دليل المبتدئين للسفر عبر الزمن

بالعربي/ تعرف على كيفية عمل نظرية النسبية لأينشتاين بالضبط ، واكتشف كيف لا يوجد شيء في العلم يقول إن السفر عبر الزمن مستحيل.

يمكن للجميع السفر في الوقت المناسب . يمكنك القيام بذلك سواء أردت ذلك أم لا ، بمعدل ثابت يبلغ ثانية واحدة في الثانية. قد تعتقد أنه لا يوجد تشابه بين السفر في أحد الأبعاد المكانية الثلاثة بمعدل قدم في الثانية ، على سبيل المثال. ولكن وفقًا لنظرية النسبية لأينشتاين ، فإننا نعيش في سلسلة متصلة رباعية الأبعاد – الزمكان – حيث يكون المكان والزمان قابلين للتبادل.

وجد أينشتاين أنه كلما تحركت بشكل أسرع عبر الفضاء ، كلما تحركت بشكل أبطأ عبر الزمن – فأنت تتقدم في العمر بشكل أبطأ ، بمعنى آخر. تتمثل إحدى الأفكار الرئيسية في النسبية في أنه لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من سرعة الضوء – حوالي 186000 ميل في الثانية (300000 كيلومتر في الثانية) ، أو سنة ضوئية واحدة في السنة). لكن يمكنك الاقتراب منه. إذا كانت سفينة الفضاء تطير بسرعة 99٪ من سرعة الضوء ، فسترى أنها تسافر مسافة سنة ضوئية في ما يزيد قليلاً عن عام من الزمن. 

هذا واضح بما فيه الكفاية ، لكن الآن يأتي الجزء الغريب. بالنسبة لرواد الفضاء على متن تلك المركبة الفضائية ، ستستغرق الرحلة سبعة أسابيع فقط. إنها نتيجة النسبية التي تسمى تمدد الوقت ، وهي في الواقع تعني أن رواد الفضاء قفزوا حوالي 10 أشهر في المستقبل.

السفر بسرعة عالية ليس الطريقة الوحيدة لإحداث تمدد زمني. أظهر أينشتاين أن حقول الجاذبية تنتج تأثيرًا مشابهًا – حتى الحقل الضعيف نسبيًا هنا على سطح الأرض . نحن لا نلاحظ ذلك ، لأننا نقضي كل حياتنا هنا ، ولكن الجاذبية الأعلى من 12400 ميل (20000 كيلومتر) أضعف بشكل ملموس – والوقت يمر بسرعة أكبر ، بنحو 45 ميكروثانية في اليوم. هذا أكثر أهمية مما قد تعتقد ، لأنه الارتفاع الذي تدور فيه أقمار GPS الصناعية حول الأرض ، وتحتاج ساعاتها إلى أن تكون متزامنة بدقة مع الساعات الأرضية حتى يعمل النظام بشكل صحيح. 

يجب على الأقمار الصناعية أن تعوض تأثيرات تمدد الوقت بسبب ارتفاعها العالي وسرعتها الأسرع. لذلك عندما تستخدم ميزة GPS على هاتفك الذكي أو جهاز الملاحة عبر الأقمار الصناعية في سيارتك ، فهناك عنصر ضئيل من السفر عبر الزمن. أنت والأقمار الصناعية تسافرون إلى المستقبل بمعدلات مختلفة قليلاً.

ولكن لمزيد من التأثيرات الدراماتيكية ، نحتاج إلى النظر إلى حقول جاذبية أقوى بكثير ، مثل تلك الموجودة حول الثقوب السوداء ، والتي يمكن أن تشوه الزمكان كثيرًا بحيث تنثني مرة أخرى على نفسها. والنتيجة هي ما يسمى بالثقب الدودي ، وهو مفهوم مألوف في أفلام الخيال العلمي ، ولكنه في الواقع نشأ في نظرية النسبية لأينشتاين. في الواقع ، ثقب دوديهو اختصار من نقطة في الزمكان إلى أخرى. تدخل ثقبًا أسودًا ، وتخرج من ثقب آخر في مكان آخر. لسوء الحظ ، إنها ليست وسيلة نقل عملية كما تجعلها هوليوود تبدو. هذا لأن جاذبية الثقب الأسود ستمزقك إلى أجزاء عندما تقترب منه ، لكن هذا ممكن حقًا من الناحية النظرية. ولأننا نتحدث عن الزمكان ، وليس الفضاء فقط ، فقد يكون خروج الثقب الدودي في وقت أبكر من مدخله ؛ هذا يعني أنك ستنتهي في الماضي وليس المستقبل.

يتم إعطاء المسارات في الزمكان والتي تعود إلى الماضي اسمًا تقنيًا “منحنيات شبيهة بالزمن المغلقة”. إذا بحثت في المجلات الأكاديمية الجادة ، فستجد الكثير من المراجع لها – أكثر بكثير مما ستجده في “السفر عبر الزمن”. ولكن في الواقع ، هذا هو بالضبط ما تدور حوله المنحنيات المغلقة الزمنية – السفر عبر الزمنAdvertisementكيف تعمل

How It Works هي المجلة المليئة بالإثارة والمليئة بالمعلومات المثيرة حول أحدث التطورات في العلوم والتكنولوجيا ، وتضم كل ما تحتاج لمعرفته حول كيفية عمل العالم من حولك – والكون -.

هناك طريقة أخرى لإنتاج منحنى مغلق زمنيًا لا يتضمن أي شيء غريب مثل الثقب الأسود أو الثقب الدودي: تحتاج فقط إلى أسطوانة دوارة بسيطة مصنوعة من مادة فائقة الكثافة. هذه الأسطوانة المسماة Tipler هي أقرب ما يمكن لفيزياء العالم الحقيقي أن تصل إليه من آلة زمنية حقيقية. ولكن من المحتمل ألا يتم بناؤها في العالم الحقيقي ، لذا مثل الثقب الدودي ، إنها فضول أكاديمي أكثر من كونها تصميمًا هندسيًا قابلاً للتطبيق.

ومع ذلك ، بقدر ما تكون هذه الأشياء بعيدة المنال من الناحية العملية ، لا يوجد سبب علمي أساسي – نعرفه حاليًا – يقول إنها مستحيلة. هذا موقف مثير للتفكير ، لأن الفيزيائي ميتشيو كاكو مغرم بالقول ، “كل شيء غير ممنوع هو إلزامي” (مستعار من رواية تي إتش وايت ، “ملك الماضي والمستقبل”). إنه لا يعني أن السفر عبر الزمن يجب أن يحدث في كل مكان طوال الوقت ، لكن كاكو يقترح أن الكون شاسع جدًا لدرجة أنه يجب أن يحدث في مكان ما على الأقل من حين لآخر. ربما تعرف بعض الحضارات فائقة التقدم في مجرة ​​أخرى كيفية بناء آلة وقت العمل ، أو ربما يمكن أن تحدث المنحنيات المغلقة التي تشبه الزمن بشكل طبيعي في ظل ظروف نادرة معينة.

يثير هذا مشاكل من نوع مختلف – ليس في العلوم أو الهندسة ، ولكن في المنطق الأساسي. إذا كانت قوانين الفيزياء تسمح بالسفر عبر الزمن ، فمن الممكن تصور مجموعة كاملة من السيناريوهات المتناقضة . بعض هذه تبدو غير منطقية لدرجة أنه من الصعب تخيل أنها يمكن أن تحدث في أي وقت. لكن إذا لم يتمكنوا من ذلك ، فما الذي يمنعهم؟ Advertisement

دفعت مثل هذه الأفكار ستيفن هوكينج ، الذي كان دائمًا متشككًا في فكرة السفر عبر الزمن إلى الماضي ، إلى ابتكار “تخمين حماية التسلسل الزمني” – الفكرة القائلة بأن بعض القوانين الفيزيائية غير المعروفة حتى الآن تمنع حدوث منحنيات زمنية مغلقة. . لكن هذا التخمين ليس سوى تخمين متعلم ، وحتى يتم دعمه بأدلة قاطعة ، يمكننا التوصل إلى استنتاج واحد فقط: السفر عبر الزمن ممكن

حفلة للمسافرين عبر الزمن 

كان هوكينغ متشككًا في جدوى السفر عبر الزمن إلى الماضي ، ليس لأنه دحض ذلك ، ولكن لأنه كان منزعجًا من التناقضات المنطقية التي خلقتها. في تخمينه لحماية التسلسل الزمني ، اعتقد أن الفيزيائيين سيكتشفون في النهاية خللاً في نظرية المنحنيات المغلقة التي تشبه الزمن والتي تجعلها مستحيلة. 

في عام 2009 ، توصل إلى طريقة مسلية لاختبار هذا التخمين. أقام هوكينغ حفلة شمبانيا (كما هو موضح في برنامج قناة ديسكفري) ، لكنه أعلن عنها فقط بعد حدوثها. كان منطقه هو أنه إذا أصبحت آلات الوقت عملية في النهاية ، فقد يقرأ شخص ما في المستقبل عن الحفلة ويعود لحضورها. لكن لم يفعل أحد ذلك – جلس هوكينج طوال المساء بمفرده. هذا لا يثبت أن السفر عبر الزمن مستحيل ، لكنه يشير إلى أنه لم يصبح أمرًا شائعًا على الإطلاق هنا على الأرض.

سهم الزمن 

من السمات المميزة للوقت أن له اتجاه – من الماضي إلى المستقبل. فنجان من القهوة الساخنة المتروك في درجة حرارة الغرفة يبرد دائمًا ؛ لا تسخن أبدًا. يفقد هاتفك المحمول شحن البطارية عند استخدامه ؛ لا يكسب أي تهمة. هذه أمثلة على الإنتروبيا ، وهي في الأساس مقياس لكمية الطاقة “غير المجدية” مقابل الطاقة “المفيدة”. دائمًا ما تزداد إنتروبيا النظام المغلق ، وهو العامل الرئيسي الذي يحدد سهم الوقت.

اتضح أن الانتروبيا هي الشيء الوحيد الذي يميز بين الماضي والمستقبل. في فروع الفيزياء الأخرى ، مثل النسبية أو نظرية الكم ، ليس للوقت اتجاه مفضل. لا أحد يعرف من أين يأتي سهم الوقت. قد يكون الأمر أنه ينطبق فقط على الأنظمة الكبيرة والمعقدة ، وفي هذه الحالة قد لا تتعرض الجسيمات دون الذرية لسهم الزمن.

مفارقة السفر عبر الزمن 

إذا كان من الممكن العودة إلى الماضي – حتى من الناحية النظرية – فإنه يثير عددًا من مفارقات التواء الدماغ التي يجدها حتى العلماء والفلاسفة محيرة للغاية.

قتل هتلر

قد يقرر المسافر عبر الزمن العودة وقتله في طفولته. إذا نجحوا ، فلن تذكر كتب التاريخ المستقبلية حتى هتلر – إذن ما هو الدافع الذي سيكون لدى المسافر عبر الزمن للعودة إلى الوراء وقتله؟

قتل جدك

بدلاً من قتل هتلر الشاب ، قد تقتل بالصدفة أحد أسلافك عندما كانوا صغارًا. ولكن بعد ذلك لن تولد أبدًا ، لذلك لا يمكنك العودة بالزمن إلى الوراء لقتلهم ، لذلك ستولد بعد كل شيء ، وهكذا … 

حلقة مغلقة

افترض أن خطط آلة الزمن ظهرت فجأة من فراغ على مكتبك. تقضي بضعة أيام في بنائه ، ثم تستخدمه لإرسال الخطط إلى نفسك السابقة. لكن من أين نشأت هذه الخطط؟ لا مكان – هم فقط يدورون حول الوقت.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com