إليك 5 طرق آمنة تقدمها الفيزياء للسفر عبر الزمن
18/12/2024
وفقًا لنظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين، فإن الزمكان (الزمان والمكان كوحدة واحدة) يمكن أن يتأثر بالمادة، بمعنى أن المادة قد تتسبب في انحنائه. وإذا تمكن الزمكان من الانحناء بشكل كبير، قد يؤدي ذلك إلى تشكيل ما يُعرف بـ”الحلقة الزمنية”، مما قد يسمح بالسفر عبر الزمن. إلا أن العلماء لم يتمكنوا بعد من اختراع آلة زمنية تطبق هذه الفكرة في الواقع، لكنهم يواصلون دراسة هذه الإمكانيات.
في هذا السياق، نستعرض 5 طرق قد تجعل السفر عبر الزمن ممكنًا، بدءًا من الأفكار التقليدية في قصص وأفلام الخيال العلمي، مثل آلات الزمن أو الثقوب الدودية، وصولاً إلى أفكار جديدة تستند إلى اكتشافات علمية. لكن هناك عقبات تتطلب التغلب عليها لتحقيق هذه الأفكار.
حلقة مجرية من أشعة الليزر
تُعتبر المشكلة الرئيسية في السفر عبر الزمن هي أن أي جسم لا يمكنه السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء، والتي تبلغ 299.792.458 متراً في الثانية. هذه السرعة تعد الحد الأقصى وفقًا لقوانين الفيزياء، مما يحافظ على مبدأ السببية، حيث يجب أن يأتي السبب دائمًا قبل النتيجة.
إذا تمكن جسم من التحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء، فإن العلاقة بين السبب والنتيجة ستتبدل، مما يمكن أن يفتح مجالًا للسفر عبر الزمن، ومع ذلك، قوانين الفيزياء تمنع ذلك.
بدلاً من محاولة تخطي سرعة الضوء، يتمحور الاقتراح حول تعديل نسيج الزمكان. في عام 2003، اقترح رونالد ماليت من جامعة كونيتيكت أن باستخدام حلقة من أشعة الليزر، يمكن تشويه الزمكان بشكل يمكّن من تكوين حلقة زمنية.
تستند هذه الفكرة إلى حقيقة أن الضوء، مثل المادة، يمكن أن يولِّد قوة جذب. يؤكد كين أولوم من جامعة تافتس، أنه يمكن للضوء الدوار أن يجذب الزمكان معه.
لكن استخدام حلقة من الليزر للسفر عبر الزمن ليس بالسهولة التي تبدو عليها. فالحلقة تحتاج إلى أن تكون ضخمة، بحجم مجرة مثلاً. وإذا تمكنا من تنفيذ ذلك، فإنها قد تؤدي إلى تكوين نقطة تفرد زمنية، وهي نقطة يصبح فيها الزمكان مشوهاً لدرجة تجعل فيها قوانين الفيزياء تنهار.
في إطار الحديث عن السفر عبر الزمن، تشير المتفردات الزمنية إلى مشكلات كبيرة. توبي وايزمان من جامعة إمبريال كوليدج يقول إن السماح بالمتفردات يمكن أن يؤدي إلى فوضى في قوانين الفيزياء، مما يجعل كل شيء ممكنًا. ومع ذلك، يصعب على الفيزيائيين فهم هذه المتفردات أو التنبؤ بآثارها، لكن من المؤكد أننا قد نواجه صعوبات كبيرة إذا حدثت هذه الأحداث المفاجئة.
التأرجح على الأوتار الكونية
تتحدث الأبحاث النظرية عن إمكانية السفر عبر الزمن بواسطة ما يسمى بالأوتار الكونية. يُعتقد أن هذه الأوتار، التي تمتد عبر نسيج الزمكان، تحتوي على خصائص يمكن أن تسمح بالتلاعب بالزمان والمكان.
تتكون هذه الأوتار المحتملة نتيجة للتحول الذي حدث في الكون بعد الانفجار العظيم، حيث انتقل الكون من حالة طاقة أعلى إلى طاقة أقل، وهو ما يمكن مقارنة بتجمد الماء. إذا كانت هذه الأوتار موجودة، فإنها ستكون طويلة ورفيعة، وذات كثافة طاقة عالية.
في عام 1991، أثبت الباحث جون ريتشارد جوت من جامعة برينستون أن الأوتار الكونية يمكن أن تنتج حلقات زمنية إذا كانت موجهة بشكل صحيح. يتطلب السفر عبر الزمن من خلال هذه الأوتار أن تسافر بسرعة تقارب 99.99% من سرعة الضوء. لكن تحقيق ذلك ليس سهلاً.
الحقيقة أن السفر عبر الزمن باستخدام الأوتار الكونية لا يزال بعيد المنال. حيث أظهر كين أولوم من الصعب بناء آلة زمنية بناءً على هذه الفكرة بسبب الحاجة لكميات غير محدودة من المادة ذات الكثافة السلبية للطاقة، وهي مادة تمتلك خصائص غريبة. على الرغم من إمكانية إنتاج هذه المادة على نطاق ضيق، إلا أنه لم يتمكن العلماء من الحصول على كميات كافية لتحقيق السفر عبر الزمن.
كما تُشير كاتي كلوف من جامعة كوين ماري إلى أن الحفاظ على المادة ذات الطاقة السلبية يحتاج لطاقة هائلة من المادة العادية، مما يجعل تصنيعها بكميات كافية أمراً غير واقعي.
محركات الاعوجاج
تواجه افتراضات السفر عبر الزمن أيضاً تحديات تتعلق بمفهوم محركات الاعوجاج، المعروفة بشكل خاص في سلسلة “ستار تريك”. تهدف هذه المحركات لإنشاء فقاعة من الزمكان حول المركبة، مما يسمح لها بالسفر بسرعة تفوق سرعة الضوء.
يعتمد عمل محرك الاعوجاج على ضغط الزمكان أمام المركبة وتوسيعه خلفها، وهذا يعني تغيير موقع المركبة دون حركة تقليدية. ومن ثم، يمكن أن تتحرك المركبة بسرعة أكبر من الضوء دون انتهاك قوانين الفيزياء، إذ لا تتحرك في الزمكان وإنما يتم تغيير الزمكان حولها.
ووفقاً للفيزيائي جاريد فيوكس من جامعة ألاباما، فإن السفر بسرعة أكبر من الضوء من خلال محرك الاعوجاج قد لا يحمل مخاطر على المسافر، كما أن مستقبل العلوم قد يغدو أكثر انفتاحًا على احتماليات السفر عبر الزمن.
لكن أيضاً، تحتاج محركات الاعوجاج إلى كميات هائلة من المادة ذات الكثافة السلبية للطاقة لتحقيق هذا المفهوم، وهذا ما يجعل تحقيق هذه الأفكار غامضاً صعبة المنال في الواقع الحالي.
القفز عبر ثقب دودي
السفر عبر الزمن قد يكون أكثر سهولة مما نتخيل، فبدلاً من بناء آلة زمن، يمكننا استغلال الثقوب الدودية الموجودة في الكون. هذه الثقوب هي أنفاق افتراضية تربط بين نقطتين بعيدتين في الزمكان.
عادةً ما تحتوي الثقوب الدودية على فوهتين أو أكثر، وغالبًا ما تكون هذه الفوهات ثقوبًا سوداء. إذا تمكنا من عبور هذا النفق، يمكننا الوصول إلى زمن ومكان مختلفين تمامًا عن نقطة البداية.
من الأخبار الجيدة أن هناك احتمالية لوجود ثقوب دودية قابلة للعبور في كوننا، وفقًا لما ذكره عالم الفيزياء وايزمان. تتشكل هذه الثقوب عادةً بين ثقبين أسودين صغيرين يدوران حول بعضهما البعض. لكن، يُعتبر وجود هذه الثقوب على حجم يسمح بمرور الإنسان تحديًا، حيث أن النفق قد يكون صغيرًا للغاية. حتى لو وجدنا ثقب دودي يمكننا المرور من خلاله، فإن المخاطر مثل التسارع الشديد والإشعاع ستكون قاتلة.
ومع ذلك، هناك خيار أكثر أمانًا يتجسد في الثقوب الدودية الحلقية، التي تعمل كبوابات مسطحة وتستخدم طاقة سلبية لتشويه الزمكان. هذه الطاقة يمكن أن تتيح لنا السفر عبر الزمن بلا مخاطر وجود ثقوب سوداء. وفقًا لأندريه زيلنيكوف من جامعة ألبرتا في كندا، إن عبور هذه البوابات سيكون تجربة مشابهة لمرورك عبر باب، مما يجعل الرحلة بسيطة وآمنة.
إرسال رسالة إلى الماضي
في حال كان السفر عبر الثقب الدودي يبدو مروعًا، فإن ميكانيكا الكم قد تقدم لنا بديلاً لإرسال رسالة إلى الماضي.
تُمكّن معادلات ميكانيكا الكم من التأثيرات التي توضح سلوك الذرات والجسيمات العمل في الاتجاهين، ما يعني أن بعض التأثيرات يمكن أن تُفسر كإشارات مرسلة إلى الماضي. ولكن ليس هناك وضوح حول ما إذا كان هذا هو ما يحدث بالفعل.
قاد ديفيد أرفيدسون-شوكور من مختبر هيتاشي كامبريدج في المملكة المتحدة فريقًا أظهر أنه يمكن استخدام الانتقال الكمي، الذي تم إثباته تجريبيًا، لنقل جسيم بين نقطتين في الزمان والمكان. حاليًا، يختبر الباحثون إمكانية إرسال جسيم حقيقي إلى الماضي.
ومع ذلك، لا يمكن تطبيق تقنية الانتقال الكمي على الأجسام الكبيرة، مثل البشر، حيث أن جسم الإنسان يتكون من عدد هائل من الجسيمات. يوضح أرفيدسون-شوكور أن نقل جميع الجسيمات معًا ليس ممكنًا تقنيًا.
لكن في الظروف المناسبة، يمكنك تصور إمكانية إرسال سلسلة من الجسيمات إلى الماضي مع تشفير أنماط معينة ترافقها، مما يشبه إرسال شفرة مورس كمومية. هذه الطريقة قد لا تكون مثيرة مثل السفر الفعلي عبر الزمن، ولكنها تمثل فرصة أفضل للسفر إلى الماضي.
____________
* إضافة المترجم
هذه المادة مترجمة عن نيوساينتست ولا تعبر بالضرورة عن الجزيرة نت
