فیزیکدان‌ها با حل پارادوکس پدربزرگ، یک قدم به سفر در زمان نزدیک شدند
ارسال شده توسط: علیرضا نوریان 01 بهمن 1403 ساعت 20:27
دانشمندان با کشف راه حلی برای پارادوکس پدربزرگ، به رویای دیرینه بشر برای سفر در زمان نزدیک‌تر شدند.
همه مسافران زمان، یک قانون را به‌خوبی می‌دانند: هرگز گذشته را تغییر ندهید. چه بخواهیم از تولد خودمان جلوگیری کنیم، چه نقشه‌های دستگاه سفر در زمان را به نسخه جوان‌ترمان بدهیم، ایجاد هرگونه تناقض زمانی، خط قرمز بزرگی است که امکان سفر در زمان را زیر سوال می‌برد.
لورنزو گاواسینو (Lorenzo Gavassino)، فیزیکدان دانشگاه وندربیلت، از این محدودیت چندان مطمئن نیست. او در بررسی‌های دقیق خود برای حل درباره آنتروپی، فضا و زمان برای حل پارادوکس پدربزرگ، به نتیجه جالب توجهی رسیده است: ما می‌توانیم بدون هیچ نگرانی، تمام اجدادمان را به قتل برسانیم!
حل معمای پارادوکس پدربزرگ
یکی از مباحث بسیار جذابی که در علم فیزیک مطرح می‌شود سفر در زمان است. «پارادوکس پدربزرگ» یک معمای قدیمی است: اگر به گذشته برویم و پدربزرگمان را در کودکی بکشیم، دیگر متولد نخواهیم شد. پس چگونه می‌توانیم به گذشته برگردیم و او را بکشیم؟ اما گاواسینو می‌گوید شاید ما قبلاً هم این کار را کرده باشیم و به سادگی آن را فراموش کرده‌ایم.
نظریه نسبیت عام، چارچوبی ارائه می‌دهد که به واسطه آن، می‌توان زمان را همچون یک قطار اسباب‌بازی تصور کرد که مسیر حرکتش کوتاه یا بلند می‌شود. این تغییر طول مسیر، مستقیماً وابسته به جرم اجسام اطراف و شتاب ناظر است.
با اعمال فشار حداکثری بر قوانین این نظریه، همانند آنچه در محیط‌های شدیدی مثل سیاه‌چاله‌ها رخ می‌دهد، می‌توانیم تصور کنیم که این اعوجاج‌های زمانی، مسیرهایی حلقوی ایجاد می‌کنند؛ مسیرهایی بسته که همانند یک قطار، دوباره به نقطه آغازین خود بازمی‌گردند. این مسیرهای بسته زمانی را «منحنی‌های زمان بسته» می‌نامیم.
پیامدهای این چرخش‌های زمانی، همواره موضوعی جذاب برای داستان‌های علمی‌تخیلی و تفکرات فلسفی بوده است. از ایجاد خطوط زمانی موازی تا تکرار مداوم رویدادها، طیف گسترده‌ای از سناریوهای ممکن بر اساس این مفهوم شکل گرفته است.
برای درک بهتر پدیده بازگشت زمان در دنیای واقعی، بهتر است کل سیستم را به اجزای تشکیل‌دهنده‌اش در سطح ترمودینامیکی بشکنیم و بررسی کنیم که چه اتفاقی برای نظم موجود در سیستم رخ می‌دهد.
ما انسان‌ها به راحتی می‌توانیم بین گذشته و آینده تمایز قائل شویم، زیرا به یاد می‌آوریم دیروز چه اتفاقی افتاده و آینده را پیش‌بینی می‌کنیم. اما فیزیکدانان چنین امتیازی ندارند. قوانین حاکم بر جهان ما، در اکثر موارد، نسبت به جهت زمان بی‌تفاوت هستند. یعنی می‌توان از همین قوانین برای پیش‌بینی شرایط اولیه نیز استفاده کرد.
یکی از مفاهیمی که به طور مستقیم با پیکان زمان مرتبط است، آنتروپی است. آنتروپی در واقع معیاری برای سنجش بی‌نظمی در یک سیستم است. به عبارت ساده‌تر، هر سیستمی به طور طبیعی تمایل دارد از حالت نظم به سمت بی‌نظمی حرکت کند. این یعنی با گذشت زمان، احتمال اینکه یک سیستم از حالت منظم به حالت نامنظم تبدیل شود، افزایش می‌یابد. مگر اینکه نیروی خارجی بر سیستم اعمال شود و این روند طبیعی را مختل کند.
اگرچه اصول آماری ترمودینامیک را از یک یا دو قرن پیش به خوبی می‌شناسیم، فیزیکدانان هم‌اکنون در تلاشند تا مکانیزم‌های کوانتومی پشت این اصول را درک کنند. در همین راستا، گاواسینو به دنبال بررسی پیامدهای کوانتومی وارد کردن سیستمی با آنتروپی بالا، مانند یک سفینه فضایی مسافر زمان، به گذشته‌ای با آنتروپی پایین‌تر است.
با استفاده از مکانیک آماری کوانتومی، گاواسینو نشان می‌دهد که آنتروپی خود مسافر زمان نمی‌تواند در حین بازگشت به گذشته همچنان افزایش یابد. ابهام ذاتی در مکانیک کوانتوم، به طور مؤثری اختلال مورد انتظار را خنثی می‌کند و در نتیجه یک خط زمانی موازی با آنتروپی ثابت ایجاد می‌شود که در همان نقاط شروع و پایان، به خط زمانی اصلی متصل می‌شود.
فرآیندهایی که معمولاً با افزایش آنتروپی و بی‌نظمی همراه هستند، در چنین محیطی دستخوش تغییر شده و حتی ممکن است معکوس شوند. تصور کنید به گذشته بازگردید و پدربزرگ جوان خود را ملاقات کنید که برای اولین بار با مادربزرگتان قرار می‌گذارد. در این حالت، مرگ زودهنگام پدربزرگتان قابل جبران است و خاطره‌ای که باعث شده بود تصمیم به کشتن او بگیرید، می‌تواند از بین برود. به بیان ساده‌تر، در یک حلقه زمانی که قوانین فیزیک کوانتومی هرگونه افزایش بی‌نظمی را خنثی می‌کنند، تمامی شرط‌بندی‌ها و نتایج آن‌ها بی‌اثر خواهند شد.
گاواسینو اولین کسی نیست که درباره رفتار عجیب ویژگی‌های مکانیک کوانتومی در صورتی که زمان دوبار برگردد، اندیشیده است. برخی دلایل قوی وجود دارد که نشان می‌دهد ماهیت موج‌مانند جهان ما، امکان سفر در زمان را به چالش می‌کشد و آن را به یک دیدگاه پوچ تبدیل می‌کند.
با توجه به اینکه هنوز درک کاملی از تلفیق مکانیک کوانتومی و نسبیت عام نداریم و حتی ماهیت بنیادی فضا و زمان برای ما ناشناخته است، استفاده از ایده سفر در زمان به عنوان یک آزمایش فکری، راهی جالب برای بررسی محدودیت‌های دانش فعلی ماست.
اما از دیدگاه مهندسی، این دانش هیچ کمکی به ساخت دستگاهی برای سفر در زمان نمی‌کند. در واقع، ما باید منتظر بمانیم تا آینده‌ی خودمان طرح ساخت چنین دستگاهی را برای ما ارسال کند.
این تحقیق در مجله Classical and Quantum Gravity منتشر شده است.
در گجت نيوز بخوانيد: ریسمان های کیهانی اسرارآمیز سفر در زمان را ممکن می‌کنند با سیلندر تیپلر می‌توان سفر در زمان را ممکن کرد به گفته ناسا، سفر در زمان، همین حالا هم در حال انجام است
