سفر در زمان

سفر در زمان

سفر به گذشته احتمالا غیر ممکن است. اما آیا راه هایی برای سفر به زمان در آینده وجود دارد؟

در سال 2009 فیزیکدان بریتانیایی استیون هاوکینگ یک مهمانی برای مسافران زمان برگزار کرد. نکته اصلی این بود که او یک سال بعد دعوت نامه ها را ارسال نمود و هچیکس در مهمانی حاضر نشد.

سفر در زمان احتمالا غیر ممکن است. حتی اگر این امکان وجود داشته باشد، هاوکینگ و دیگران استدلال کرده اند که شما هرگز نمی توانید قبل از لحظه ای که ماشین زمان خود ساخته شده است، به عقب برگردید. برای مطالعه کامل مقاله تا انتها با مجله علمی آندرو مدا مگ همراه باشید.

اما سفر به آینده چه طور؟ این یک داستان متفاوت است.

البته همه ما مسافران زمان هستیم زیرا در جریان زمان از گذشته به آینده در حال حرکت هستیم. اما مانند یک رودخانه، جریان در نقاط مختلف با سرعت های متفاوتی جریان دارد. و همان طور که میدانیم علم به ما اجازه میدهد تا یک مسیر سریع به آینده را دنبال نماییم.

1. سفر در زمان از طریق سرعت

این ساده ترین و کاربردی ترین راه برای سفر در زمان به آینده دور است  حرکت خیلی سریع انجام می گیرد.

طبق نظریه نسبیت خاص اینشتین، وقتی با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کنید، زمان نسبت به دنیای خارج برای شما کند می شود.

این فقط یک حدس یا آزمایش فکری نیست – اندازه گیری شده است. فیزیکدانان با استفاده از ساعت‌های اتمی دوقلو (یکی در هواپیمای جت پرواز می‌کنند و دیگری روی زمین ثابت است) نشان داده‌اند که یک ساعت در حال پرواز به دلیل سرعتش کندتر تیک می‌زند.

خرید انواع ماگ های طرح دار

 

در مورد هواپیما، تأثیر بسیار جزئی است. اما اگر در یک سفینه فضایی بودید که با سرعت 90 درصد نور حرکت می کرد، زمان 2.6 برابر کندتر از زمان بازگشت به زمین را تجربه خواهید کرد.

و هر چه به سرعت نور نزدیکتر شوید، سفر در زمان شدیدتر می شود.

بالاترین سرعتی که از طریق هر فناوری بشری به دست می‌آید احتمالاً پروتون‌هایی است که در اطراف برخورددهنده بزرگ هادرونی با سرعت 99.9999991 درصد سرعت نور ویز می‌کنند. با استفاده از نسبیت خاص می‌توانیم یک ثانیه را برای پروتون محاسبه کنیم که برای ما معادل 27777778 ثانیه یا حدود 11 ماه است.

به طور شگفت انگیزی، فیزیکدانان ذرات باید این اتساع زمانی را در هنگام برخورد با ذرات پوسیده در نظر بگیرند. در آزمایشگاه، ذرات میون معمولاً در 2.2 میکروثانیه تجزیه می شوند. اما میون‌هایی که به سرعت در حال حرکت هستند، مانند آنهایی که با برخورد پرتوهای کیهانی به جو فوقانی ایجاد می‌شوند، 10 برابر بیشتر طول می‌کشد تا تجزیه شوند.

2. سفر در زمان از طریق جاذبه

روش بعدی سفر در زمان نیز از انیشتین الهام گرفته شده است. طبق نظریه نسبیت عام او، هر چه گرانش قوی‌تر باشد، زمان کندتر حرکت می‌کند.

به عنوان مثال، با نزدیک شدن به مرکز زمین، قدرت گرانش افزایش می یابد. زمان برای پاهای شما کندتر از سر شما می گذرد.

باز هم این اثر اندازه گیری شده است. در سال 2010، فیزیکدانان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) دو ساعت اتمی را در قفسه‌هایی قرار دادند که یکی 33 سانتی‌متر بالاتر از دیگری قرار داشت و تفاوت درجه تیک تاک آنها را اندازه‌گیری کردند. تیک پایینی کندتر بود زیرا گرانش کمی قوی‌تر را احساس می‌کرد.

برای سفر به آینده دور، تنها چیزی که نیاز داریم منطقه ای با جاذبه بسیار قوی است، مانند سیاهچاله درا ین بخش را شامل می شود. هرچه به افق رویداد نزدیک‌تر شوید، زمان کندتر حرکت می‌کند اما این کار خطرناکی است، از مرز عبور کنید و هرگز نمی‌توانید فرار کنید.

خرید انواع دفترچه یادداشت

و به هر حال، اثر آنقدر قوی نیست، بنابراین احتمالاً ارزش سفر را ندارد.

با فرض اینکه فن‌آوری لازم برای پیمودن مسافت‌های بسیار زیاد برای رسیدن به یک سیاه‌چاله را دارید (نزدیک‌ترین آنها حدود 3000 سال نوری از ما فاصله دارد)، اتساع زمانی در طول سفر بسیار بیشتر از هر اتساع زمانی از طریق چرخش به دور خود سیاه‌چاله خواهد بود.

(به گفته کیپ تورن، مشاور علمی فیلم اینتراستلار، وضعیت توصیف شده در فیلم بین ستاره‌ای، که در آن یک ساعت در سیاره‌ای نزدیک یک سیاه‌چاله معادل هفت سال پیش روی زمین است، آنقدر شدید است که در جهان ما غیرممکن است. )

شاید نگران‌کننده‌ترین چیز این است که سیستم‌های GPS برای کار کردن باید اثرات اتساع زمان (به دلیل سرعت ماهواره‌ها و گرانشی که احساس می‌کنند) را در نظر بگیرند. بدون این اصلاحات، قابلیت GPS تلفن‌های شما نمی‌تواند مکان شما را روی زمین حتی در چند کیلومتری مشخص کند.

3. سفر در زمان از طریق انیمیشن معلق

یکی دیگر از راه‌های سفر در زمان به آینده ممکن است این باشد که درک خود از زمان را با کند کردن، یا توقف فرآیندهای بدن و سپس شروع مجدد آنها بعداً کاهش دهید.

هاگ‌های باکتری می‌توانند میلیون‌ها سال در حالت انیمیشن معلق زندگی کنند، تا زمانی که شرایط مناسب دما، رطوبت و ضربه غذا دوباره متابولیسم خود را شروع کنند. برخی از پستانداران، مانند خرس و سنجاب، می توانند متابولیسم خود را در طول خواب زمستانی کاهش دهند و به طور چشمگیری نیاز سلول های آنها به غذا و اکسیژن را کاهش دهند.

آیا بشر هرگز می تواند همین کار را انجام دهد؟

اگرچه توقف کامل متابولیسم احتمالاً بسیار فراتر از فناوری فعلی ما است، برخی از دانشمندان در تلاش هستند تا به حالت خواب زمستانی کوتاه مدت دست یابند که حداقل چند ساعت طول می کشد. ممکن است این زمان کافی باشد تا فرد قبل از رسیدن به بیمارستان از یک اورژانس پزشکی مانند ایست قلبی عبور کند.

در سال 2005، دانشمندان آمریکایی راهی برای کاهش متابولیسم موش‌ها (که به خواب زمستانی نمی‌روند) با قرار دادن آن‌ها در معرض دوزهای کوچک سولفید هیدروژن، که به گیرنده‌های سلولی مشابه اکسیژن متصل می‌شود، نشان دادند. دمای مرکزی بدن موش ها به 13 درجه سانتیگراد کاهش یافت و متابولیسم 10 برابر کاهش یافت. پس از شش ساعت، موش‌ها را می‌توان بدون تأثیرات بد زنده کرد.

متأسفانه، آزمایش‌های مشابه بر روی گوسفند و خوک موفقیت‌آمیز نبود و نشان می‌دهد که این روش ممکن است برای حیوانات بزرگ‌تر کارساز نباشد.

روش دیگری که با جایگزین کردن خون با محلول نمک سرد باعث خواب زمستانی هیپوترمی می شود، روی خوک ها کار کرده است و در حال حاضر تحت آزمایشات بالینی انسانی در پیتسبورگ است.

4. سفر در زمان از طریق کرم چاله ها

نسبیت عام همچنین امکان میانبرهایی را در فضا-زمان، معروف به کرم چاله، که ممکن است قادر به پل زدن فواصل یک میلیارد سال نوری یا بیشتر یا نقاط مختلف زمان باشد، را دارا می باشد.

بسیاری از فیزیکدانان، از جمله استیون هاوکینگ، بر این باورند که کرم‌چاله‌ها دائماً در مقیاس کوانتومی، به مراتب کوچک‌تر از اتم‌ها، وارد و خارج می‌شوند. ترفند این است که یکی را بگیرید، و آن را به مقیاس انسانی باد کنید – شاهکاری که به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد، اما از نظر تئوری ممکن است فقط امکان پذیر باشد.

تلاش‌ها برای اثبات این موضوع در نهایت به دلیل ناسازگاری بین نسبیت عام و مکانیک کوانتومی شکست خورده است.

5. سفر در زمان با استفاده از نور

یکی دیگر از ایده های سفر در زمان که توسط فیزیکدان آمریکایی ران مالت ارائه شده است، استفاده از یک استوانه چرخان نور برای پیچاندن فضازمان است. هر چیزی که در داخل استوانه چرخان فرو می‌افتد، از نظر تئوری می‌تواند در فضا و در زمان به اطراف کشیده شود، به روشی شبیه به این که چگونه یک حباب روی قهوه شما پس از چرخاندن آن با قاشق به اطراف می‌چرخد.

به گفته مالت،  وجود هندسه مناسب می تواند به سفر در زمان به گذشته و آینده منجر شود.

از زمان انتشار نظریه خود در سال 2000، مالت در تلاش بوده است تا بودجه ای را جمع آوری کند تا برای اثبات آزمایش مفهومی، که شامل انداختن نوترون ها از طریق آرایش دایره ای از لیزرهای در حال چرخش است، بپردازد.

با این حال، ایده‌های او بقیه جامعه فیزیک را جلب نکرده است، با این حال، دیگران استدلال می‌کنند که یکی از مفروضات مدل اصلی او با یک تکینگی مواجه شده است، که در فیزیک به زبان فیزیکی غیرممکن است.