ماشین‌زمان؛ فیزیکدان می‌گوید سفر در زمان فقط رو به آینده ممکن است، نه گذشته

یکی از پرسش‌هایی که خیلی‌ها در ذهن خود مطرح کرده‌اند این است که اگر یک ماشین زمان داشتید، به کجا می‌رفتید؟آیا مثل مارتی مک‌فلای دسته آن را به عقب می‌چرخاندید و خطر به هم زدن آینده خودتان را می‌پذیرفتید؟ پیش از آن‌که چمدان‌ها را ببندید، یک فیزیک‌دان خبری دارد که شاید حال و هوای چند فیلم مارول را خراب کند: ممکن است فقط بتوانید در یک جهت سفر کنید، و آن هم رو به عقب نیست.هونگ‌شنگ ژانگ، پژوهشگر دانشگاه جینان (University of Jinan) در چین، نشان داده است که در یک طیف گسترده از جهان‌های نظری، سفر به گذشته خودتان ناممکن است.تمام این استدلال بر یک واقعیت استوار است. در نسبیت، جهت حرکت نور هرگز نمی‌تواند بر راستای حرکت یک جسم در امتداد زمان عمود باشد.تصور کنید فضاـزمان به لایه‌هایی بریده شده است که خود نور می‌تواند روی آن‌ها حرکت کند. هر چیزی که کندتر یا تندتر از نور حرکت می‌کند، ناچار است این سطوح را در یک جهت قطع کند؛ مثل بالا رفتن از پله‌هایی که هرگز اجازه پایین آمدن نمی‌دهند.اگر فقط بتوانید بالا بروید، هرگز به همان پله‌ای که از آن شروع کرده‌اید برنمی‌گردید.این استدلال نیازی به ماده غیرمعمول، اثرات کوانتومی یا فرضیاتی درباره این‌که چه چیزی سراسر جهان را پر کرده است ندارد. ژانگ به ساینس آلرت (ScienceAlert) گفت: «تمام ماجرا فقط حساب و کتاب جهت‌ها است.»دو راه گریزفیزیک‌دانان به سفرهای به گذشته «منحنی‌های بسته زمان‌مانند» می‌گویند؛ مسیرهایی در فضاـزمان که دوباره به همان مکان و لحظه‌ای برمی‌گردند که از آن آغاز شده‌اند. معادلات اینشتین اجازه وجود آن‌ها را در چند سناریو می‌دهند، مثلا نزدیک هسته یک سیاه‌چاله چرخان.نکته مهم این است که پژوهش ژانگ (منبع به زبان انگلیسی)، که هنوز در انتظار داوری همتا است، همچنین دقیقا نشان می‌دهد یک ماشین زمان چگونه می‌تواند به سفر به گذشته دست یابد و ادعا می‌کند که فقط دو راه برای این کار وجود دارد.نخستین راه، پیچش است. تصور کنید پرتوهای نور به‌جای آن‌که کنار هم حرکت کنند، مثل رشته‌های یک طناب دور هم مارپیچ شوند. در این صورت، سطوح منظم نور دیگر شکل نمی‌گیرند، بنابراین نردبان یک‌بعدی‌ای وجود نخواهد داشت که شما را وادار به بالا رفتن کند.این همان چیزی است که در نزدیکی مرکز یک سیاه‌چاله چرخان رخ می‌دهد. نظریه اینشتین می‌گوید جرمی که در حال چرخش است، فضا و زمان پیرامون خود را نیز با خود می‌کشد؛ اثری که ماهواره «گراویتی پروب بی» ناسا در سال ۲۰۱۱ در اطراف زمین آن را اندازه‌گیری کرد. نزدیک هسته سیاه‌چاله این کشش آن‌قدر شدید است که حرکت «به جلو در زمان» به یک مسیر دایره‌ای خم می‌شود.مسافری که این مسیر دایره‌ای را دنبال کند، می‌بیند که ساعتش مانند همیشه رو به جلو حرکت می‌کند، اما سفرش در نهایت دوباره به همان لحظه‌ای می‌رسد که از آنجا راه افتاده است. براندون کارتر، فیزیک‌دان، در سال ۱۹۶۸ نشان داد که چنین حلقه‌هایی در درون سیاه‌چاله‌های چرخان وجود دارند.راه دوم، خود شکل جهان است. ممکن است نردبان کاملا درست ساخته شده باشد، اما دور تا دور یک ساختمان بچرخد، طوری که آخرین پله مستقیما به اولین پله برگردد؛ شبیه نردبان‌های ناممکن در یکی از طرح‌های اشر. شما مدام بالا می‌روید و در عین حال در همان جایی که آغاز کرده بودید، سر در می‌آورید. بیشتر ماشین‌های زمانی که فیزیک‌دانان روی کاغذ طراحی کرده‌اند، از جمله آن‌هایی که بر پایه کرم‌چاله‌ها ساخته می‌شوند، بر همین حقه تکیه دارند.با این حال، همان‌طور که ژانگ نیز می‌پذیرد، این قضیه محدودیت‌هایی دارد.ژانگ در توضیح به ساینس آلرت (منبع به زبان انگلیسی) گفت: «آن‌چه این کار انجام نمی‌دهد این است که به ما بگوید آیا طبیعت اجازه وقوع هیچ‌یک از این‌ها را می‌دهد یا نه. این مسئله همچنان باز است و پرسشی است که بیش از هر چیز دوست دارم پاسخ آن را ببینم.»مقصد: فردادر مقابل، سفر به آینده سال‌هاست که به‌خوبی تأیید شده است. اینشتین نشان داد که حرکت با سرعت بسیار زیاد، یا قرار گرفتن در میدان گرانشی قوی، ساعت شما را نسبت به دیگران کند می‌کند. به گفته آژانس فضایی اروپا، فضانوردانی که سوار بر ایستگاه فضایی بین‌المللی به فضا می‌روند، هنگام بازگشت به زمین چند هزارم ثانیه جوان‌تر از حالتی هستند که در غیر این صورت می‌بودند.این کار هنوز روشن نمی‌کند که آیا جهان خود ما امکان سفر به گذشته را فراهم می‌کند یا نه.با این حال، فعلا اگر کسی قصد چنین سفری داشته باشد، بهتر است برای فردا چمدان ببندد نه برای دیروز... مگر این‌که، البته، «تایم استون» (Time Stone) را در اختیار داشته باشید.