الاحتمالات العلمية للسفر عبر الزمن

click fraud protection

القصص المتعلقة بالسفر إلى الماضي والمستقبل قد استحوذت على خيالنا منذ فترة طويلة ، ولكن مسألة ما إذا كان الوقت السفر ممكن هو أمر شائك يحصل مباشرة في صميم فهم ما يعنيه الفيزيائيون عند استخدامهم للكلمة "زمن."

تعلمنا الفيزياء الحديثة أن الوقت هو أحد أكثر الجوانب غموضًا في عالمنا ، على الرغم من أنه قد يبدو واضحًا في البداية. لقد أحدث أينشتاين ثورة في فهمنا للمفهوم ، ولكن حتى مع هذا الفهم المنقح ، لا يزال بعض العلماء يفكرون في مسألة ما إذا كان أو لم يكنالوقت موجود فعلا أو ما إذا كان مجرد "وهم مستمر بعناد" (كما أطلق عليه أينشتاين ذات مرة). مهما كان الوقت ، فقد وجد الفيزيائيون (وكتاب الخيال) بعض الطرق المثيرة للاهتمام للتلاعب به للتفكير في اجتيازه بطرق غير تقليدية.

الوقت والنسبية

على الرغم من الإشارة في H.G. Wells آلة الزمن (1895) ، العلم الفعلي للسفر عبر الزمن لم يأت إلى حيز الوجود حتى وقت طويل من القرن العشرين ، كنتيجة جانبية ل البرت اينشتايننظرية النسبية العامة (وضعت في عام 1915). النسبية تصف النسيج المادي للكون من حيث وقت الفضاء الأبعاد 4 ، والذي يتضمن ثلاثة أبعاد مكانية (لأعلى / لأسفل ، لليسار / لليمين ، للأمام / للخلف) مع بُعد زمني واحد. في ظل هذه النظرية ، التي أثبتت العديد من التجارب على مدى القرن الماضي ، فإن الجاذبية هي نتيجة لانحناء هذا الزمان استجابةً لوجود المادة. بمعنى آخر ، في ضوء تكوين معين للمادة ، يمكن تغيير النسيج الفعلي للفضاء في الكون بطرق مهمة.

instagram viewer

واحدة من النتائج المدهشة للنسبية هي أن الحركة يمكن أن تؤدي إلى اختلاف في الطريقة التي يمر بها الوقت ، وهي العملية المعروفة باسم تمدد الزمن. ويتجلى هذا بشكل كبير في الكلاسيكية التوأم المفارقة. في طريقة "السفر عبر الزمن" هذه ، يمكنك الانتقال إلى المستقبل بشكل أسرع من المعتاد ، ولكن لا توجد طريقة للعودة بالفعل. (هناك استثناء بسيط ، ولكن المزيد حول هذا الموضوع لاحقًا في المقال.)

وقت مبكر السفر

في عام 1937 ، الفيزيائي الاسكتلندي دبليو. ج. طبق فان ستوكوم أولاً النسبية العامة بطريقة فتحت الباب أمام السفر عبر الزمن. من خلال تطبيق معادلة النسبية العامة على موقف مع أسطوانة دوارة طويلة للغاية وكثيفة للغاية (نوعًا ما مثل عمود حلاقة لا نهاية له). إن دوران مثل هذا الجسم الضخم يخلق في الواقع ظاهرة تعرف باسم "سحب الإطار" ، وهي أنها تسحب الزمكان معها. وجد Van Stockum أنه في هذه الحالة ، يمكنك إنشاء مسار في وقت فراغ ثلاثي الأبعاد بدأ وينتهي في نفس النقطة - شيء يسمى مغلق منحنى زمني - وهي النتيجة المادية التي تتيح السفر عبر الزمن. يمكنك الانطلاق في سفينة فضاء والسفر في مسار يعيدك إلى نفس اللحظة التي بدأت فيها.

على الرغم من أنها نتيجة مثيرة للفضول ، إلا أن هذا كان موقفًا مبدعًا إلى حد ما ، لذلك لم يكن هناك قلق كبير بشأن حدوثه. ومع ذلك ، كان هناك تفسير جديد على وشك أن يكون أكثر إثارة للجدل.

في عام 1949 ، عالم الرياضيات كورت جودل - صديق آينشتاين وزميل له في برينستون معهد الجامعة للدراسات المتقدمة - قرر معالجة وضع يكون فيه الكون كله لف. في حلول جودل ، سمحت المعادلات بالسفر عبر الزمن إذا كان الكون يدور. يمكن أن يعمل الكون الدوار نفسه كآلة زمنية.

الآن ، إذا كان الكون يدور ، فستكون هناك طرق لاكتشافه (سوف تنحني حزم الضوء ، على سبيل المثال ، إذا كان الكون كله يدور) ، وحتى الآن الدليل قوي للغاية أنه لا يوجد نوع من العالمية دوران. مرة أخرى ، السفر عبر الزمن مستبعد من خلال هذه المجموعة المحددة من النتائج. لكن الحقيقة هي أن الأشياء في الكون تدور ، وهذا يفتح مرة أخرى الاحتمال.

السفر عبر الزمن والثقوب السوداء

في عام 1963 ، استخدم عالم الرياضيات النيوزيلندي روي كير المعادلات الميدانية لتحليل الدوران ثقب أسود، يسمى ثقب أسود كير ، ووجدت أن النتائج سمحت بمسار عبر دودة في الثقب الأسود ، يفقد التفرد في المركز ، ويخرجه من الطرف الآخر. يسمح هذا السيناريو أيضًا بمنحنيات مغلقة تشبه الوقت ، كما أدرك الفيزيائي النظري كيب ثورن بعد ذلك بسنوات.

في أوائل الثمانينيات ، بينما عمل كارل ساجان على روايته لعام 1985 اتصل، اقترب من Kip Thorne بسؤال حول فيزياء السفر عبر الزمن ، والذي ألهم Thorne لدراسة مفهوم استخدام الثقب الأسود كوسيلة للسفر عبر الزمن. جنبا إلى جنب مع عالم الفيزياء سونغ وون كيم ، أدرك ثورن أنه يمكنك (نظريا) الحصول على أسود ثقب مع ثقب دودي يربطه بنقطة أخرى في الفضاء يتم فتحها بواسطة شكل سلبي الطاقة.

ولكن لمجرد وجود ثقب دودي لا يعني أن لديك آلة زمنية. الآن ، لنفترض أنه يمكنك تحريك أحد طرفي الثقب ("النهاية المنقولة"). يمكنك وضع النهاية المنقولة على سفينة فضائية ، وإطلاق النار عليها في الفضاء عند حوالي سرعة الضوء. يبدأ تمدد الوقت ، والوقت الذي تمر به النهاية المنقولة أقل بكثير من الوقت الذي تمر به النهاية الثابتة. لنفترض أنك تحرك النهاية المنقولة 5000 سنة إلى مستقبل الأرض ، ولكن النهاية المنقولة فقط "الأعمار" 5 سنوات. لذا تغادر عام 2010 م ، على سبيل المثال ، وتصل عام 7010 م.

ومع ذلك ، إذا سافرت عبر النهاية المنقولة ، فستخرج فعليًا من النهاية الثابتة في عام 2015 بعد الميلاد (منذ 5 سنوات مرت على الأرض). ماذا؟ كيف يعمل هذا؟

حسنا ، الحقيقة هي أن طرفي الثقب مرتبطان. بغض النظر عن مدى تباعدهما ، في الزمكان ، لا يزالان في الأساس "قريبين" من بعضهما البعض. نظرًا لأن النهاية المنقولة أكبر بخمس سنوات فقط من الوقت الذي غادرت فيه ، فإن المرور بها سيعيدك إلى النقطة ذات الصلة في الثقب الدودي الثابت. وإذا دخل شخص من عام 2015 م الأرض من خلال الثقب الدودي الثابت ، فسيخرج في 7010 م من الثقب الدودي المتحرك. (إذا دخل شخص ما عبر الثقب الدودي في عام 2012 بعد الميلاد ، فسينتهي بهم الأمر إلى سفينة الفضاء في مكان ما في منتصف الرحلة وما إلى ذلك.)

على الرغم من أن هذا هو الوصف الأكثر منطقية من الناحية المادية لآلة الزمن ، لا تزال هناك مشاكل. لا أحد يعرف ما إذا كانت الثقوب الدودية أو الطاقة السلبية موجودة ، ولا كيفية تجميعها بهذه الطريقة إذا كانت موجودة. لكن (نظريا) ممكن.

instagram story viewer