گرانش کوانتومی دارد و به نظر می رسد توصیف میکروسکوپی از فضا – زمان بسیار دور از دسترس ماست.با این حال این مطلب قابل تصور است که LHC بتواند به این شرایط خاص برای ایجاد یک سوراخ در فضا – زمان دست پیدا کند. نظر کلی دانشمندان فیزیک در مورد گرانش کوانتومی این است که تا هنگامی که در تجزیه اتمی، با انرژی معادل 10²⁸ الکترون ولت برخورد نکرده ایم توجه به شرایط خاص فضا – زمان اهمیتی پیدا نمی کند.

با این وجود یک گروه از فیزیک دانان دانشگاه کالیفرنیا به رهبری "نیما ارکانی حامد"  نشان دادند که گرانش کوانتومی در انرژی معادل 10¹² الکترون ولت نیز سهم دارد.

آرف اوا و ولوویچ فکر می کند LHC آنقدر قدرت دارد که بتواند یک حفره بسیار کوچک در فضا – زمان ایجاد کند. برخورد دو پروتون با انرژی معادل 10¹² × 14 الکترون ولت می تواند حفره ای با ضخامت 10¹⁸ متر ایجاد کند. این ایده بیشتر شبیه یک حقه است ولی به نظر می رسد که این تنها راه ممکن است. سال گذشته نیز آرف اوا و همکارانش روی معادله اینشتین کار کردند تا شاید بتوانند راهی برای رسیدن به منحنی بسته زمان دست پیدا کنند و از آن به بعد بود که احتمال ساخت ماشین زمان به وسیله LHC بیشتر شد.

آرف اوا می گوید: "ما متوجه شدیم که منحنی بسته زمان و کرم چاله ها همگی حاصل برخورد ذرات با هم هستند." دانشمندان دیگری نیز روی این فرضیه کار کرده اند. "جی ریچارد گات"  از دانشگاه پرینستون از نیوجرسی در سال 1991 ادعا کرد که ذرات شتاب داده شده می توانند مسیری را برای سفر در زمان ایجاد کند. به نظر او با انرژی بسیار زیاد می توان باعث حرکت سریع ذرات و به دنبال آن ایجاد خمیدگی در فضا – زمان شد و منحنی بسته زمان را ایجاد کرد و این در حالی بود که محاسبات گات دقیق نبود و ممکن بود تغییر حالت در فضا – زمان فقط منجر به ساخت یک حفره سیاه چاله  بشود. گات می گوید خمش در فضا – زمان که نیاز به ساخت یک ماشین زمان دارد درست شبیه نیاز به ساخت یک حفره است و حالا آرف اوا و ولوویچ طبق محاسباتی که انجام داده اند به این نتیجه رسیده اند که سیاه چاله هایی کوچک و کرم چاله ها شانس برابری را برای به وجود آمدن کوچک و کرم چاله ها شانس برابری را برای به وجود آمدن در LHC دارند، طوری که یک کرم چاله می تواند به طور متناوب هر 2 ثانیه یک بار بوجود بیاید.ولی هیچ کدام از این حرف ها به این معنی نیست که ما در تعطیلات کریسمس امسال می توانیم در زمان سفر کنیم! زیرا هنوز مشکلات فراوانی وجود دارد و بزرگ ترین آنها این است که این کرم چاله ها صرفا گنجایش ذرات بسیار کوچک را دارند و مشکل دوم در مورد دهانه کرم چاله هایست که گرایش به بسته شدن دارند. و برای جلوگیری از این اتفاق می بایست یا حائل قرار دادن ماده ای ناشناخته در دهانه کرم چاله از تمایل آن به بسته شدن جلوگیری کند.بنابراین آرف اوا و ولوویچ حوزه فعالیت خود را روی راز انرژی تاریک  متمرکز کردند. انرژی تاریک در واقع همان انرژی است که گفته می شود باعث انبساط شتابنده جهان هستی شده است. آنها می گویند انرژی تاریک تنها چیزی است که می تواند حفره ورودی کرم چاله ها را باز نگه دارد. ولی با پیدا شدن انرژی تاریک می بایست به سوال سخت تری پاسخ داده شود. با منبسط شدن فضا – زمان، انرژی تاریک بیشتر می شود، کمتر می شود یا ثابت می ماند؟ وقتی که فیزیک دانان به رفتار فضا – زمان به هنگام انبساط توجه می کنند تفسیر اکثریت آنها از موضوع این است که با بزرگ شدن فضا – زمان هیچ تغییری در مقدار انرژی پیدا نمی شود.تعداد کمی از فیزیک دانان وقتی خود را در راه تحقیق روی احتمال سوم یعنی افزایش انرژی به ازای افزایش فضا – زمان صرف می کنند و اگر ذات انرژی تاریک این گونه باشد، آن گاه حفره های کرم چاله ها را به گونه ای می توان باز نگه داشت که همه مردم از میان آن عبور کنند.