تغطية شاملة

ملخص لتاريخ السفر عبر الزمن

لدينا بالفعل أدوات للقفز إلى الأمام في الوقت المناسب، ولكن للعودة إلى الوراء سنحتاج إلى شيء مختلف تمامًا: الثقب الدودي / تيم فولجر

السفر عبر الزمن من خلال الثقب الدودي. الرسم التوضيحي: شترستوك
السفر عبر الزمن من خلال الثقب الدودي. الرسم التوضيحي: شترستوك

تم نشر المقال بموافقة مجلة Scientific American Israel وشبكة Ort Israel
تسمح الرحلة السريعة جدًا بالسفر للأمام في الوقت المناسب. يعد السفر عبر الزمن أصعب بكثير، ولكن وفقًا للرياضيات، فمن الممكن استخدام هياكل هندسية تسمى المنحنيات المغلقة الشبيهة بالزمن.
الثقب الدودي هو أحد هذه المنحنيات. يمكنك إدخاله من خلال فتحة كروية. في الداخل، سيبدو كل شيء طبيعيًا تمامًا، وكذلك مرور الوقت.
تعتبر المنحنيات المغلقة الشبيهة بالزمن مفيدة لاختبار النظريات حول الكون. على سبيل المثال، لو كان هناك مثل هذا المنحنى في بداية الكون، لكان قد سمح للكون بخلق نفسه.
ميكانيكا الكم - وربما طبيعة الكون نفسه - قد تمنع وجود الثقوب الدودية وبالتالي تمنع السفر عبر الزمن. الفيزيائيون ببساطة لا يعرفون حتى الآن ما إذا كان هذا هو الحال بالفعل.
نشر إتش جي ويلز روايته الأولى "آلة الزمن" في عام 1895، قبل سنوات قليلة من نهاية حكم الملكة فيكتوريا الذي دام ستة عقود على إنجلترا. ثم اقتربت سلالة أطول من ذلك من نهايتها: عصر الفيزياء النيوتونية الذي دام مائتي عام. في عام 1905، نشر ألبرت أينشتاين نظريته النسبية الخاصة، وهي النظرية التي غيرت تمامًا مفاهيم نيوتن عن الزمان والمكان، ومن دواعي سرور ويلز، كما يمكن للمرء أن يفترض، أنها فتحت نافذة على شيء كان مستحيلًا بموجب قوانين نيوتن: السفر عبر الزمن إلى المستقبل. . في الكون وفقا لنيوتن، كان الزمن مستقرا في كل مكان وفي جميع الأوقات. ولم يسرع أو يتباطأ. لكن بالنسبة لأينشتاين، كان الزمن نسبيًا.

السفر عبر الزمن ليس ممكنا من الناحية النظرية فحسب، بل لقد حدث بالفعل في الممارسة العملية، وإن لم يكن بالطريقة التي تصورها ويلز. وفقًا لجي ريتشارد جوت، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة برينستون، فإن صاحب الرقم القياسي للسفر عبر الزمن حتى الآن هو رائد الفضاء الروسي سيرجي ك. كريكاليف. وخلال مسيرته الطويلة التي بدأت عام 1985، أمضى كريكاليف أكثر من 803 أيام في الفضاء. أظهر أينشتاين أن الوقت يمر بشكل أبطأ بالنسبة للأجسام المتحركة مقارنة بالأجسام الساكنة. لذا، عندما طار كريكاليف بسرعة 27,000 ألف كيلومتر في الساعة على متن محطة مير الفضائية، لم يكن وقته يتدفق بنفس المعدل الذي يتدفق فيه على الأرض. خلال فترة وجوده في المدار، كان عمره أقل بمقدار 1/48 من الثانية من البشر على الأرض. ومن وجهة نظره، فقد سافر 1/48 من الثانية إلى مستقبل سكان الأرض.

من الأسهل بكثير رؤية تأثير السفر عبر الزمن لمسافات وسرعات أكبر. لو غادر كريكاليف الأرض عام 2015 في رحلة ذهابًا وإيابًا إلى كوكب منكب الجوزاء، الذي يبعد عنا حوالي 520 سنة ضوئية، بسرعة 99.995% من سرعة الضوء، فإن مدة الرحلة ستكون بالنسبة له تكون عشر سنوات. ومع ذلك، بعد أن يهبط ويغادر سفينة الفضاء، سيكتشف لدهشته أن كل شخص يعرفه قد مات منذ فترة طويلة، منذ مرور ألف عام على الأرض: سيصل في عام 3015. "يمكننا السفر عبر الزمن إلى المستقبل، يقول جوت: "إنها مجرد مسألة مال وهندسة!"

وبعيدًا عن التحدي العملي، فإن القفزة بمقدار بضعة أجزاء من المليارات من الثانية إلى المستقبل، أو حتى قفزة مئات السنين، هي مسألة بسيطة إلى حد ما. لكن العودة بالزمن أصعب بكثير. لقد منعت نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين مثل هذه الحركة. وبعد عشر سنوات أخرى من العمل، قدم أينشتاين نظريته النسبية العامة التي أزالت هذا القيد. ومع ذلك، لا أحد يعرف حتى الآن كيفية القيام بذلك عمليا لأن معادلات النسبية العامة لها العديد من الحلول. الحلول المختلفة لها معاني ذات خصائص مختلفة للكون، وبعض الحلول فقط هي التي تخلق الظروف التي تسمح بالسفر عبر الزمن.

يظل السؤال حول الحل الذي يصف كوننا، إن وجد، مفتوحًا، وهذا يتطلب بحثًا أعمق: ما هو عدد التغييرات المطلوبة في الفيزياء الأساسية للسماح بالسفر عبر الزمن؟ فهل يمنع الكون نفسه بطريقة أو بأخرى مثل هذه الرحلات، على الرغم من أن معادلات أينشتاين لا تستبعدها؟ ويواصل الفيزيائيون التكهنات، ليس لأنهم يعتقدون أن السفر عبر الزمن سيكون عمليًا على الإطلاق، ولكن لأن مجرد التفكير في هذا الاحتمال أدى إلى بعض الأفكار المدهشة حول طبيعة الكون الذي نعيش فيه، بما في ذلك فرضية حول كيفية نشوءه في البداية. مكان.

نظرة جديدة في الوقت المناسب

في نظريته النسبية الخاصة، جعل أينشتاين الزمن مرنًا، الأمر الذي كان من شأنه بالتأكيد أن يسعد ويلز، الذي كان يؤمن ببصيرته بأن المكان والزمان ثلاثي الأبعاد في عالمنا منسوجان معًا في كل رباعي الأبعاد. لقد توصل أينشتاين إلى نتائجه الثورية من خلال التحقيق في الآثار المترتبة على فكرتين أساسيتين. كانت الفكرة الأولى هي أنه حتى لو كانت كل الحركة نسبية، فإن قوانين الفيزياء يجب أن تبدو واحدة بالنسبة للجميع، في كل مكان. أما الفكرة الثانية فكانت أن سرعة الضوء يجب أن تكون واحدة لجميع المراقبين، بغض النظر عن حالة حركتهم. إذا رأى الجميع نفس قوانين الفيزياء قيد التنفيذ، فيجب على الجميع أيضًا الوصول إلى نفس النتيجة عندما يقيسون سرعة الضوء.

لكي يجعل سرعة الضوء حدًا عالميًا، كان على أينشتاين أن يتخلى عن فكرتين منطقيتين: أن جميع المراقبين سيتفقون على قياس طول معين، وأنهم سيتفقون أيضًا على مدة حدث معين. لقد أظهر أن الساعة المتحركة التي تمر بسرعة أمام مراقب ثابت سوف تدق بشكل أبطأ من الساعة الثابتة بجوار نفس المراقب. أيضًا، سيتم تقصير شريط الحركة السريعة. ومع ذلك، بالنسبة لشخص يتحرك مع الساعة والمسطرة بنفس السرعة، فإن معدل تكتكات الساعة وطول المسطرة سيبدو طبيعيًا تمامًا.

في السرعات العادية، تكون تشوهات المكان والزمان التي تصفها النسبية الخاصة ضئيلة، لكنها تصبح مهمة لأي جسم يتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء. على سبيل المثال، أظهرت العديد من التجارب أن معدل اضمحلال الجسيمات غير المستقرة، التي تسمى الأيونات، يتباطأ بمعدل أسي عندما تنتقل بسرعات قريبة من سرعة الضوء. هذه الميونات المتسارعة هي، في الواقع، مسافرة عبر الزمن صغيرة الحجم، وهي عبارة عن كريكالب دون ذرية، تقفز بضعة أجزاء من المليار من الثانية إلى المستقبل.

عالم جيديل الغريب

الساعات والمساطر والميونات التي تحدثنا عنها حتى الآن تسير للأمام عبر الزمن. هل من الممكن إرسالهم في الاتجاه المعاكس؟ أول شخص استخدم النسبية العامة لوصف كون يمكن السفر فيه إلى الماضي هو كورت جودل، المخترع الشهير لنظريات عدم الاكتمال التي تحد مما يمكن للرياضيات إثباته وما لا يمكن إثباته. كان جيدل أحد أبرز علماء الرياضيات في القرن العشرين، ومن أغربهم: من بين أمور أخرى، اعتمد نظامًا غذائيًا يتكون من أغذية الأطفال والملينات.

آلة الزمن في الفناء. الرسم التوضيحي: شترستوك
آلة الزمن في الفناء. الرسم التوضيحي: شترستوك

أعطى جودل هذا النموذج للكون لأينشتاين، صديقه المتشكك، كهدية بمناسبة عيد ميلاده السبعين. كان للنموذج ميزتان فريدتان: أولاً، وصف كونًا دوارًا، مما أدى إلى خلق قوة طرد مركزي تمنع الجاذبية من امتصاص كل المادة الموجودة. وقد وفر هذا الاستقرار الذي يحتاجه أينشتاين من أي نموذج للكون. ثانيًا، أنها مكنت من السفر عبر الزمن، الأمر الذي جعل أينشتاين غير مرتاح للغاية. في عالم جيدل، يستطيع طيارو الفضاء الذهاب في رحلة والوصول إلى نقطة في ماضيهم، كما لو أنهم أكملوا ثورة على سطح أسطوانة عملاقة. يطلق الفيزيائيون على مثل هذه المسارات في الزمكان اسم "المنحنيات المغلقة الشبيهة بالزمن".

المنحنى الشبيه بالزمن المغلق هو أي مسار في الزمكان يعود إلى نقطة بدايته. في عالم جايدل الدوار، يحيط مثل هذا المسار بالكون بأكمله، على غرار خط عرض الأرض. لقد اخترع الفيزيائيون أنواعًا مختلفة من المنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة، والتي تسمح، على الأقل من الناحية النظرية، بالعودة إلى الماضي. ولكن ربما من المثير للدهشة أن الرحلة على طول هذه المنحنيات ستكون عادية تمامًا: ومن المخيب للآمال أنه من خلال نوافذ المركبة الفضائية، لن يكون هناك سوى النجوم والكواكب التي يمكن رؤيتها، وهي المشاهد المعتادة في الفضاء السحيق. وحتى الوقت، الذي تم قياسه بواسطة ساعات المركبة الفضائية، سوف يتحرك للأمام كالمعتاد. لن تبدأ الأيدي في التحرك إلى الوراء، على الرغم من أن ركاب سفينة الفضاء سيصلون في النهاية إلى مكان في الزمكان كان موجودًا في ماضيهم.
يقول جوليان بربور، عالم الفيزياء النظرية المستقل الذي يعيش بالقرب من أكسفورد في إنجلترا: "كان أينشتاين على دراية بإمكانية وجود منحنيات شبيهة بالزمن في وقت مبكر من عام 1914". ووفقا له، قال أينشتاين: "حدسي يحاربه بكل قوته". إن وجود هذه المنحنيات سيخلق جميع أنواع المشاكل في العلاقة السببية: كيف يمكنك تغيير الماضي إذا كان قد حدث بالفعل؟ وهناك بالطبع مفارقة الجد القديمة: ماذا سيحدث للمسافر عبر الزمن إذا قتل جده قبل أن يتاح له الوقت للقاء الجدة. هل سيولد هذا المسافر المجنون؟

ولحسن الحظ بالنسبة لعشاق السببية، لم يكتشف علماء الفلك أي دليل على أن الكون يدور. ويبدو أن جيديل نفسه كان يبحث في كتالوجات المجرات بحثًا عن أدلة تثبت صحة نظريته. ربما لم يكن نموذج الكون الذي أنشأه واقعيًا، لكنه أثبت أن المنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة لا تتعارض مع معادلات النسبية العامة. لا تستبعد قوانين الفيزياء إمكانية القيام برحلة إلى الماضي.

احتمال مزعج

في العقود الأخيرة، استخدم علماء الكونيات معادلات أينشتاين لإنشاء مجموعة متنوعة من المنحنيات المغلقة الشبيهة بالزمن. على عكس العملاق الذي اخترع الكون بأكمله للسماح بوجوده، فإن الممارسين الحديثين في هذا المجال يشوهون الزمكان فقط في أجزاء من الكون.

في النسبية العامة، فإن الكواكب والنجوم والمجرات وجميع الأجسام الأخرى في الكون التي لها كتلة تشوه الزمكان. ويؤثر الزمكان المشوه بدوره على حركة هذه الأجسام. وكما قال عالم الفيزياء الراحل جون ويلر: "إن الزمكان يخبر المادة كيف تتحرك؛ تخبر المادة الزمكان كيف ينحني. في الحالات القصوى، قد يتم تشويه الزمكان إلى حد أنه يخلق مسارا من الحاضر إلى الماضي.

اقترح الفيزيائيون بعض الآليات الغريبة لإنشاء مثل هذه المدارات. في ورقة بحثية عام 1991، أوضح جوت كيف أن الأوتار الكونية، وهي هياكل طويلة للغاية وأرق من الذرة والتي ربما تكونت في الأيام الأولى للكون، تسمح بوجود منحنيات مغلقة شبيهة بالزمن حيث تتقاطع. ב-1983, קיפ ס' ת'ורן, פיזיקאי מן המכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), החל לחקור את האפשרות של מסע לאחור בזמן דרך עקומה דמוית־זמן סגורה מסוג “חור תולעת”: כעין מנהרה המקשרת בין שני מקומות שונים במרחב־ الزمن. يقول شون إم كارول، زميل ثورن في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "وفقًا للنظرية النسبية العامة، إذا قمت بربط موقعين مختلفين في الفضاء، فإنك أيضًا تربط موقعين مختلفين في الزمن".

الثقب الدودي الرسم التوضيحي: شترستوك
الثقب الدودي. الرسم التوضيحي: شترستوك

مدخل الثقب الدودي كروي: مدخل ثلاثي الأبعاد لنفق رباعي الأبعاد في الزمكان. وكما هو الحال مع جميع المنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة، فإن الرحلة عبر الثقب الدودي ستكون "مثل أي رحلة أخرى"، كما يقول كارول. "إن المسافر لن يختفي وسيُخلق من جديد في وقت آخر. لا توجد نظرية جديرة بهذا الاسم يمكن من خلالها السفر عبر الزمن بأسلوب الخيال العلمي." ووفقا له، بالنسبة لجميع الركاب، "وبغض النظر عما يفعلونه، فإن الوقت يتدفق للأمام بمعدل ثانية واحدة في كل ثانية. المشكلة هي أن نسختك من "إلى الأمام" غير متزامنة مع بقية الكون."

يستطيع الفيزيائيون كتابة معادلات تصف الثقوب الدودية وغيرها من المنحنيات الشبيهة بالزمن، لكن جميع النماذج تعاني من مشاكل خطيرة. يقول كارول: "لكي تتشكل دودة سوداء في المقام الأول، فأنت بحاجة إلى طاقة سلبية". تظهر الطاقة السلبية عندما تنخفض كمية الطاقة الموجودة في حجم معين في الفضاء تلقائيًا إلى ما دون الصفر. بدون الطاقة السلبية، سينهار كل من المدخل الكروي للثقب الدودي والقناة رباعية الأبعاد نفسها على الفور. يقول كارول: "يبدو من الصعب جدًا تحقيق الثقب الدودي المفتوح بواسطة الطاقة السلبية، وربما من المستحيل". "في الفيزياء، الطاقات السلبية شيء سيء."

حتى لو أبقت الطاقة السلبية الثقب الدودي مفتوحًا، بمجرد أن نستعد لتحويله إلى آلة زمنية، "سوف تتحرك الجسيمات عبر الثقب الدودي، وسيعود كل جسيم إلى الوراء مرات لا حصر لها"، كما يقول كارول. "وهذا يعني كمية لا حصر لها من الطاقة." لأن الطاقة تشوه الزمكان، فإن كل شيء سوف ينهار إلى ثقب أسود: نقطة ضغط لا نهائية في الزمكان. يقول كارول: "لسنا متأكدين بنسبة 100% من أن هذا ما سيحدث، ولكن يبدو من المحتمل جدًا أن الكون يمنعنا من بناء آلة الزمن عن طريق خلق ثقب أسود بدلاً من ذلك".

على عكس الثقوب السوداء، والتي هي نتيجة طبيعية للنسبية العامة، فإن الثقوب الدودية أو أي نوع آخر من المنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة هي هياكل مصطنعة تمامًا: وسيلة لاختبار حدود النظرية. يقول كارول: "من الصعب تجنب الثقوب السوداء". "ومن الصعب جدًا إنشاء منحنيات مغلقة تشبه الزمن."

حتى لو كانت الثقوب الدودية غير محتملة فيزيائيًا، فإن حقيقة توافقها مع النسبية العامة أمر مهم. "هناك شيء مثير للاهتمام وهو أننا قريبون جدًا من استبعاد إمكانية السفر عبر الزمن، لكننا ما زلنا غير قادرين على القيام بذلك. يقول كارول، وهو محبط لأن نظرية أينشتاين الجميلة تسمح بشيء يبدو غير قابل للتصديق: "إنه أمر مزعج أيضًا". ومع ذلك، من خلال دراسة هذا الاحتمال المقلق، قد يتمكن الفيزيائيون من فهم نوع الكون الذي نعيش فيه بشكل أفضل. ومن الممكن أيضًا أنه لو لم يسمح الكون بالسفر عبر الزمن، لما تم خلقه في المقام الأول.

 

هل الكون خلق نفسه؟

تصف النسبية العامة الكون على أكبر المقاييس. ومن ناحية أخرى، توفر نظرية الكم تعليمات التشغيل للمقياس الذري، وتوفر منصة تشغيل أخرى للمنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة، واحدة تتعلق بأصل الكون.

"على مقياس صغير جدًا، من عشرة أس ناقص 30 سنتيمترًا، من المتوقع حدوث تقلبات في طوبولوجيا الزمكان. قد تشكل التقلبات العشوائية منحنيات زمنية مغلقة. يقول جون فريدمان، عالم الفيزياء من جامعة ويسكونسن ميلووكي: "هذا على افتراض أنه لا يوجد قانون أساسي للطبيعة يمنع ذلك". هل من الممكن بطريقة ما زيادة هذه التقلبات الكمومية وتحويلها إلى آلات زمنية؟ يقول فريدمان: "لا يوجد دليل قاطع على أن المنحنيات الشبيهة بالزمن المغلقة بالعين المجردة لا يمكن أن توجد، لكن الأشخاص الذين درسوا هذه الأسئلة العامة يميلون إلى الاعتقاد بأنها غير موجودة".

ليس هناك شك في أن إنشاء حلقة في الزمكان، سواء على المستوى الكمي أو على المستوى الكوني، سوف يتطلب فيزياء متطرفة بشكل خاص. ووفقا لجوت، فإن المكان الأكثر احتمالا لظهور مثل هذه الفيزياء هو بداية الكون.

في عام 1998، نشر جوت ولي شين لي، عالم الفيزياء الفلكية الذي يعمل حاليًا في جامعة بكين في الصين، بحثًا يجادل بأن المنحنيات المغلقة الشبيهة بالزمن ليست ممكنة فحسب، بل ضرورية لتفسير أصل الكون. يقول جوت: "لقد بحثنا في احتمال أن يكون الكون هو أبوه: هل يمكن أن تسمح له حلقة زمنية في بداية الكون بخلق نفسه".

"يبدأ" عالم جوت ولي بانفجار من التضخم، تمامًا كما هو الحال في علم الكون المألوف للانفجار الكبير، حيث كان حقل الطاقة المنتشر في كل مكان هو الذي قاد التوسع الأولي. يعتقد العديد من علماء الكونيات الآن أن هذا التضخم الأولي المتسارع أدى أيضًا إلى خلق العديد من الأكوان الأخرى بالإضافة إلى كوننا. يقول جوت: "من الصعب جدًا إيقاف هذا النوع من التورم بمجرد أن يبدأ". "إنها تخلق شجرة ذات فروع لا حصر لها. نحن واحدة من هذه الصناعات. ولكن السؤال الذي يطرح نفسه: من أين أتى السباق؟ لقد قلنا أنا و Li-Xin Li أنه ربما يعود أحد الفروع ويصبح السباق."

حلقة الزمان والمكان. الرسم التوضيحي: شترستوك
حلقة الزمان والمكان. الرسم التوضيحي: شترستوك

حلقة الزمان والمكان.

رسم توضيحي: الكون اليوم، التضخم الكوني، حلقة الزمكان. الائتمان: نايجل هولمز
ائتمان: نايجل هولمز
يبدو الرسم البسيط ثنائي الأبعاد لبداية الكون نفسه مثل الرقم 6، مع حلقة الزمكان في الأسفل والكون الحالي في الأعلى. وفقًا لنظرية جوت ولي، سمح الانفجار التضخمي للكون بالهروب من الحلقة الزمنية والتطور إلى الكون الذي نعيش فيه الآن.

من الصعب تخيل هذا النموذج للكون، ولكن وفقا لجوت، فإن ميزته المهمة هي أنه لا يتضمن الخلق من لا شيء. ومع ذلك، فإن ألكسندر فيلينكين من جامعة تافتس، وستيفن هوكينج من جامعة كامبريدج، وجيمس هارتل من جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، قد اقترحوا جميعًا نماذج تفترض أن الكون قد جاء من العدم. وفقًا لقوانين ميكانيكا الكم، فإن الفضاء الفارغ ليس فارغًا حقًا، ولكنه مليء بالجسيمات "الافتراضية" التي يتم إنشاؤها وتختفي تلقائيًا. ويفترض هوكينج وزملاؤه أن الكون نشأ من هذا الفراغ الكمي المتفجر. من ناحية أخرى، من وجهة نظر جوت، لم يتم خلق الكون من لا شيء، بل من شيء ما: نفسه.

لعبة الشطرنج الكونية

اعتبارًا من اليوم، لا توجد طريقة للتحقق مما إذا كانت أي نظرية من بين كل هذه النظريات يمكنها بالفعل تفسير أصل الكون. قارن عالم الفيزياء الشهير ريتشارد فاينمان الكون بلعبة شطرنج عظيمة للآلهة. وقال إن العلماء يحاولون فهم اللعبة دون معرفة القواعد. نشاهد الآلهة تحرك أقدامها خطوة واحدة للأمام، ونستنتج قاعدة: تتحرك الأقدام دائمًا خطوة واحدة للأمام. ولكن ماذا لو لم يسبق لنا أن رأينا بداية اللعبة، حيث يُسمح لعادتي بالتحرك خطوتين؟ كما قد نفترض خطأً أن الأرجل تظل دائمًا أرجلًا ولا تتغير هويتها أبدًا، حتى نرى الساق تصبح ملكة. يقول جوت: "ستقول إنه من المخالف للقواعد ألا تتحول عادتي إلى ملكة. حسنا، اتضح أنه مسموح به! ببساطة، لم يسبق لك أن رأيت لعبة تصل إلى هذا الحد. هذا ما تبدو عليه أبحاث السفر عبر الزمن. نحن نختبر قوانين الفيزياء من خلال فحص الظروف القاسية. لا يوجد شيء مستحيل منطقيًا في السفر عبر الزمن، فهذا ليس الكون الذي اعتدنا عليه. ومن الممكن أن قوانين النسبية تتضمن تحويل ساقي إلى ملكات.

قد تكون مثل هذه الأفكار التأملية الجامحة أقرب إلى عالم الفلسفة من الفيزياء، ولكن في هذه الأثناء، ميكانيكا الكم والنسبية العامة، كلتا النظريتين اللتين تتمتعان بدعم تجريبي قوي ولكنهما غير بديهيتين، هما كل ما لدينا لفهم الكون. يقول تيم مودلين، فيلسوف العلوم في جامعة نيويورك: "بمجرد أن يبدأ الناس في محاولة دمج نظرية الكم والنسبية العامة في هذا الأمر، فإن أول ما يجب قوله هو أنه ليس لديهم أي فكرة عما يفعلونه". "نحن لا نتحدث هنا عن رياضيات ذات أساس جيد، ولكن قطعة من الرياضيات تذكرنا بالنسبية العامة مع قطعة أخرى صغيرة من الرياضيات تذكرنا بميكانيكا الكم، ويتم خلط القطعتين بطريقة غير متسقة تمامًا. ولكن هذا ما يجب على الناس فعله لأنهم لا يعرفون حقًا كيفية المضي قدمًا بطريقة منطقية."
هل ستثير أي نظرية مستقبلية إمكانية السفر عبر الزمن إلى الماضي؟ أم سينكشف مرة أخرى أن كوننا أغرب من أي خيال؟ لقد قطعت الفيزياء شوطا طويلا منذ الأيام التي أعاد فيها أينشتاين تعريف الطريقة التي نفهم بها الوقت. لقد ثبت أن السفر عبر الزمن، والذي كان مجرد احتمال خيالي في نظر إتش جي ويلز، واقعي، على الأقل في اتجاه واحد. هل من السخافة تمامًا الاعتقاد بوجود تناسق معين في الكون يسمح لنا بالعودة بالزمن إلى الوراء؟ عندما طرحت هذا السؤال على جوت، أجابني بحكاية:

"يقولون أن أينشتاين تحدث ذات مرة مع رجل فجأة أخرج دفترًا وكتب شيئًا ما. سأل أينشتاين "ما هذا؟" فأجاب الرجل: إنه دفتر. عندما يكون لدي فكرة جيدة، أكتبها. قال أينشتاين: «لم أكن بحاجة إلى دفتر ملاحظات قط، لم يكن لدي سوى ثلاث أفكار جيدة».

يقول جوت: "أعتقد أننا ننتظر فكرة جيدة جديدة".

عن الكتاب
تصوير تيم فولجر
تيم فولجر
كاتب لمجلات Discover وNational Geographic ومجلات أخرى. وهو أيضًا محرر سلسلة أفضل كتابة أمريكية للعلوم والطبيعة، وهي مختارات سنوية تنشرها هوتون ميفلين هاركورت.

تعليقات 22

  1. قد يبدو الأمر سخيفًا، لكنني أتساءل حقًا: إذا كان السفر عبر الزمن ممكنًا، أليس من المحتمل أن يكون شخص ما من المستقبل قد أخبرنا بذلك بالفعل؟

  2. خارج الصندوق،

    ما سأعطيه هو أن أعود بالزمن معك في آلة الزمن إلى أي فترة من اختيارك، وأن ترى بأم عينيك أنه لم يكن هناك جبل سيناء أبدًا، وأنه لم يكن هناك نزوح جماعي من مصر أبدًا، وأن ترى كيف أن هذه الأشياء المضحكة تطورت الحكايات الشعبية عبر الأجيال وكيف تطورت الحيوانات والبشر أيضاً، وإن كانت بطريقة مختلفة قليلاً عن القصص... 🙂

    أتساءل ما هو العذر الذي ستقدمه عندما ترى ذلك بأم عينيك. في الحقيقة ليست هناك حاجة لآلة الزمن على الإطلاق، هناك الكثير من الأدلة التي توضح لنا جميعًا أن ما حدث هو بالضبط ما كتبته هنا.

  3. نحن معجزات

    انتبه إلى النقطة:

    "فماذا يحدث إذا وضعنا ساعتين جنبًا إلى جنب، إحداهما ساعة عادية والأخرى ساعة تقيس عمر الكون عن طريق قياس درجة حرارة الإشعاع؟"

    لقد وضعنا ساعتين جنبًا إلى جنب، إحداهما ساعة السيزيوم والأخرى ساعة الإشعاع، أو ساعة درجة الحرارة بلغة الجمهور. قمنا بإعادة ضبطهما على نفس الوقت ووضعهما في فضاء باتيز النبي بنظام غير مسرع وقمنا بتصويرهما بالفيديو.

    في اللحظة 0 تظهر الصورة 0 على كلتا الساعتين.

    عندما تظهر الصورة 10 ساعات على ساعة السيزيوم، فماذا ستظهر ساعة الإشعاع المجاورة لها؟

  4. إسرائيل
    في فهمي، يشكل إشعاع الخلفية نظامًا مرجعيًا خاصًا به. إذا تسارعت في اتجاه معين، فسوف ترى تحولًا أزرقًا في إشعاع الخلفية أمامك، وتحولًا أحمر خلفك - التحولات مرتبطة بالقياسات التي أجريتها قبل التسارع.

    وهذا جواب لما ستظهره الساعات. أعتقد أنه في أي مكان وفي أي وقت، ستكون قادرًا على الطيران إلى "نقطة" ستُسمى بالثبات، مما يعني أن إشعاع الخلفية سيكون موحدًا في كل اتجاه.

  5. إسرائيل، الوقت نسبي. إن إدراك المرء للوقت في الواقع يختلف عن تصور الآخر. لا توجد ساعة "صحيحة". هناك اتفاق على الساعة حسب غرينتش. هناك اتفاق على متى ولد يسوع الكوفي وهناك اتفاق على عمر الكون حسب حسابات الباحثين.
    لا يوجد وقت مطلق. الوقت فردي.
    حتى الحشرات والنباتات لها أوقاتها الخاصة..
    صحيح أن الجميع يعتمد في النهاية على ساعة الكون،
    لكن الكون أيضًا له أوقاته الخاصة ومن يحددها هو القدير. ؟

  6. اتجاه سهم الزمن إلى المستقبل وليس إلى الماضي يتحدد من خلال فهمي لنظرية الانفجار الكبير: بسبب تمدد الكون، تقل كثافته ولا تزيد، ومن هنا أحادية اتجاه سهم الزمن .

    لم يكن هذا واضحًا في نهاية القرن التاسع عشر عندما كان الكون يعتبر ثابتًا ولانهائيًا، وأثبت بوانكاريه، عالم الرياضيات الكبير، أن الإنتروبيا تنتهي بالعكس.

    ومع ذلك، في رأيي، ينشأ صراع بين نظرية الانفجار الكبير والنسبية الخاصة: فوفقًا لنظرية الانفجار الكبير، فإن للكون عمرًا محددًا -حوالي 13.7 مليار سنة- يمكن قياسه عن طريق قياس درجة حرارة إشعاع الخلفية الكونية. وتحويلها إلى وقت باستخدام صيغة فريدمان ذات الصلة. الوقت هو نفسه في كل نقطة في الكون في لحظة معينة.

    وفقًا للنظرية النسبية، فإن الوقت نسبي ويتحرك بشكل أبطأ في النظام النسبي منه في النظام المتزامن زمنيًا.

    فماذا يحدث إذا وضعنا ساعتين جنبًا إلى جنب، إحداهما ساعة عادية والأخرى ساعة تقيس عمر الكون عن طريق قياس درجة حرارة الإشعاع؟ ما هو الوقت "الصحيح"، خاصة إذا كانت كلتا الساعتين تتحركان بالنسبة لنظام الساعات المتزامنة؟

  7. إن سهم الزمن هو الفكرة المنظمة المركزية في إدراك الواقع الإنساني، فبدونه ربما لم تكن الحياة لتنجح في خلق نظام قادر على الحفاظ على نفسه بطريقة متسقة ومثمرة (أولئك الذين هم على دراية بالهياكل الدورية و المشاكل التي يخلقونها في علوم الكمبيوتر تعرف ما يدور حوله هذا الأمر).

    إن طبيعة الواقع نفسها لن تكون معروفة للبشر "لوقت طويل"، وعلى أي حال فإن مفتاح فهمها هو أولاً وقبل كل شيء ما هو الزمن حقًا... لا أحد يعرف حقًا ما هو، وتقسيمه إلى الوقت الذاتي والوقت المادي لا يساعدان أيضًا، فالجوهر مفقود بشكل مؤلم.

    عطلات سعيدة وكوشير مع إسرائيل.

  8. خارج الصندوق،

    أنا سعيد لأنك وافقت على بذل الجهد وقراءة الكتاب على الرغم من أنه يتعارض بشكل واضح مع رؤيتك للعالم والأشياء التي تؤمن بها. لا أستطيع أن أقول إنني متفائل بشكل خاص بشأن احتمال أن يغير موقفك من الموضوع بأي شكل من الأشكال (وهذا في ضوء عدد لا بأس به من المحادثات المخيبة للآمال التي أجريتها مع المؤمنين المتدينين مثلك) ولكننا سأنتظر لسماع انطباعاتك بعد القراءة.

    أتمنى لكم أيضًا عيد فصح سعيد وسعيد 🙂

  9. خارج الصندوق،

    الجواب هو أننا لا نعرف، كما كنا لا نعرف لماذا تحدث الزلازل ولماذا يحدث البرق في السماء. وهذا ليس سببًا لافتراض أن جدًا عجوزًا في السماء (ليس من الواضح كيف خلق هو نفسه) قال تعويذة سحرية وفجأة خلق الكون.

    ملاحظة: كيف تسير الاستعدادات لعيد الفصح؟ هل من الممكن أن تنتهي من قراءة الكتاب خلال الأسابيع القليلة المقبلة؟ ("لماذا التطور صحيح")

  10. إذن كيف بدأ الكون؟
    هل تعلم أي شيئ؟
    بحد ذاته.. في دورة ثابتة.. مقدار الطاقة (الطاقة) لهذه الدورة. فإذا كان من ذاته وفي دورة منتظمة فهو غير محدود. ولا حتى بالعدد.. وإذا لم يكن الأمر كذلك فمن أين يأتي الدافع الأولي.. هل هناك منطق.. أم لا.. هل حقيقة بداية الزمن وجدت أنها فوق الزمن.. فيمكنها أيضا تكون فجأة؟.. متى بدأت هذه المفاجئة حقاً.؟
    هذه أسئلة تطرح كما فهمت من المقال.. ربما أحد عنده إجابة واضحة تماما على هذه الأسئلة؟

  11. على وجه الدقة، لا توجد عملية دفع عالية السرعة اليوم، لكننا نقترب منها بشكل أسرع مما يعتقد معظمنا، وسوف يحدث ذلك بعد 200 عام أخرى أو أكثر.

  12. بالفعل في حركة الأقمار الصناعية نرى تأثير زمني نسبي بين الساعة الذرية في القمر الصناعي والساعة الذرية على الأرض والأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تأخذ في الاعتبار عدم التزامن هذا. عند التحرك بسرعة 0.1 درجة مئوية، سيتم الشعور بالتأثيرات النسبية بوضوح - وإن كان بكثافة ضعيفة مثل مفارقة التوأم. وبالفعل، من خلال رفع الساعة الذرية إلى جبل عالٍ، وتركها لمدة أسبوع وإزالتها، تم قياس فرق قدره 20 نانو ثانية. والخبر العملي هو أن الدفع الصاروخي غير مناسب للسفر إلى الفضاء وهو بديل محتمل. لقد وصفت سابقًا إمكانية أن يقوم النواة النووية بتزويد سفينة الفضاء بالوقود لمدة 13 عامًا. ولا يسعى زعماء الدول إلى القيام برحلة إلى المريخ، في حين يزعم رجال الأعمال مثل إيلون ماسك على الأقل أنهم يؤمنون باستعمار الفضاء.

  13. في الآونة الأخيرة كانت هناك تجربة مع الدفع بالليزر. لقد فهمت أن التجربة كانت ناجحة وأنهم يخططون لمسبار سيصل إلى 0.125 درجة مئوية من سرعة الضوء لإثبات مفهوم القدرة التكنولوجية على التحرك بهذه السرعة. لم نصل إلى هذه النقطة بعد ولكن هناك حركة هناك ويمكن العثور على مقالة موجزة عنها https://en.wikipedia.org/wiki/Photonic_laser_thruster
    بالنسبة لأولئك الذين لا يعتقدون أن ويكيبيديا مصدر غير موثوق. يمكنك دائمًا التحقق من المرجع الموجود أسفل المقالة أو البحث في جوجل.

  14. ما زلنا بعيدين جدًا عن السفر عبر الزمن إلى المستقبل لمدة سنوات:
    تبلغ السرعة القصوى التي وصلنا إليها في الفضاء حاليًا حوالي 70 كيلومترًا في الثانية.
    للوصول إلى الحالة الموصوفة في المقال، حيث يقضي الشخص 10 سنوات على متن مركبة فضائية بسرعة 99.995% من سرعة الضوء ويعود هنا في عام 3000، علينا أن نصل إلى سرعة 300,000 كيلومتر في الثانية تقريبًا. .
    إنها قفزة بسيطة من 70 إلى 300,000 ألف، حتى أحدث الأفكار حول الدفع النووي توفر ربما 3% من سرعة الضوء، لا أكثر.

  15. لا أعتقد أنه سيكون من الممكن بسهولة عكس اتجاه التقدم الزمني من الإنتروبيا العالية (الفوضى) إلى الإنتروبيا المنخفضة (النظام والمعلومات) - حيث أن الاحتمال = عدد المجموعات المحتملة للفوضى مقارنة باحتمالية النظام - عالية بلا حدود. أكثر بكثير من 6.022E23 أو تجميعه. انتهاك مبدأ الإنتروبيا هو انتهاك للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. حتى لو كان هناك انتقال للإنتروبيا من مواقع متوازية، ما زلت أعتقد أن هذه أكوان مختلفة عن كوننا في كون واحد. لا أدعي فهم ما يلي: قرأت في مكان ما أنه في الثقب الأسود يوجد الماضي والحاضر والمستقبل معًا، وعن المبدأ الهولوغرافي - وكان هناك مقال عن قانون المساحات المتساوية المكتشفة في الثقوب السوداء ورأيت مفهوم الثقب الأسود بحسب كيب ثورن في كتاب بين النجوم حيث تكون الحركة داخل الثقب في مساحة زمنية منتشرة - حيث يمكنك التحرك في الماضي والحاضر والمستقبل.

    لا أعتقد أن هناك رأي واحد في هذا الشأن. أوصي لمن لديه الصبر بالقراءة من البداية إلى الحاضر.

  16. سؤال مثير للاهتمام حول عكس الزمن هو عكس الإنتروبيا.

    لأن النظام النيوتوني بطبيعته قابل للعكس مع الزمن. لا توجد مشكلة من حيث الفيزياء النيوتونية في عكس ترتيب الأحداث بحيث يأتي مبكرًا بعد متأخر، وتعود المقذوفة إلى البرميل ويهبط الشبح في الاتجاه المعاكس.

    ومن ناحية أخرى، فإن الإنتروبيا تتزايد في كلا الاتجاهين: الماضي والمستقبل.

    دفع بوانكاريه بولتزمان المسكين إلى الجنون بهذا السؤال حتى استسلم الأخير وأعاد المعدات.

  17. سؤال في رأيك بخصوص النظرية الكاملة الموحدة المستقبلية:
    حاليًا، تقدم لنا النسبية ونظرية الكم أفكارًا تتعارض مع حدسنا. هل يمكن أن يكون هذا هو الحال لأننا لا نرى الصورة كاملة؟ فهل من الممكن عندما نرى الصورة كاملة أن تتجمع كل الظواهر الغريبة في مكانها مثل قطع اللغز التي تشكل صورة منطقية واحدة؟ أم أن نسيج الكون وطبيعته لا تتناسب منطقيًا مع تجاربنا اليومية؟

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.