كتب – باسل يوسف:
علميا، تبدو فكرة السفر عبر الزمن، مرفوضة، باعتبارها مستحيلة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى “مفارقة الجد” الشهيرة. تسأل هذه المعضلة ماذا سيحدث إذا سافر شخص ما عبر الزمن ومنع جده من إنجاب الأطفال، وبالتالي محو وجود المسافر. ومع ذلك، ربما تكون دراسة جديدة قد حلت هذه المشكلة.
من خلال الجمع بين النسبية العامة وميكانيكا الكم والديناميكا الحرارية، توضح الدراسة أن السفر عبر الزمن قد يكون ممكنًا دون أن يؤدي إلى هذه التناقضات المنطقية.
فيزياء حلقات الزمن
الفهم اليومي للوقت متجذر في الفيزياء النيوتونية، حيث تتقدم الأحداث خطيًا من الماضي إلى المستقبل. ولكن نظرية النسبية العامة لأينشتاين، التي اكتملت في عام 1915، تتحدى هذا الافتراض البديهي. فهي تكشف أن نسيج الزمكان يمكن أن يتصرف بطرق تتحدى الفطرة السليمة، كما يتضح من ظواهر مثل الثقوب السوداء. ومن أكثر تنبؤاتها إثارة للاهتمام: الوجود المحتمل لمنحنيات زمنية مغلقة – مسارات عبر الزمكان تدور حول نفسها، ما يسمح نظريًا للمسافر بإعادة زيارة الماضي.
قال مؤلف الدراسة لورينزو جافاسينو، الفيزيائي في جامعة فاندربيلت “في النسبية العامة، تعمل جميع أشكال الطاقة والزخم كمصدر للجاذبية – وليس فقط الكتلة.. هذا يعني أنه إذا كانت المادة تدور، فيمكنها سحب الزمكان معها. في حين أن هذا التأثير لا يُذكَر على الكواكب والنجوم، فماذا لو كان الكون بأكمله يدور؟”.
في كون تدور فيه كل المادة، قد يصبح الزمكان مشوهاً إلى الحد الذي يجعل الزمن ينحني على نفسه فعلياً، مشكلاً حلقة. ومن الناحية النظرية، قد تعود المركبة الفضائية التي تسافر على طول هذه الحلقة إلى نقطة انطلاقها، ليس فقط في الفضاء بل وأيضاً في الزمن. وفي حين لا يبدو أن كوننا ككل يدور بهذه الطريقة، فإن الكتل الدوارة ــ مثل الثقوب السوداء ــ قد تنتج تأثيرات مماثلة، فتخلق بيئات محتملة لمنحنيات زمنية مغلقة.
مفارقات السفر عبر الزمن
تكمن إحدى أكبر التحديات التي تواجه السفر عبر الزمن في المفارقات التي يخلقها. ومفارقة الجد ليست سوى مثال واحد. وتنشأ هذه القضايا لأننا نفترض أن قوانين الديناميكا الحرارية، القوانين التي تحكم الحرارة والطاقة، سوف تعمل بشكل طبيعي في حلقة زمنية.
وقال جافاسينو: “في الواقع، فإن قانون زيادة الإنتروبيا ــ وهي كمية ترموديناميكية تقيس درجة الاضطراب في نظام ما ــ هو القانون الوحيد في الفيزياء الذي يميز بين الماضي والمستقبل. وبقدر ما نعلم، فإن الإنتروبيا هي السبب الوحيد الذي يجعلنا نتذكر الأحداث الماضية ولا نستطيع التنبؤ بالأحداث المستقبلية”.
تحكم الإنتروبيا العديد من تجاربنا اليومية، من الطريقة التي تتقدم بها أجسادنا إلى كيفية معالجتنا للذكريات. حتى الأفعال البسيطة، مثل المشي، تعتمد على الاحتكاك، والذي يزيد بدوره من الإنتروبيا. فكيف تتصرف هذه العمليات في حلقة زمنية؟
حل كمي للمفارقات
يقدم بحث جافاسينو، الذي نُشر في مجلة Classical and Quantum Gravity، حلاً مثيرًا للاهتمام. مستوحى من عمل الفيزيائي كارلو روفيلي، أظهر أن سلوك الديناميكا الحرارية يتغير بشكل أساسي على منحنى زمني مغلق. في مثل هذه الحلقة، تنشأ تقلبات كمية يمكن أن تمحو الإنتروبيا – وهي عملية مختلفة جوهريًا عما نختبره في الحياة اليومية.
قد تكون لهذه التقلبات تأثيرات دراماتيكية على المسافر عبر الزمن. على سبيل المثال، مع انخفاض الإنتروبيا، قد تختفي ذكريات الشخص، وتنعكس الشيخوخة. “زيادة الإنتروبيا هي سبب موتنا. ماذا يحدث عندما تقلب الموت؟” “سأل جافاسينو. يمكن لهذه الظاهرة حتى أن تجعل الأحداث التي لا رجعة فيها، مثل قتل جد المرء، مؤقتة في حلقة زمنية، ما يلغي المفارقة تمامًا.
قال جافاسينو: “زعم معظم الفيزيائيين والفلاسفة في الماضي أنه إذا كان السفر عبر الزمن موجودًا، فستجد الطبيعة دائمًا طريقة لمنع المواقف المتناقضة: مبدأ الاتساق الذاتي، يعني هذا أن كل شيء يجب أن يتوافق لإنشاء قصة متماسكة منطقيًا. يوفر عملي أول اشتقاق صارم لمبدأ الاتساق الذاتي هذا مباشرة من الفيزياء الراسخة. على وجه التحديد، طبقت الإطار القياسي لميكانيكا الكم – بدون فرضيات إضافية أو افتراضات مثيرة للجدل – وأثبتت أن الاتساق الذاتي للتاريخ يأتي بشكل طبيعي من قوانين الكم”.
التداعيات النظرية والعملية
في حين تقدم نتائج جافاسينو إطارًا نظريًا مقنعًا للسفر عبر الزمن، يظل السؤال: هل توجد منحنيات زمنية مغلقة في الكون الحقيقي؟ معظم الفيزيائيين متشككون. في عام 1992، اقترح ستيفن هوكينج، على سبيل المثال “تخمين حماية التسلسل الزمني”، مشيرًا إلى أن قوانين الفيزياء قد تمنع حلقات الزمن من التشكل في المقام الأول. وقد يتضمن هذا أن يصبح الزمكان مفردًا – أو ينهار – قبل أن تتمكن الحلقة من التشكل.
ومع ذلك، فإن عمل جافاسينو قيم لدفع حدود فهمنا.
قال هوكينج في ذلك الوقت: “ما أجد أنه مثير للاهتمام حول هذا الموضوع هو الطريقة التي يجبرنا بها على التفكير في دور الإنتروبيا في توليد تجربتنا للكون، وهو ربما موضوعي المفضل في الفيزياء”.
حتى لو لم تكن حلقات الزمن موجودة، فإن فهمها ونمذجتها يمكن أن يوفر رؤى حول الظواهر الحقيقية. على سبيل المثال، قد يؤدي استكشاف كيفية تطور الإنتروبيا الحقيقية وسلوكها على طول مسار مغلق على المستوى دون الذري إلى رؤى رائعة حول سلوك الأنظمة دون الذرية والديناميكا الحرارية الخاصة بها.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
