آیا سفر در زمان با فرضیه «تاریخچه‌های متعدد» ممکن می‌شود؟

آیا تا به حال اشتباهی کرده‌اید که بخواهید در زمان به عقب بازگشته و آن را اصلاح کنید؟ سفر در زمان به خاطر پارادوکس‌های مختلف تاکنون نشدنی تلقی می‌شد. اما حالا دانشمندان در حال بررسی فرضیه‌ای موسوم به «تاریخچه‌های متعدد» هستند تا شاید به واسطه خطوط زمانی موازی بتوانند ایده سفر در زمان را حداقل به لحاظ تئوری ممکن کنند.

فیزیکدانان دهه‌هاست که در تلاشند تا از نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین برای کشف پاسخ این پرسش استفاده کنند: آیا سفر در زمان ممکن است؟ ظاهرا همین حالا هم می‌توان معادلاتی را نوشت که سفر در زمان را توصیف کند و با نسبیت همخوانی و سازگاری داشته باشد. اما فیزیک صرفا ریاضیات نیست و معادلات بدون ارتباط با یک نمود واقعی تقریبا بی‌معنا هستند.

مخالفان سفر در زمان چه می‌گویند؟

دو دلیل عمده باعث می‌شود معادلات مربوط به سفر در زمان غیرواقعی به نظر برسند. مشکل اول که عینی‌تر است به ساخت ماشین زمان برمی‌گردد. برای تولید این دستگاه ظاهرا به ماده شگفت (Exotic Matter) نیاز داریم که ماده‌ای با انرژی منفی است. تمام موادی که ما در جهان می‌بینیم، انرژی مثبت دارند. بر اساس مکانیک کوانتوم، ماده با انرژی منفی به لحاظ نظری قابل ساخت است، اما در مقادیر بسیار کم و برای یک مدت زمان بسیار کوتاه.

با این حال، هیچ شواهدی نشان نمی‌دهد که تولید ماده شگفت در مقادیر کافی ناممکن است. به‌علاوه، سایر نظریه‌ها شاید بتوانند روشی را معرفی کنند که سفر در زمان در آن‌ها بدون ماده شگفت شدنی باشد. در نتیجه، می‌توان گفت که این مشکل محدودیتی در زمینه فناوری‌های فعلی یا درک ما از مکانیک کوانتوم است.

مشکل دوم آن‌قدرها عینی نیست اما بسیار جدی‌تر محسوب می‌شود. این مشکل به تناقض سفر در زمان با منطق می‌پردازد و پارادوکس‌های سفر در زمان را مطرح می‌کند. این پارادوکس‌ها انواع مختلفی دارند، اما مشکل‌سازترین آن‌ها پارادوکس سازگاری است.

این پارادوکس که در داستان‌های علمی تخیلی محبوبیت زیادی دارد، زمانی اتفاق می‌افتد که تغییر رخدادی در گذشته می‌تواند مانع از وقوع آن رخداد در زمان حال یا آینده شود. مثلا فرض کنید وارد ماشین زمان خود می‌شوید، به پنج دقیقه قبل برمی‌گردید و دستگاه را نابود می‌کنید. حالا که ماشین زمان نابود شده، ممکن نیست که پنج دقیقه بعد بتوانید از آن برای سفر در زمان استفاده کنید.

ولی اگر نتوانید از دستگاه استفاده کنید و در زمان عقب بروید تا ماشین را نابود کنید، ماشین زمان نابود نمی‌شود؛ پس می‌توانید به عقب برگردید و آن را نابود کنید. به عبارت دیگر، ماشین زمان تنها و تنها زمانی نابود می‌شود که نابود نشده باشد. از آن‌جایی که دستگاه نمی‌تواند به‌صورت همزمان نابوده شده و نشده باشد، این سناریو ناسازگار و متناقض است.

حذف پارادوکس‌های سفر در زمان

بسیاری از داستان‌های علمی تخیلی به اشتباه می‌گویند پارادوکس‌ها قابل ایجاد شدن هستند. در این داستان‌ها به مسافران زمان هشدار داده می‌شود که تغییر بزرگی در گذشته ایجاد نکنند و با خودشان دیدار نداشته باشند. یکی از معروف‌ترین مثال‌ها در این زمینه سه‌گانه سینمایی Back to the Future است.

ولی در علم فیزیک، پارادوکس رویدادی نیست که قابلیت رخ دادن داشته باشد. پارادوکس در حقیقت یک مفهوم نظری است که به یک ناسازگاری در خود آن نظریه اشاره می‌کند. به عبارت دیگر، پارادوکس‌های ناسازگاری صرفا به این معنا نیستند که سفر در زمان یک عمل خطرناک است، این پارادوکس‌ها نشان می‌دهند که سفر در زمان ممکن نیست.

این مسئله یکی از مشوق‌های فیزیکدان معروف، «استیون هاوکینگ» در ارائه فرضیه «حدس محافظت ترتیب زمانی» بود که می‌گوید سفر در زمان باید ناممکن باشد. ولی این فرضیه تاکنون اثبات نشده است. از سوی دیگر، جهان به جای بسیار جذاب‌تری تبدیل می‌شود اگر به جای حذف احتمال سفر در زمان به خاطر پارادوکس‌ها، بتوانیم خود پارادوکس‌ها را از بین ببریم.

یکی از اقدامات برای حل پارادوکس‌های سفر در زمان از سوی فیزیکدان نظری، «ایگور دمیتریویچ نوویکوف» انجام شده است. او در فرضیه «حدس خودسازگاری» می‌گوید سفر به گذشته ممکن است، اما نمی‌توانید آن را تغییر دهید. به گفته نوویکوف، اگر بخواهید با ماشین زمان پنج دقیقه به عقب برگردید و دستگاه را نابود کنید، این کار غیرممکن خواهد بود. قوانین فیزیکی به نحوی از سازگاری رویدادها محافظت خواهند کرد.

معرفی تاریخچه‌های متعدد

اگر نتوانید گذشته را تغییر بدهید، فایده سفر به گذشته چیست؟ «باراک شوشانی»، استادیار فیزیک دانشگاه براک کانادا می‌گوید با همراهی دو دانشجوی خود به نام‌های «جیکوب هازر» و «جرد ووگان» نشان داده که فرضیه نوویکوف نمی‌تواند برخی از پارادوکس‌های سفر در زمان را حل کند. با این حساب، به نقطه اول برمی‌گردیم؛ چون حتی اگر یک پارادوکس قابل حل نباشد، سفر در زمان به لحاظ منطقی ناممکن خواهد بود.

با این حال، هنوز امیدهایی وجود دارد. شوشانی و دانشجویانش نشان داده‌اند که وجود تاریخچه‌های متعدد (به عبارت دیگر، خطوط زمانی موازی) می‌تواند پارادوکس‌ها را برطرف کند. در واقع، این فرضیه نه تنها می‌تواند به حل پارادوکس‌هایی بپردازد که حدس نوویکوف قادر به حل آن‌ها نبود، بلکه قادر است هر پارادوکسی را از پیش رو بردارد.

این ایده بسیار ساده است. وقتی از ماشین زمان استفاده می‌کنید، در هنگام خروج وارد یک خط زمانی متفاوت می‌شوید. در آن خط زمانی، می‌توانید هر کاری انجام دهید و حتی ماشین زمان را نابود کنید. این عمل تغییری در خط زمانی اول که از آن آمده‌اید، ایجاد نمی‌کند. پس چون نمی‌توانید ماشین زمان را در خط زمانی اول نابود کنید، پارادوکسی به وجود نمی‌آید.

شوشانی می‌گوید پس از سه سال کار روی پارادوکس‌های سفر در زمان حالا بیش از هر زمان دیگری متقاعد شده که سفر در زمان ممکن است، اما این عمل تنها در صورتی امکان‌پذیر می‌شود که جهان ما اجازه دهد تاریخچه‌های متعدد همزیستی داشته باشند. آیا جهان ما چنین قابلیتی دارد؟

همزیستی تاریخچه‌های متعدد ممکن است؟

مکانیک کوانتوم از این نظریه حمایت می‌کند، به‌ویژه اگر تفسیر «جهان‌های چندگانه» اِورت را قبول داشته باشید. در این تفسیر، یک تاریخچه می‌تواند به چند تاریخچه تقسیم شود و هر کدام از این تاریخچه‌ها نمونه‌ای برای رخدادهای احتمالی است. این رخدادهای احتمالی می‌تواند حیات یا مرگ گربه شرودینگر و رسیدن یا نرسیدن شما به گذشته باشد.

منتها این توضیحات صرفا گمانه‌زنی هستند. شوشانی و دانشجویانش سعی دارند نظریه مستحکمی از سفر در زمان با تاریخچه‌های متعدد را پیدا کنند که با نسبیت عام همخوانی کامل داشته باشند. البته حتی اگر بتوانیم چنین نظریه‌ای پیدا کنیم، هنوز نمی‌توان ثابت کرد که سفر در زمان ممکن است، ولی حداقل می‌توانیم بگوییم که سفر در زمان به خاطر پارادوکس‌های سازگاری ناممکن تلقی نخواهد شد.

سفر در زمان و خطوط زمانی موازی همیشه در داستان‌های علمی تخیلی با هم گره خورده‌اند، ولی حالا باید منتظر باشیم که ترکیب این دو را در دنیای علم ببینیم. نسبت عام و مکانیک کوانتوم به ما می‌گویند سفر در زمان می‌تواند ممکن باشد و اگر واقعا چنین باشد، تاریخچه‌های متعدد هم باید ممکن تلقی شوند.