الدليل الكامل للمسافر عبر الزمن

لقد وضعت نظرية أينشتاين النسبية الأساس العلمي لدراسة المعنى المادي وجدوى السفر عبر الزمن. هل سنتمكن من الزيارة في المستقبل أو مقابلة أهلنا عندما كانوا أطفالاً؟

يورام كيرش، جاليليو

تخيل أنك دخلت زنزانة مغلقة في الأول من يونيو عام 1 الساعة 2007:20.00 مساءً. تضغط على بضعة أزرار، وتهتز المقصورة قليلاً ويفتح بابها. تخرج من الزنزانة وتسأل الناس: ما هو تاريخ اليوم؟ فيقولون: اليوم هو 1 يونيو 2009. ساعة يدك، التي تحتوي أيضًا على تاريخ، تظهر: 1 يونيو 2007، الساعة 20.10. وهذا يعني أن هناك فجوة زمنية (حوالي عامين، في مثالنا) بين ساعتك والساعات من حولك. هذه نقطة مهمة - إذا أظهرت ساعتك أيضًا مرور عامين، فمن المحتمل أنك كنت في غيبوبة واستيقظت بعد عامين. لكن الفجوة بين الساعتين تظهر أنك سافرت بالفعل إلى المستقبل.

وفي الرحلة إلى الماضي يحدث العكس؛ سيخبرك الأشخاص الموجودون بالخارج أن التاريخ أقدم من تاريخ دخولك إلى الخلية. "آلة الزمن" من هذا النوع، والتي يمكن أن تأخذنا إلى الماضي والمستقبل، موصوفة في العديد من كتب الخيال العلمي، وربما كان رائدها "آلة الزمن" للكاتب والمؤرخ البريطاني إتش جي. ويلز (ويلز)، نُشر عام 1895. ويشير ويلز في كتابه إلى الزمن باعتباره البعد الرابع، وذلك قبل عشر سنوات من نشر أينشتاين للنظرية النسبية الخاصة!

الكتب السابقة التي وصفت السفر عبر الزمن، مثل كتاب مارك توين "يانكي في بلاط الملك آرثر"، لم تصف الرحلة بشكل علمي مثل كتاب ويلز. هناك أيضًا قصص وأساطير عن أشخاص ناموا لعقود من الزمن، وبالتالي قاموا بنوع من الرحلة إلى المستقبل. على سبيل المثال، قصة ريب فان وينكل للكاتب الأمريكي واشنطن إيرفينغ (إيرفينغ) المنشورة عام 1819، أو الأسطورة التلمودية عن سكان الدائرة الذين ناموا سبعين عاما. يمكن الإشارة إلى مثل هذه الرحلة إلى المستقبل باسم "السفر عبر الزمن المزيف".

رحلة إلى المستقبل وفقا للنظرية النسبية الخاصة

وإلى أن صاغ أينشتاين نظرية النسبية الخاصة عام 1905، لم تكن قوانين الفيزياء تسمح بالسفر عبر الزمن على الإطلاق (باستثناء "السفر الوهمي" إلى المستقبل الموصوف أعلاه). تمت صياغة النظرية النسبية الخاصة بشكل أساسي لشرح حقيقة أنه من المستحيل تغيير سرعة الضوء في الفراغ؛ ويعطي القياس دائما نفس النتيجة (قرابة 300,000 ألف كيلومتر في الثانية) بغض النظر عن الحركة النسبية بين الراصد الذي يقيس سرعة الضوء ومصدر الضوء.

إن حقيقة ثبات سرعة الضوء أصبحت فرضية أساسية للنظرية النسبية المحدودة، ولكن من هذه الفرضية الأساسية يترتب على ذلك أن الزمان والمكان ليسا مطلقين بل يعتمدان على حركة جهاز القياس. يمكن أن تؤثر الحركة على معدل مرور الوقت، بحيث تبدو لنا الساعة المتحركة أبطأ من الساعة الساكنة. وتسمى هذه الظاهرة "تمدد الزمن". إن السرعات التي اعتدنا عليها في حياتنا اليومية تعتبر صغيرة جداً مقارنة بسرعة الضوء، لذلك لا نشعر بالظاهرة. على سبيل المثال، فإن ساعة الطيار في طائرة مقاتلة يبلغ متوسط ​​سرعتها 1,800 كيلومتر في الساعة (1.5 ضعف سرعة الصوت)، لن تتأخر إلا بمقدار جزء من المليون من الثانية بعد مائتي ساعة من الطيران.

نجد أمثلة أكثر إثارة للإعجاب في كتب الخيال العلمي، حيث لا توجد قيود فنية على سرعة الطيران. على سبيل المثال، لنفترض أن رائد فضاء تطير مركبته الفضائية بسرعة 98 بالمائة من سرعة الضوء يريد الوصول إلى نجم يبعد خمس سنوات ضوئية عن الأرض ("السنة الضوئية" هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. وهي تساوي تقريبًا حوالي عشرة ملايين مليون كيلومتر). ووفقا لساعة الأرض، فإن الرحلة سوف تستمر ما يزيد قليلا عن خمس سنوات. ومع ذلك، وبحسب ساعة رائد الفضاء، فإن الرحلة ستستمر لمدة عام واحد فقط. وإذا اقتربت سرعته من سرعة الضوء، فسيكون قادرًا على إكمال الرحلة في غضون ساعات قليلة، على الرغم من أنه وفقًا لغرفة التحكم على الأرض، ستظل الرحلة تستغرق ما يزيد قليلاً عن خمس سنوات (حسب النسبية الخاصة). ، سرعة المركبة الفضائية لا يمكن أن تتجاوز سرعة الضوء).

إن ظاهرة تمدد الزمن لها العديد من البراهين التجريبية. ويرتبط معظمها بالجسيمات التي تتفكك بعد وقت قصير من تكوينها. وقد وجد أنه عندما تتحرك هذه الجسيمات بسرعات عالية، فإنها تتحلل بعد فترة زمنية أطول مما كانت عليه عندما تكون في حالة سكون أو عندما تتحرك ببطء. والسبب هو أن معدل "الساعة الداخلية" للجسيم يتباطأ مقارنة بالساعة الساكنة. وفي عام 1971، تم عرض هذه الظاهرة لأول مرة باستخدام ساعة حقيقية. طار عالمان فيزياء من الولايات المتحدة حول العالم بساعات ذرية دقيقة للغاية، وقد وجد أن الساعة التي تترك مكانًا معينًا، تتحرك لفترة من الزمن وتعود إلى المكان الذي تركته - خلال هذا الزمن مقارنة بالساعة الثانية التي تظل في حالة سكون.

مفارقة التوأم

ماذا سيحدث إذا تم فصل توأمين (وهما بالطبع نفس العمر) عن بعضهما البعض؛ أحدهما سيطير في مركبة فضائية ستتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء ويعود في النهاية إلى الأرض، والآخر سيبقى على الأرض؟ كما قلنا، ستكون ساعة التوأم المتحرك أبطأ من ساعة التوأم الثابتة، وبالتالي فإن التوأم المتحرك سيتقدم في العمر بشكل أبطأ من شقيقه الثابت. فإذا كانت سرعة سفينة الفضاء 99.5% من سرعة الضوء، فإن كل سنة تمر على توأم رائد الفضاء، ستمر عشر سنوات على أخيه الذي يعيش في المنزل. وعندما يعود رائد الفضاء بعد خمس سنوات حسب ساعته، سيجد أن خمسين سنة قد مرت على الأرض. ولذلك، يمكن استخدام المركبة التي تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء بمثابة "آلة الزمن" وإنشاء طريق مختصر للمستقبل.

تُعرف الظاهرة التي وصفناها باسم "مفارقة التوأم". وتنشأ المفارقة من حقيقة أنه من وجهة نظر التوأم الموجود في سفينة الفضاء، فهو في حالة راحة بينما يبتعد عنه أخوه والأرض بأكملها. لذلك كان عليه (التوأم في سفينة الفضاء) أن يتقدم في السن بشكل أسرع. ويرتبط حل المفارقة بحقيقة أنه لكي تتمكن من مقارنة ساعتي التوأم، يجب على المركبة الفضائية عكس اتجاهها والعودة إلى الأرض. تغيير الاتجاه هو حركة متسارعة، ويكسر التماثل بين المركبة الفضائية والأرض. عندما تفكر في هذا، فإنك تقبل أن التوأم الطائر سوف يتقدم في العمر بشكل أبطأ بالفعل.

النسبية العامة

تتعامل النظرية النسبية الخاصة مع الأنظمة التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض بسرعة ثابتة. في عام 1915، نشر أينشتاين نظرية النسبية العامة، التي تتناول الأنظمة التي تتحرك بسرعة غير ثابتة (أي مع تسارع) والأنظمة التي تقع تحت تأثير قوى الجاذبية القوية. ووفقا للنظرية النسبية العامة، فإن قوة الجاذبية تنتج من أن كتلة ما تسبب انحناء الزمكان، وهذا يؤثر على حركة الكتل الأخرى في محيطها.

أشارت النسبية العامة إلى آلية أخرى قد تسمح بالسفر عبر الزمن. ووفقا لهذه النظرية، حتى مجال الجاذبية يمكن أن يتسبب في إبطاء الزمن، ومن الممكن من حيث المبدأ الاستفادة من ذلك في رحلة إلى المستقبل. على سبيل المثال، يمكنك إطلاق مركبة فضائية لمهاجمة ثقب أسود (دون الاقتراب منه كثيرًا) ثم العودة والابتعاد. وسيجد رواد الفضاء في سفينة الفضاء أنه أثناء وجودهم في مجال الجاذبية القوية للثقب الأسود، تباطأ مسار وقتهم مقارنة بالعالم الخارجي.

وقد يجدون أن الرحلة استغرقت، بحسب وقتهم، عدة أيام بينما مرت في العالم الخارجي عشرات أو مئات السنين. وقد استغل كاتب الخيال العلمي فريدريك بول هذه الظاهرة في كتابه "ما وراء الأفق الأزرق" ("عتبة الحدث" بالعبرية). رائدة فضاء تدعى كلارا موجودة في مركبة فضائية محاصرة بالقرب من ثقب أسود. تمكن حبيبها الأصغر، روبن، من الهرب، وبعد ذلك يعاني لسنوات عديدة من الشعور بالذنب. بعد عقود من الحدث، وصلت سفينة فضاء أخرى وأنقذت كلارا، واتضح أنها، بحسب سيزون، دارت حول الثقب الأسود لبضع دقائق فقط. عندما تلتقي كلارا وروبن مرة أخرى، كانت لا تزال صغيرة ويبلغ عمره بالفعل سبعة أيام.

هل من الممكن السفر عبر الزمن؟

لقد رأينا أنه وفقًا للنظرية النسبية بجزئيها، فإن الرحلة إلى المستقبل ممكنة من حيث المبدأ. وماذا عن الرحلة إلى الماضي؟ هل هناك أي فرصة أن نرى وضع جبل سيناء؟ هل أنت قريب من ترون في حرب التحرير؟ وربما نستطيع تحذير قبطان السفينة تيتانيك ومنعها من الغرق؟ هل تسمح لنا الفيزياء، بطريقة ما، ببناء آلة زمنية تعيدنا إلى الماضي؟

يقول المنطق أن هذا غير ممكن، لأن الرحلة إلى الماضي يمكن أن تغير الحاضر. فمثلاً يمكن لشخص يقوم برحلة إلى الماضي أن يقتل جدته قبل أن تلد أمه، ومن ثم يطرح السؤال كيف جاء إلى الدنيا؟ في الواقع، لا ينبغي للمرء أن يصل إلى فعل متطرف مثل القتل. كل ما حدث في الماضي يمكن أن يؤثر على الحاضر ويخلق مفارقة. على سبيل المثال، تخيل مسافرًا عبر الزمن ينطلق في رحلته يوم الأحد الساعة 8 صباحًا، وينهيها في ذلك اليوم الساعة 7 صباحًا، ويصافحه قبل الانطلاق. ولكن عندما ذهب ذلك المسافر في طريقه، لم يصافح شخصاً يشبه أخيه التوأم! هل كانت هناك مصافحة أم لم تكن؟

في الواقع، فإن الرحلة إلى الماضي تتناقض مع قانون أساسي في الطبيعة يسمى مبدأ السببية. وينص هذا المبدأ على أنه وفقا لأي مراقب، فإن السبب يسبق دائما النتيجة. ووفقا لمبدأ السببية، فإن السفر عبر الزمن لا يمكن أن يكون إلا للمستقبل. المسافر عبر الزمن الذي يصل إلى المستقبل لن يتمكن من العودة إلى الحاضر الذي غادر منه، لأنه سيكون بالفعل رحلة إلى الماضي. وبسبب مبدأ السببية، لن نتمكن أيضًا من بناء جهاز يسمح لنا برؤية المستقبل، حتى كمراقبين سلبيين. لنفترض أن هناك مثل هذا الكائن، على غرار جهاز استقبال التلفزيون، والذي يمكنك من خلاله رؤية ما سيحدث في شارع اللنبي في تل أبيب خلال عشر سنوات. للقيام بذلك، تحتاج إلى امتصاص الفوتونات، أو الجسيمات الأخرى، من المستقبل، ونقلها إلى الحاضر، وقد قلنا بالفعل أن الرحلة من المستقبل إلى الحاضر مستحيلة.
علاوة على ذلك، ليس من المستحيل رؤية المستقبل فحسب، بل من المستحيل أيضًا، من حيث المبدأ، التنبؤ به بدقة. لنفترض أن شخصًا ما يتمتع ببصيرة مثالية، ويتنبأ بالنتائج الصحيحة لليانصيب خلال أسبوع، وكم عدد الفائزين الذين سيتقاسمون الجائزة الأولى. كان بإمكانه بالطبع أن يرسل استمارة الفوز، لكن هذا من شأنه أن يزيد من عدد الفائزين، وبالتالي فإن رؤيته للمستقبل لم تكن مثالية.

حتى رؤية الماضي لها حدود. أولئك الذين يفكرون في فكرة التلفاز المعجزة، الذي يمكننا توجيهه حسب الرغبة إلى الماضي لنرى، على سبيل المثال، ما حدث بالضبط في جبل سيناء، أو أثناء تدمير الهيكل الثاني عام 70 م، يجب أن يعلموا أن مثل هذا جهاز غير ممكن، لأنه يتطلب إطلاق كاشف (أو على الأقل تعليمات) من الحاضر إلى الماضي، وهذا يعادل رحلة إلى الماضي (إلا أن الضوء الذي يصل إلينا من المجرات البعيدة يخبرنا قصة من الماضي لأنها حدثت منذ ملايين السنين).

رحلة إلى الماضي في النسبية العامة

ذكرنا أنه وفقًا للنسبية العامة، من الممكن استخدام مجال جاذبية قوي لرحلة إلى المستقبل. ومع ذلك، فمن المثير للدهشة أن النظرية النسبية العامة تسمح أيضًا برحلة إلى الماضي. لفهم ذلك، يجب على المرء أن يكون على دراية بمفهوم "خط العالم": وهو خط مستمر في الزمكان رباعي الأبعاد، والذي يصف موقع جسيم معين في كل لحظة. كما تتذكر، وفقًا للنسبية العامة، فإن الكتلة تسبب انحناء الزمكان حولها، وبالتالي أيضًا انحناء خطوط العالم التي تمر عبر المنطقة. يمكن أن يؤدي الانحناء القوي بدرجة كافية إلى تحول خط عالمي معين إلى حلقة مغلقة، وهذا يعادل العودة إلى الماضي.

أول من أشار إلى هذه الظاهرة كان عالم الرياضيات الشهير كورت جيدل. ولد جاديل عام 1906 لعائلة يهودية تعيش في النمسا، ودرس الرياضيات في جامعة فيينا. عندما كان عمره 25 عامًا، أثبت نظرية ثورية تُعرف باسم "نظرية عدم الاكتمال لجاديل". حتى ذلك الحين، كان من الشائع الافتراض أنه في أي نظرية رياضية من الممكن بناء نظام من البديهيات - النظريات الأساسية - ومساعدته في إثبات جميع نظريات النظرية. دحض جودل هذا الافتراض. لقد أثبت أنه حتى الحساب، الذي يعتبر نظرية رياضية بسيطة نسبيا، غير مكتمل، بمعنى أنه مهما قمنا بصياغة بديهياته، ستكون هناك نظريات حسابية لا نستطيع إثبات صحتها، ولا يمكننا إثبات صحتها غير صحيح.

بعد أن استولى الألمان على النمسا عام 1933، انتقل جاديل إلى معهد الدراسات المتقدمة في برينستون بالولايات المتحدة الأمريكية، حيث بدأ أينشتاين أيضًا العمل في نفس العام. أصبح الاثنان صديقين مقربين وأصبح غودل مهتمًا بالنسبية العامة. وفي عام 1949 قام بصياغة حل لمعادلات أينشتاين (المعادلات الأساسية للنسبية العامة) التي تصف الكون الذي لا يتوسع ولا ينكمش ولكنه يدور. أظهر جودل أنه في هذا الكون قد تكون هناك خطوط عالمية على شكل حلقات مغلقة. تسمى هذه الحلقة بالحلقة المغلقة الشبيهة بالوقت أو LDS (CTL باللغة الإنجليزية).

في الكون الذي وصفه جودل، يمكن لسفينة فضائية أن تنطلق في رحلة ستعيدها في النهاية إلى نفس النقطة في الزمكان التي أتت منها، بينما تسافر إلى الجزء الماضي من الطريق. من أجل إنشاء LDS واسع النطاق، يجب على الكون أن يدور حول نفسه مرة كل 70 مليار سنة. يجب أن تستمر رحلة المركبة الفضائية 100 مليار سنة على الأقل (وفقًا لساعة المركبة الفضائية)، حتى لو كانت سرعتها قريبة من سرعة الضوء. تعتبر "آلة الزمن" هذه غير عملية، بسبب الوقت الكبير المطلوب لإكمال الرحلة وفقًا لساعة المركبة الفضائية. ومع ذلك، فقد أظهرت مقالة جودل أنه، من حيث المبدأ، تسمح النسبية العامة بوجود حلقات مغلقة في الزمكان، مع كل المفارقات التي تنشأ عن ذلك.

منذ ستينيات القرن العشرين، بدأت تظهر المزيد من الحلول لمعادلات أينشتاين، والتي احتوت على DC ومكنت من السفر عبر الزمن إلى الماضي. أحد الفيزيائيين الذين تعاملوا مع هذا كان فرانك تيبلر (تيبلر) من الولايات المتحدة الأمريكية. وفي عام 20 أظهر أنه إذا قمنا ببناء أسطوانة ذات طول لا نهائي، فإن التفرد يسود على طول محورها (انحناء لا نهائي للزمكان، كما هو الحال في مركز الثقب الأسود)، وجعلها تدور حول محورها بسرعة كافية، سيكون من الممكن العودة إلى الماضي من خلال وضع دائرة حول هذه اللفة.

إن بناء أسطوانة لا نهائية أمر مستحيل بالطبع، لكن تيفلر يعتقد أنه يمكن أيضًا استخدام أسطوانة غير لا نهائية لنفس الغرض، إذا تم ضغطها بدرجة كافية وطويلة بما فيه الكفاية. كان تقييمه هو أن الأسطوانة يجب أن يبلغ طولها حوالي مائة كيلومتر، وقطرها من عشرة إلى عشرين كيلومترًا وكثافة مادية مماثلة لكثافة النجم النيوتروني. ويجب أن تدور حول محورها بمعدل ألفي دورة في الثانية، وهو معدل لا يتجاوز إلا قليلاً الحد الأقصى لمعدل دوران النجوم النابضة المعروفة، وهي نجوم نيوترونية تدور حول محورها.

ووفقا لتيبلر، يمكنك جمع عشرة نجوم نيوترونية تحتفل بسرعة عالية، وربطها ببعضها البعض لإنشاء آلة الزمن. ويجب التأكيد على أن آلة الزمن هذه لا تسمح بالسفر إلى أزمنة أقدم من اللحظة التي تم بناؤها فيها. إذا أردنا أن نبني مثل هذه الآلة غدًا، فلن نتمكن من استخدامها لاختبار كيفية حدوث الخروج، أو المشاركة في الحرب العالمية الثانية. وإذا تم الانتهاء من بناء الآلة بحلول الأول من يناير 2100، فسيتمكن المسافرون في 2110 من العودة بها إلى عام 2100 ولكن ليس إلى عام 2099.

لاحظ أن التفرد يمكن أن يكون له دورين متعارضين. قلنا سابقًا أنه بالقرب من متفرد الثقب الأسود تتباطأ الساعة، وهو ما يعادل السفر إلى المستقبل. إن تفرد جليل تيبلر يخلق ظاهرة معاكسة، وهي السفر إلى الماضي. يرجع الاختلاف إلى دوران الأسطوانة - فالتفرد الدوار يسحب الزمكان معه ويسمح لخطوط العالم بالإغلاق وإنشاء DC.

"الثقب الدودي" كآلة زمنية

وبعد نشر مقال تيبلر، ظهرت مقالات علمية أخرى تناولت الرحلة إلى الماضي، بالاعتماد على الظواهر الفيزيائية المختلفة ومعادلات النسبية العامة. يعتمد الاقتراح الأكثر إثارة للاهتمام على نظريات مفادها أن التفرد الموجود في مركز الثقب الأسود يمكن أن يكون ممرًا يصل إلى كون آخر أو منطقة بعيدة من كوننا. ويسمى هذا الممر "الثقب الدودي".

في عام 1985، توجه عالم الفلك والمؤلف كارل ساجان (ساجان) إلى صديقه الفيزيائي كيب ثورن (ثورن) من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (لوس أنجلوس) بسؤال: هل تسمح قوانين الفيزياء باستخدام ثقب دودي للسفر مسافات كبيرة في الفضاء في الفضاء؟ وقت قصير؟ احتاج ساجان إلى إجابة لكتاب خيال علمي كان يكتبه في ذلك الوقت (كان الكتاب يسمى Contact، وتم نشره عام 1986 وتحول فيما بعد إلى فيلم من بطولة جودي فوستر).

في ذلك الوقت كان من الشائع افتراض عدم وجود إمكانية لاستخدام الثقوب الدودية كطريق مختصر في السفر إلى الفضاء. ومع ذلك، رأى ثورن أنه يجب إعادة النظر في هذا الافتراض، وأسنده إلى اثنين من طلاب الدكتوراه لديه، وهما مايكل موريس (موريس) وأولفي يورتسيفير (يورتسيفر). وكانت النتيجة مقالة موقعة من قبل موريس وثورن ويورتسبار نشرت في مجلة Physical Review في عام 4. ادعى المقال، الذي كان مليئًا بحسابات وصيغ النسبية العامة، أنه من الممكن استخدام الثقب الدودي للتحرك بشكل فوري تقريبًا بين المناطق التي تفصل بينها آلاف السنين الضوئية، وأنه يمكن أيضًا استخدام الثقب الدودي نفسه كآلة زمنية من شأنها أن تسمح برحلة إلى الماضي.

السفر عبر الزمن: الحلول الممكنة للمفارقة

في المقالة السابقة عن الموضوع رأينا أن الرحلة إلى الماضي تخلق مفارقة. تنشأ المفارقة من حقيقة أن حلقة مغلقة من خط العالم تغير خط العالم الأصلي، ووفقا للنظرية النسبية، المحدودة والعامة، من المستحيل تغيير خط العالم (تغيير خط العالم يعني في الواقع تغيير بأثر رجعي) تاريخ الكون). ومن ناحية أخرى، تقدم النسبية العامة نفسها مجموعة متنوعة من الاحتمالات لرحلة إلى الماضي. كيف يكون هذا ممكنا؟ هذا السؤال له عدة إجابات محتملة.

1. يتأكد الكون من أن الرحلة إلى الماضي لا تخلق مفارقات. على سبيل المثال، إذا أردت قتل جدي، فسوف أقوم بإيقاف السلاح. أو سيقبضون علي قبل أن أنفذ خطتي، وهكذا. هذه الإجابة غير مرضية لسببين: أولا، نحن لا نعرف قوانين الفيزياء التي تمنعنا باستمرار من القيام بالأشياء التي نريدها والتي يفترض أننا قادرون على القيام بها. ثانيا، سبق أن قلنا أنه ليس من الضروري القيام بشيء جذري، مثل القتل، لتغيير الحاضر، يكفي أن ينتقل شخص أو كائن من الحاضر إلى الماضي لخلق مفارقة.

2. يمكنك تغيير الماضي ومن ثم يتغير الحاضر أيضًا، ومعه يتغير ذكرياتنا. على سبيل المثال، المسافر أثناء وصوله إلى الماضي ومصافحته لنسخة سابقة من نفسه، سيتذكر تلك المناسبة أنه قبل بدء الرحلة، ظهر شخص يشبهه كثيرًا وصافحه.
يحظى هذا الحل بشعبية كبيرة في أفلام الخيال العلمي التي تتناول السفر عبر الزمن إلى الماضي. على سبيل المثال، في فيلم "العودة إلى المستقبل"، كلما كانت والدة البطل المستقبلية غير راضية عن والده المستقبلي (عندما لم يكونا متزوجين بعد) ينظر البطل إلى صورته من الحاضر ويرى أن صورته في الصورة يتلاشى. في فيلم "تأثير الفراشة" يستطيع البطل العودة إلى الماضي من خلال قراءة مذكرات قديمة، وتغيير ذلك الماضي. يستيقظ على حاضر مختلف، لكنه يتذكر أيضًا الحاضر السابق. في كتاب "صناعة التاريخ" ينجح الأبطال في منع ولادة هتلر، ولكن يظهر شخص آخر، أكثر تطورًا بكثير، يتمكن، على عكس هتلر، من السيطرة على العالم.

وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن هذا الاحتمال يبدو مثيرا للاهتمام، إلا أنه لا يتوافق مع قوانين الطبيعة، وبالتالي لا يمكن أن يكون حلا للمفارقة.

3. جميع الحلقات الزمنية تتناسب مع تاريخ العالم. أي أنه عندما يتم القيام برحلة إلى الماضي، ويتم إنشاء حلقة زمنية مغلقة على ما يبدو، فهي موجودة بالفعل منذ بداية تاريخ الكون. ويتناسب هذا الحل مع النظرة الحتمية للعالم، والتي بموجبها يوجد الماضي والحاضر والمستقبل طوال الوقت؛ إن التجارب التي نمر بها تشبه مشاهدة فيلم (حيث يوجد الماضي والحاضر والمستقبل طوال الوقت على شريط الفيلم أو شريط الفيديو). نحن لا ندركها إلا بترتيب معين يخلق الوهم بمرور الوقت. يتناقض هذا الرأي مع النظرية الفيزيائية المقبولة للزمن، والتي بموجبها الحاضر هو الشيء الوحيد الذي له حقيقة - الماضي موجود فقط في ذاكرتنا، والمستقبل ليس له حقيقة على الإطلاق حتى يحدث.

4. نظرية الأكوان الموازية. تدعي النظرية التي اقترحها هيو إيفريت (إيفريت) عام 1957 أنه في كل مرة يتم إجراء قياس في نظام كمي، ينقسم الكون بأكمله إلى عدة أكوان متوازية. تتيح النظرية تجاوز القيود في رحلة إلى الماضي؛ الفكرة هي أن كل رحلة إلى الماضي تؤدي إلى انقسام الكون إلى عالمين متوازيين. في أحد الأكوان يستمر التاريخ كالمعتاد، دون أن يخرج البطل من الماضي، وهذا هو الكون الذي نعرفه. البطل الذي تمكن من الوصول إلى الماضي يعيش في الكون الثاني، وتصرفاته هناك لا تؤثر على الكون الأصلي الذي جاء منه.
ومشكلة هذا الحل هي أن نظرية الأكوان المتوازية تعتبر تكهنات غير مثبتة (بحسب معظم علماء الفيزياء) وليست نظرية يمكن استخدامها لحل المشاكل الفيزيائية.

5. الرقابة الكونية. الجواب الخامس، والذي ربما يكون الأخطر، يتناول مفهوم يسمى "الرقابة الكونية" أو "حماية نظام الزمن"، وهو ما سنناقشه الآن.

الرقابة الكونية

تم اقتراح مفهوم "الرقابة الكونية" من قبل الفيزيائي روجر بنروز (بنروز) من أكسفورد، فيما يتعلق بالظواهر المتناقضة التي يمكن أن تحدث في بيئة التفرد في مركز الثقب الأسود. ورأى بنروز أن هذه الظواهر لا ينبغي أن تزعجنا، لأن المادة والمعلومات لا يمكن أن تخرج من الثقب الأسود، وبالتالي لا يمكن لراصد خارج أفق الحدث (السطح المحيط بالثقب الأسود) رؤية هذه المفارقات، ولن يتمكن راصد داخل أفق الحدث من رؤية هذه المفارقات أبدًا. قادرة على الخروج ونقول عنها.

على سبيل المثال، يمكن إثبات أن الثقب الأسود الدوار يمكنه، من حيث المبدأ، السماح بـ DS والسفر إلى الماضي. ومع ذلك، فإن LDS تمر في أفق الأحداث، وجزءها الذي هو رحلة إلى الماضي موجود بالكامل في الأفق. المسافر الذي وصفت رحلته في LDS لا يمكنه مغادرة أفق الأحداث. لذلك فإن انتهاك السببية في هذه الحالة يكون مخفيًا تمامًا عن أعين المراقب الخارجي. وافترض بنروز أن هناك مبدأ عالمي، أطلق عليه اسم "الرقابة الكونية"، وهو لا يسمح بظهور "التفرد العاري"، أي التفرد غير المحاط بأفق الحدث.

يمكن توسيع مفهوم الرقابة الكونية ليشمل أي عملية تسمح بـ DSs أو الرحلات إلى الماضي. وهذا يعني أنه عندما يقترح شخص ما خطة لآلة زمنية يمكنها الوصول إلى الماضي، فإن هناك أحد أمرين: أو أن هناك صعوبات أساسية لن تسمح بالبناء الفعلي للآلة؛ أو أن مبدأ الرقابة الكونية سيضمن بقاء الرحلة إلى الماضي مخفية عن الأنظار، ولن يتم الكشف عن انتهاك العلاقة السببية لعين مراقب خارجي.

في التسعينيات، تم بالفعل توضيح أن آلات الزمن التي اقترحها العديد من الفيزيائيين غير عملية، أو لا يمكنها العمل بطريقة تتعارض مع مبدأ السببية. على سبيل المثال، ثبت أنه لكي تصبح أسطوانة تيبلر آلة زمن، يجب أن تكون لا نهائية وبالتالي غير قابلة للبناء. كما أصبح من الواضح أنه من المستحيل خلق منطقة من الطاقة السلبية بالحجم والقوة اللازمين للثقب الدودي الذي يمكن أن يمر من خلاله جسم مجهري، أو حتى ذرة واحدة.

ومن بين الفيزيائيين الذين شاركوا في اختبار الأفكار لرحلة إلى الماضي، برز عالم الفيزياء الشهير ستيفن هوكينج ((هوكينغ من كامبريدج) مبدأ عام، يترتب عليه أن الفيزياء تحافظ على الترتيب الزمني بين السبب والنتيجة على الإطلاق يُطلق على هذا المبدأ اسم "حماية التسلسل الزمني" ويمكن اعتباره نسخة من "الرقابة الكونية" التي وضعها بنروز.

إن حل مفارقة السفر إلى الماضي بمساعدة مبدأ الرقابة الكونية يبدو جذابا بشكل خاص، لأن مبادئ مماثلة موجودة بالفعل في الفيزياء. على سبيل المثال، مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ هو نوع من "الرقابة الكمومية"، الذي يسمح بانتهاك قانون الحفاظ على الطاقة لفترة قصيرة من الزمن، مما يجعل من المستحيل قياس الانتهاك.

ولا يزال مبدأ "الرقابة الكونية"، أو "حماية نظام الزمن" حسب مصطلحات هوكينج، قانونًا مفترضًا للطبيعة ليس له دليل نظري. وهذا يذكرنا بالوضع الذي كان سائدا في منتصف القرن التاسع عشر، عندما لم يكن قانون الحفاظ على الطاقة قد تمت صياغته بعد، وحاول الكثير من الناس تصميم آلة تؤدي عملا دون إمداد بالطاقة (الدائم المتنقل). وحقيقة أن كل هذه الجهود باءت بالفشل أدت في النهاية إلى صياغة قانون الحفاظ على الطاقة. من الممكن أنه بعد اختبار العديد من الخطط المختلفة للرحلات إلى الماضي ورفضها، سيصبح مبدأ الرقابة الكونية أيضًا قانونًا أساسيًا في الفيزياء.