تحقیق 1-1

15
براینتخابین ، ا ماشین زما دوباره زیستن سیدءالحقار ضیا مهدی

Upload: mahdiar-ziaolhagh

Post on 20-Feb-2017

64 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

ماشین زمان ، انتخابی برای

دوباره زیستن

مهدیار ضیاءالحقسید

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

3

مطالب فهرست

4............................................................................................................................................ مقدمه

4......................................................................................................................... نظریه ی نسبیت

5........................................................................................................................نسبیت عام ...........

6............................................................................................ی کوانتومی ..........................نظریه

6......................................................................................................................مکانیک کوانتومی

7.................................................................................راه های سفر در زمان .............................

8/ 7.......................................................................................................و کرم چاله ها چاله سیاه

9............................................................................................................... ریسمان های کیهانی

01..................سفر در زمان چیست .............................................................................................

01..............................................................................................در جست و جوی ماشین زمان

00................................ مشکالت فرضیه استفاده از سیاه چاله به عنوان یک ماشین زمان

01................................................... استفان هاوکینگ سفر در زمان را امکان پذیر می داند

01... ....................................تأیید نظریه انیشتن و رد امکان سفر در زمان ...........................

LHC .............................................................................................................04شتاب دهنده ی

05 .............................................................................................................................نتیجه گیری

06 ........................................................................................................................................... منابع

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

4

مقدمه

کشند. اگر یک توپ تنیس بر روی مالفه قرار دهیم یک انحنا در سطح اند و میفرض کنید دو نفر دو طرف یک ملحفه را گرفته

ای که آن توپ ایجاد کرده است شود. اگر یک تیله به روی این ملحفه قرار دهیم به سمت چالهملحفه به سمت توپ ایجاد می

کنند؛ درست مثل همان توپ روی ملحفه. حاال رود. این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میمی

اگر فرض کنیم فضا به صورت یک الیه دوبعدی، روی یک محور تا شده باشد و بین نیمه باال و پایین آن خالی باشد و دو جرم

ابل هم قرار گیرند، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد می کنند می تواند به همدیگر رسیده هم اندازه در قسمت باال و پایین مق

گویند. این امید است به این تونل کرم چاله می .مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد .و ایجاد یک تونل کند

در اصل .چنین تونلی، بیش از چند هزار کیلومتر، دور از ما نباشد که کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه

رار های موازی ارتباط برق تواند بین جهانشود گفت کرمچاله، تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یک سفیدچاله است و میمی

تواند ما را در زمان جابجا کند.کند و در نتیجه به همان ترتیب می

از قدیم االیام یکی از جذاب ترین و هیجان انگیز ترین سؤاالت برای هر انسان با عقل سلیم این بود است همانطور که می دانیم

سفر در زمان امکان پذیر است یا نه ؟ شاید از موضوع از این منظر جالب باشد که ما یا هر انسان دیگر بتواند "که آیا واقعا

وادگان خود به گفتگو بپردازد . اگر در نجوم و اخترفیزیک کمی مطالعه داشته اید پیشینیان و اجداد خود را ببیند و یا اینکه با ن

به مقاالتی از این دست برخورده اید که این موضوع را از منظری خاص مورد بررسی قرار داده اند و البته هر کدام در جای "حتما

یی در این زمینه نوشته و ساخته شده اند که بیشتر خود ارزشمند هستند . همچنین می دانیم که تا کنون کتاب ها و فیلم ها

گاهی در بعضی از فیلم ها دیده ایم که وسیله یا ماشین خاصی وجود دارد که با سرعتی باور "جنبه ی علمی تخیلی دارند ؛ مثال

گاه ه این موضوع ننکردنی حرکت می کند و به گذشته با آینده سفر می کند . در این مقاله قصد داریم تا از منظری دیگری ب

کنیم و آن را مورد بحث قرار دهیم . همانطور که از جمله سفر در زمان مشخص است ما باید ماهیت زمان را بدانیم برای درک

بهتر این مووضع شما می توانید به مقاالتی که در این سایت موجود می باشد مراجعه کنید تا به این توانایی برسید تا آن را درک

مورد زمان جمالتی متفاوتی گفته شده است که به نظر من یکی از جالب ترین آنها جمله ای است که در سرفصل کنید . در

کتاب کوه جادو اثر تومان به چشم می خورد ، این جمالت سؤاالت جالبی را راجع به زمان مطرح می کند که در قالب یک اثر

چیست ؟ برون از گوهر و توانا بر همه . یک شرط عالم ظهور ، یک زمان :» هنری هستند ، این جمالت به شرح زیر هستند

حرکت ، هستی جسم در فضا را با حرکت می پیوندد و در می آمیزد . آیا اگر حرکت نمی بود زمان هم نمی بود ؟ آیا اگر حرکت

«ت ؟ پس بپرس ! نباشد ، زمان نیست ؟ پس بپرس ! آیا زمان کنش فضا است ؟ یا بالعکس؟ و یا این هر دو یکی اس

نظریه ی نسبیت:

نظریه نسبیت خاص را مطرح کرد در آن 0915حال به بحث در زمینه سفر در زمان می پردازیم . زمانی که اینشتین در سال

قوانین جامعی در مورد نور و سرعت های باال به چشم می خورد . از آن زمان دوباره نظریات سفر در زمان پای به عرصه ی وجود

یکی از اصول نسبیت این است که سرعت نور حد سرعت ها است ؛ یعنی ، هیچ جسمی گذاشتند . زیرا همانطور که می دانیم

قادر نیست با سرعتی فراتر از سرعت نور حرکت کند ؛ دلیل این پدیده را می توان باز هم در نسبیت پیدا کرد زیرا قانونی در

ر سرعت جرم اگبه ای این موضوع یعنی افزایش با افزایش سرعت جرم نیز افزایش می یابد ، در فرمول محاسنسبیت می گوید که

جسمی برابر سرعت نور شود آنگاه جرم آن بی نهایت می شود و در این شرایط هیچ انرژی قادر به شتاب دادن آن نیست . پس

براساس نسبیت نمی توان از سرعت نور گذر کرد ، حال ممکن است برای شما این سؤال پیش آید که چرا پس فوتون ها می

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

5

وانند با این سرعت حرکت کنند ؟ پاسخ اینگونه بیان می شود که چون جرم فوتون ها در حال سکون صفر است پس می توانند ت

با چنین سرعتی به سیر و سفر بپردازند . یکی دیگر از اصول نسبیت بیان می کند که اگر سرعت افزایش یابد زمان کندتر می

ان می گویند و برای فهم بهتر آن پارادوکس اولبرس را مطرح می سازند . حال اگر گذرد و به این پدیده در نسبیت اتساع زم

کمی استدالل کنید می توانید بفهمید که اگر سرعت از ، سرعت نور فراتر رود آنگاه زمان به عقب باز می گردد و این خود پدیده

بسیار جالب است که ما به زمان گذشته بازگشته ایم .

عام: نسبیت

اینشتینتوسط 0906است که در سال گرانشبرای هندسیای نظریه (General relativity) یت عام به انگلیسینسب

قانون جهانی گرانش و نسبیت خاصاست. این نظریه تعمیمی بر نظریه فیزیک نوینمنتشر شد و توصیف کنونی گرانش در

.دهدارائه می زمان–فضاای از گرانش به عنوان یک ویژگی هندسی فضا و زمان یا است که توصیف یکپارچه نیوتون

هندسه ریمانیتوسط زمان–فضاکند. در این نظریه بررسی می نیرواین نظریه، گرانش را به عنوان یک عامل هندسی و نه یک

موجود متناسب است. این رابطه توسط سیستمی از تابشو مادهکل تکانهو انرژیفضازمان مستقیماً با خمش .شودبررسی می

، شناسیکیهان در گرانش نظریشوند. پایه نمایش داده می معادالت میدان اینشتینبه نام ایمعادالت دیفرانسیل با مشتقات پاره

.های آن استاین نظریه و تعمیم

های بزرگ را به عنوان وضعیت پایانی ستاره هاسیاهچالهمهمی دارد. مثالً این نظریه وجود اخترفیزیکی هایجنبه اینشتیننظریه

ای موجود است که تابش بسیار شدید منتشر شده از برخی انواع اجسام اخترفیزیکی ناشی از کند. شواهد گستردهبینی میپیش

و وارهای ستارهسیاهچاله، به ترتیب نتیجه وجود فعال کهکشانیهسته و هاریزاختروشها است. مثالً وجود سیاهچاله

شود که در اثر آن چندین همگرایی گرانشیند منجر به پدیده تواهستند. خم شدن نور بر اثر گرانش می جرمهای کالنچالهسیاه

بینی را پیش امواج گرانشینسبیت عام همچنین وجود شود. تصویر از یک جسم اخترفیزیکی دوردست در آسمان دیده می

با هدف مشاهده ناسای لیساو پروژه لیگوهایی همچون اند. پروژهطور غیرمستقیم مشاهده شدهکند که تاکنون تنها بهمی

مبنای ، که برشناسیکیهان کنونی رایج هایمدل پایه عام نسبیت این، بر افزون. اندشده اندازیراه گرانشی امواج این مستقیم

.دهدهستند، را تشکیل می انبساطجهانِ در حال

هایی که های فیزیک کالسیک تفاوت دارند؛ به ویژه آنبینیتوجهی با پیشهای نسبیت عام به میزان قابلبینیبرخی از پیش

انتقال ، اتساع زمان گرانشیهایی چون و انتشار نور هستند. پدیده سقوط آزادمرتبط با گذر زمان، هندسه فضا، حرکت اجسام در

همگرایی های گرانشی قوی است، که ناشی از کندتربودن گذر زمان در نزدیکی میدان تاخیر زمانی گرانشینور و به سرخ گرانشی

ها هایی از این تفاوتنمونه حرکت تقدیمی مدار سیاراتشدن نور در یک میدان گرانشی قوی اشاره دارد و که به خمیده گرانشی

به سادگی فیزیک کالسیک و حتی نسبیت خاص نیست، در واقع در نسبیت عام جرم در نسبیت عامهستند. همچنین تعریف

جرم بوندیو جرم کُمار، اِمدیجرم اِی های گوناگونی همچونیک سامانه ارائه داد و تعریف جرمتوان تعریفی کلی برای نمی

.اندپدید آمده

فضازمان دربردارد، زیرا تأثیر ساختار سببیدر نسبیت عام، پیامدهایی در مورد سرعت نوراجسام مادی به محدودیت سرعت

انجامد که می هاافقباشند. این محدودیت در نسبیت عام به تعریف نیز محدود به سرعت نور می علّیترویدادها و در نتیجه

خی نواحی از گذشته کرد که به ترتیب براشاره افق رویدادو افق ذره به توانمی هاافقهایی در فضازمان هستند. از جملهمرزبندی

.نمایندو آینده را غیر قابل دسترسی می

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

6

های خپاس از برخی. استنشده تعریف فضازمانها هندسه ها هستند که در آنآمیز نسبیت عام تکینگیهای ابهامیکی از ویژگی

یگر مانند ها( و برخی دهای سیاهچالههای آینده )تکینگی، مانند پاسخ شوارتزشیلد و پاسخ کر تکینگیمعادالت میدان اینشتین

چنان ها همکنند. ماهیت تکینگیهای گذشته )تکینگی مهبانگ( را مشخص میتکینگی واکر –رابرتسون –لومتر –فریدمانپاسخ

های نسبیت عام در بینیپیش .استساختار آنها صورت گرفته توصیف زمینه در هاییتالش که هرچند دارد، قرار ابهام در هاله

گرانش رایب موجود نسبیتیاند. نسبیت عام تنها نظریه است، تأیید شدههایی که تا به امروز انجام گرفتهتمام مشاهدات و آزمایش

پاسخ هایی هستند که هنوز بیهای تجربی همخوانی دارد. هرچند که پرسشاست که با داده ایترین نظریهسادهنیست، بلکه

آشتی داد تا بتوان به فیزیک کوانتومیتوان نسبیت عام را با قوانین ها این باشد که چگونه میترین آنایاند و شاید پایهمانده

.دست یافت گرانش کوانتومیای کامل و خودسازگار برای نظریه

نظریه ی کوانتمی:

میان الکترومغناطیسی نیروی نمونه، برای. شوند می برقرار دیگر ذرات توسط ذرات میان نیروهای کوانتومی هایمیداندر نظریه

امکان می یابد. با این حال نظریه فوق بر تمام نیروهای بنیادی به کار برده می شود. بردارهای هافوتونبا رد و بدل الکتروندو

نیروی گرانشی را برقرار می سازند. این ذرات حامل نیرو، هاگراویتوننیروی قوی، و هاگلوئونمتوسط نیروی ضعیف را، بوزونی

ذراتی مجازی اند و طبق تعریف، زمانیکه حامل نیرو هستند امکان آشکارشدن شان وجود ندارد، زیرا عملیات آشکارسازی گواه

میدان پنداشته می شوند و نه مانند کوانتاهایها به صورت های کوانتومی، فوتوندر نظریه میدان .بر عدم حمل نیرو خواهد بود

را -مانند الکترون- هافرمیونهای کوچک بیلیارد!امواج پکیده ای که در میدان به صورت ذرات به نظر می رسند. همچنین توپ

نیز می توان به صورت امواج در میدان توصیف کرد، و این در حالیست که هرنوع فرمیون میدان خاص به خودش را دارد. به طور

همه چیز "های کوانتومی به صورت، در نظریه میدان"ه شکل ذرات و میدان هاستهمه چیز ب "خالصه، تصویر کالسیکی از

.در می آید "همه چیز میدان است" و یا در نهایت "ذره است

میدان(.این میدان خاص را می توان شود )کوانتایمی برخورد میدانهای برانگیخته در این نظریه با ذرات نیز به صورت حالت

های مختلف مثال بین فرمیون اصل طرد پاولیست زیرا که در این صورت الزم نیست نگران پیامدهای نوعی خوش شانسی دان

های انرژی مربوط به هر فرمیون را جداگانه بررسی این حال می توان با آسودگی خیال حالت ها باشیم.درها و نوترونبین الکترون

.کرد

:مکانیک کوانتمی

است که با پدیده های فیزیکی در مقیاس میکروسکوپی سرو کار دارد. دراین فیزیک نظریای بنیادی از مکانیک کوانتومی شاخه

مکانیک کالسیکهستند. بنیادی ترین تفاوت مکانیک کوانتومی با ثابت پالنکفیزیکی در حد و اندازه های کُنِش هایمقیاس،

و مکانیک نیوتنیتر از و زیراتمی می پردازد. مکانیک کوانتومی بنیادی اتمیدر قلمرو کوانتومی است که به ذرات در اندازه های

تواند با دقت شوند، میها با شکست مواجه میهای اتمی و زیراتمی که این نظریهاست، زیرا در مقیاس الکترومغناطیس کالسیک

.دهندا تشکیل میر فیزیک جدیدهای پایه نسبیت عامها را توصیف کند. مکانیک کوانتومی به همراه زیادی بسیاری از پدیده

و سیتابش الکترومغناطی، مادهمکانیک کوانتومی که به عنوان نظریه کوانتومی نیز شناخته شده است، شامل نظریه ای درباره

.است تابشبرهمکنش میان ماده و

های بسیار شوند، فقط برای اجسام بسیار ریز یا در سرعتبینی میه در مکانیک کوانتومی و نسبیت پیشهایی کاثرات و پدیده

طور کامالً دقیقی توسط فیزیک به دارد سروکار هاآن با روزمره زندگی در انسان که هاییپدیدهتقربیاً همه .شوندباال آشکار می

.بینی است نیوتنی قابل پیش

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

7

سیک از کند که فیزیک کالبینی میهای بسیار پایین، مکانیک کوانتومی اثرهایی را پیشکم ماده، یا در انرژیدر مقادیر بسیار

توانیم قوانین فیزیک رسیم که میولی اگر مقدار ماده یا سطح انرژی را افزایش دهیم، به حدی می .بینی آن ناتوان استپیش

که در « حد»ها به کار ببریم. به این رتکب شده باشیم، برای توصیف پدیدهای مکالسیک را بدون این که خطای قابل مالحظه

یف کنند، ها را به درستی توصتوانند به جای مکانیک کوانتومی پدیدهتر هستند( میآن قوانین فیزیک کالسیک )که معموالً ساده

.شودگفته می حد کالسیک

است( ترکیب کنیم، به گرانشدر حضور زمان-فضاگر که توصیف)عام نسبیتخواهیم مکانیک کوانتومی را با نظریه وقتی می

و قرن بیستمها هدف بزرگ فیزیکدانان کند. حل این ناسازگاریخوریم که این کار را ناممکن میهایی برمیناسازگاری

کنند؛ تالش می نهایی ٔ یافتهوحدتنظریه در راه رسیدن به استیون هاوکینگاست. فیزیکدانان بزرگی همچون ویکمبیست

، نیروی ضعیف، نیروی قوی- های مختلف فیزیک زیراتمی را یکی کند، بلکه چهار نیروی بنیادی طبیعتای که نه تنها مدلنظریه

.های مختلفی از یک نیرو یا پدیده نشان دهدز به شکل جلوهرا نی -گرانشو الکترومغناطیس

برند.نشان داده است که بسیاری از فرایندهای زیستی از مکانیک کوانتومی بهره می هلندو آمریکاتحقیقات چند موسسه در

دانشگاه برکلیاست اما تحقیقات پروفسور فلمینگ و همکارانش در بیوشیمیگیاهان فرایندی بر پایه فتوسنتزشد قبال تصور می

به کشف یک مرحله کلیدی از فرآیند فوتوسنتز منجر شده که بر مکانیک کوانتومی استوار دانشگاه واشنگتن در سنت لوییسو

، حاکی از آن است که نحوه هلنددر موسسه دانش نانوی کاولیاست. همچنین پژوهشهای کریستوفر آلتمن، پژوهشگری از

شد و محل پنداشته می بیوشیمیبر پایه فعالیتهای الکتریکی و کارکرد سلولهای عصبی خصوصا در مغز که تا مدتها فرایندی

دهد که بود، شامل سیستمهای کوانتومی بسیاری است. این پژوهشها نشان می ستشناسهازیو ماتریالیستهاو ساختارگرایانبحث

تواند از نیروهای کوانتومی برای پردازش اطالعات استفاده کند. در انسان نیز، فیزیک سلول عصبی یک حلزون دریایی می

دخیل است تفکرکوانتومی احتماال در فرآیند

راه های سفر در زمان:

برای سفر در زمان سه راه عمده وجود دارد که عبارتند از :

ریسمان های کیهانی -1کرمچاله -1سیاهچاله -0

سیاه چاله:

Bو Aشاهده می کنیم که یکی متعلق به سیاهچاله ی این جهان است.در این نمودار دو راه ما در نمودار پن رز دو تکینگی م

وارد شویم Bحرکت کنیم به درون سیاهچاله می افتیم و نابود می شویم ولی اگر از راه Aمشاهده می شود که اگر توسط راه

آنگاه ما سفری به جهانی موازی با جهان ما خواهیم داشت . وقتی که ما به پایان این تونل برای سفر برسیم توسط جرمی به نام

مخالف سیاهچاله است و نیروی دافعه دارد به بیرون پرتاب می شویم گفتنی است که سفید چاله "سفید چاله که کارش دقیقا

ودار پن رز است . در این هنگام ما در جهانی دیگر خواهیم بود . به این گونه جهان ها که هنوز در حد همان تکینگی دوم در نم

فرضیه هستند جهان موازی می گویند . اگر ما نمودار پن رز را به این صورت ادامه دهیم می توانیم هر چه قدر که می خواهیم

ز جهان خودمان پرتاب می شویم و در این صورت به آینده یا گذشته سفر جهان موازی بسازیم . در این صورت ما به جهانی غیر ا

می کنیم . البته قابل ذکر است که این گونه سیاهچاله ها که برای اینگونه سفرها هستند دوار می باشند یعنی به دور خود دوران

و اگر ما کمی راه را اشتباه رویم آنگاه می کنند . همچنین باید توجه داشت که سیاهچاله ها اجسام بسیار بسیار خشنی هستند

در افق رویداد آن به اسارت در خواهیم آمد و سرانجام به اتم تجزیه می شویم و بروی تکینگی آن سقوط می کنیم .

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

8

چاله: کرم

روزن -پل انیشتین

زمان و -نگر فرضی از فضانیز شناخته می شود. کرم چاله یک ویژگی مکان (wormhole) "چاله -کرم"این پل با عنوان

.یک نوع راه میانبر از یک نقطه جهان به نقطه ای دیگر است. این پل اجازه می دهد که سفر در میان این دو نقطه انجام شود

زمان که حداقل دو انتها دارد به یک عبورگاه -نیز گفته می شود. این تکینگی گرانشی از فضا "تونل گرانشی"به این کرم چاله

ی متصل می شود. این عبورگاه یا تونل واحد می تواند وسیله الزم برای سفر از یک انتها به انتهای دیگر کرم چاله را میسر فرع

.کند

فضا در چهار بعد توصیف می شود ؛ سه بعد فضایی و یک بعد زمانی که بعد چهارم با سه بعد دیگر پیوسته است و ، در نسبیت

. گویند می زمان –به آن فضا

قرار دار جرم جسم یک کاغذ این بروی اگر کنید تصور کاغذ یک صورت به را آن حال. است بافت یک زمان –در واقع فضا

ن گرفت قرار با ، یعنی ؛ گیرد می صورت واقعیت در عمل همین ، شود می ایجاد انحنایی در که کرد خواهیم مشاهده آنگاه دهیم

شد أییدت وقتی موضوع این البته. کرد مطرح اینشتین را موضوع این که کند می خمیده را آن زمان –یک جرم بروی بافت فضا

ورشیدخ کنار از و آمدند می دیگر ستارگان از که نوری پرتوهای به کسوف یا گرفتگی خورشید یک در ادینگتون آرتور سر که

کرد که در این هنگام مسیر آن ها در خط مستقیم نیست بلکه در هنگام عبور از کنار خورشید مشاهده و کرد توجه گذشتند می

مسیرشان خمیده می شود . در واقع این تأییدی بر نسبیت بود که این نظریه و اینشتین را به اوج شهرت و افتخار رساند . حال

. شاید جالب ترین راه سفر در زمان کرمچاله باشد که تا که کمی از نسبیت عام دانستیم حال به شرح کرمچاله می پردازیم

حدودی نیز به واقعیت نزدیک است . فالم برای نخستین بار به این نتیجه رسید که باحل معادالت شوارتزشیلد اینشتین می

تفکر رانجام با کمیتوان به نتیجه ای جالب به نام کرمچاله رسید . در نخست شاید این تفکر نادرست به نظر می رسید ، اما س

مشخص شد که این موضوع می تواند درست باشد . کمی بعد اینشتین و روزن با شناور کردن معادالت شوارتز شیلد موفق شدند

معادله موسوم به پل اینشتین روزن بیابند که مربوط به یک کرمچاله غیر ایستا و غوطه ور بود . در واقع کرمچاله تونلی فرضی

یک ماشین زمان کار می کند . برای درک این موضوع باید به نسبیت عام رجوع کرد . همانطور که گفته شد در است که همانند

دشو می ایجاد گرانش سپس و کند می خمیده را آن و گذارد می تأثیر خود اطراف زمان –نسبیت عام هر جسم جرم دار بر فضا

چالهکرم یک آغاز ی نقطه جسم آن آنگاه کند ایجاد زمان –بافت فضا دل در عمیق تونلی که باشد سنگین چنان جرمی اگر.

می ایجاد نقطه دو میان بری میان و گذارند می سر پشت ساده ای حیله با را نور سرعت محدودیت واقع در اجسام این. باشد

طر آورید ، جایی غیر از جهان ما ، خا به را موازی های جهان نخست ؛ کند بروز صورت دو به تواند می بر میان این حال. کنند

به وسیله ی یک کرمچاله می تواند به جهان های موازی سفر کرد ، برای درک بهتر این مطلب یک ساختار انعطاف پذیر را تصور

کنید که بروی آن جسم سنگینی قرار دارد هر چه جم افزایش فرورفتگی نیز افزایش می یابد ، اگر جرم آن قدر سنگین باشد

سطح جسم نتواند آن را تحمل کند در آن سطح سوراخی ایجاد می شود که به زیر سطح راه می یابد و این می تواند همان که

جهان موازی ما باشد همچنین اگر دو سطح انعطاف پذیر با هم موازی قرار بگیرند باز هم می توانیم بین آنها کرمچاله ای داشته

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

9

است که دو نقطه از یک جهان به هم اتصال داده شود ؛ یعنی ، ما توسط یک کرمچاله به باشیم . روش دیگر بروز کرمچاله این

نقطه ای در جهان خودمان راه یابیم که چند هزار یا میلیون یا میلیارد سال با ما فاصله دارد . این فاصله به وسیله ی یک کرمچاله

تصور کنید که یک سوراخ که همان کرمچاله باشد در روی آن در چند ساعت خمیده می شود . برای تصور این راه یک کاغذ را

وجود دارد و در قسمت دیگر آن یک سوراخ دیگر وجود دارد اگر ما این دو سوراخ را توسط تونلی از زیر به هم متصل کنیم آنگاه

ل کرمچاله در این جا است این تونل که همان کرچاله می باشد ما را به قسمتی دیگر از جهان ما می رساند . با این حال مشک

که جسمی با چنین جرم زیادی تا کنون مشاهده نشده است که بی خطر باشد ، از این جهت بی خطر که سیاهچاله ها چنین

جرمی را دارند ولی اگر کسی وارد افق آنها شود دیگر باز نخواهد گشت زیرا ابتدا جرم پاهایش چند برابر سرش می شود و سپس

ده و سپس یونیزه خواهد شد و نورانی خواهد شد .به اتم تجزیه ش

ریسمان های کیهانی:

از موضوع کرمچاله که صرف نظر کنیم هنوز نظریه برای سفر در زمان باقی می ماند که آن هم در جای خود جالب است در آن

نظریه برای سفر در زمان از از ریسمان های کیهانی استفاده می شود . هرچند که این ریسمان نامرئی هستند یا اینکه بهتر

است که این مقیاس بسیار بسیار کوچک است 11- ^ 01ر که می دانیم قطر آنها برابر بگوئیم بسیار کوچک هستند زیرا همانطو

و حتی تصور آن نیز کاری بسیار مشکل است این مقیاس حتی کوچکتر از قطر هسته ی اتم ها است . با این حال گفته می شود

ت را فضا را مغشوش کنند . همچنین این ریسمان که ریسمان ها در زیر فشار بسیار عظیمی هستند و با این وجود آنها این قابلی

ها می توانند بسیار شتاب بگیرند و اجسامی را نیز با خود حمل کنند . در حقیقت از این جهت برای سفر در زمان مناسب دیده

آنها توانمی شود . ولی به این دلیل که بسیار کوچک هستند دانشمندان حدس می زنند که شاید تا چند هزار سال دیگر هم ن

را دید . به همین دلیل این نظریه کمی محال به نظر می رسد ولی باز هم دارای ارزش های خاص خود است . با این وجود در

جهان کنونی اگر این امر ممکن شود بسیار حادثه ی شگرفی خواهد بود . ولی چه کنیم که با این مشکل مواجه هستیم که ما

یم و در آیده نیز مرده خواهیم بود و این مشکل عمده ی این نظریات است . همچنین استیون در گذشته به دنیا نیامده بود

چون ما هیچ انسانی از آینده را در دوران خود نداریم پس هیچ وقت ما قادر به سفر در زمان » هاوکینگ در این زمینه می گوید

هم اکنون CPHله بیان می کند . گفتنی است که نظریه ی در مورد کرمچا "البته او این استدالل در اختصاصا« نخواهیم شد

در حال کار بر روی این امر یعنی سفر در زمان است . امیدوارم که از این مقاله مختصر اندکی در این زمینه اطالعات کسب کرده

لفمخت زمان فضا دو یا زمان فضا یک از زمانی پل مانندی هستند که دوناحیه ی مختلف-باشید . کرم چاله ها ساخت های فضا

کرم چاله ها همانند میان بری باعث کوتاه تر شدن مسافت و زمان الزم برای حرکت در فضا زمان .میکنند متصل یکدیگر به را

.یکی از جنبه های جذاب کرم چاله ها،استفاده از آنان برای سفر در زمان است.می شوند

ابزارهایی برای مسافرت های فضایی می شناسند . اما باید بدانیم که سیاهچاله ها بعضی افراد به اشتباه سیاهچاله ها را به عنوان

دارای افق هستند و وقتی جسمی ، حتی نور ، وارد آنها شد ، عالوه بر نابودی ، امکان خروج برایش وجود ندارد . امم برخی از

کرم چاله ها،خود بخشی از فضا زمان چهار . بور کنیمکرمچاله ها این امکان را به ما می دهند که بدون صدمه دیدن از آنها ع

.بعدی اند

مثال ، یک صفحه کاغذ تخت را در نظر بگیرید که از چهار طرف تا فواصل بسیار دور گسترده شده باشد . هر دو طرف صفحه که

می توانیم آن را یک جهان صفحه می نامیم ، بطور مستقل یک فضای دوبعدی راتشکیل می دهند که « زیر » و« رو » آنها را

ها خود موجودات دو بعدی هستند . واضح است که این دو جهان هیچ ارتباطی با هم دوبعدی فرض کنیم . ساکنان این جهان

ندارند و ساکنان آنها از وجود همدیگر بی خبرند .اکنون تصور کنید یک سوراخ دایره ای در این صفحه ایجاد شود . به این ترتیب

حال بیائید به جای یک سوراخ . ما این حفره تونل مانند را یک کرمچاله می نامیم . بطور پیوسته با هم ارتباط دارنددو جهان

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

10

، دو سوراخ درصفحه ایجاد کنیم . سپس لبه های این دو سوراخ را بکشیم تا به صورت دو لوله درآید وبا ادامه دادن این کار دو

یک کرمچاله است . با این تفاوت که بر خالف حالت قبلی دو ناحیه از یک جهان را به هم وصل لوله را به هم وصل کنیم. این نیز

می کند . در حالتی که فضای ما خمیده باشد مسافرت از طریق این کرمچاله بسیار سریع تر امکان پذیر است . چون مسافت

دکنیم ، با کشیدن لبه های سوراخ و رساندن دو لوله اگردر هر یک از دو ورق تخت موازی نیز یک سوراخ ایجا . تر است کوتاه

.ایجاد شده به هم می توانیم یک کرمچاله ایجاد کنیم که صفحه باالیی یکی از ورق ها را به صفحه پائینی ورق دیگر وصل کند

سفر در زمان چیست

تا به امروز، بعضی از نظریه های .سفر در زمان، جابجایی فرضی در دوره های مختلف زمانی به سمت گذشته و یا آینده است

علمی، سفر در زمان را امکانپذیر می دانند اما تنها در شرایط سختی که هنوز با فناوریهای کنونی دستیابی به آنها غیرممکن

است

می ارائه کرد پدیده انبساط زمان را در بوته آزمایش می گذارد و به خصوص نشان 0951نظریه نسبیت خاص که انیشتین در

توانند انبساط زمان را کیلومتر بر ثانیه( جابجا می شوند می 1997917458دهد ناظرانی که با سرعت نزدیک به سرعت نور )

.درک کنند

به نظر می رسد این پدیده که تاکنون توسط آزمایشات متعددی بررسی شده است بتواند در آینده دری را به سوی فرضیه

الزم به یادآوری است که این سفر احتماالً به ایده سفر در زمان که در داستانهای علمی تخیلی جابجایی در زمان بگشاید. اما

.دیده می شود هیچ شباهتی ندارد

سفر در زمان در داستانها و در تصور عمومی به عنوان تمحیدی شناخته می شود که هر دو روش سفر به آینده با سرعتی بسیار

.در بر می گیرد. این درحالی است که از دیدگاه علمی، موضوع کمی پیچیده تر است باال و سفر به اعصار گذشته را

در جستجوی ماشین زمان

که در سینما و در داستانهای علمی تخیلی استفاده می شود ظاهری شبیه به یک خودروی معمولی و "کالسیک"ماشین زمان

وارد آن می شود، پارامترهای سفر را در دستگاههای ویژه ای تعیین به طوریکه فرد .یا دستگاهی در ابعاد یک اتاق کوچک دارد

.می کند، ماشین را روشن می کند و پس از چند ثانیه از صحنه خارج شده و وارد دوره زمانی مورد نظر خود می شود

می ص، نسبیت عمودرحالی که در عرصه فیزیک، آزمایش ایده آل سفر در زمان تنها برای بررسی نظریات علمی چون نسبیت خا

.و مکانیک کوانتوم استفاده می شود

نظریه های نسبیت انیشتین تا به امروز بزرگترین ابزارهایی هستند که ما برای فرض کردن و متصور شدن شرایط ممکن سفر در

.زمان در اختیار داریم

داده است که سه شرط مرتبط با امکان یکی از اصول بنیادی در این نظریه ها ثابت سرعت نور در خالء است. این اصل اجازه

.سفر در زمان را شناسایی کنیم

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

11

در سرعت زیر سرعت نور در خالء، اجسام دارای جرم چه در حالت سکون و چه در حالت شتاب باالی صفر، وجود -0

از پیش دارند. این اجسام می توانند تنها در فضا و نه در زمان به عقب و جلو حرکت کنند. )در جهان ما جهت زمان

.(تعیین شده است و از گذشته به آینده می رود

"لَختی"در سرعت برابر با سرعت نور، فضا و زمان حذف می شوند: فوتون دارای جرم در این سرعت می تواند بدون -1

)اینرسی( حرکت کند. در سرعت نور، انقباض زمان، صفر و انبساط فضا نامحدود است. در این شرایط، شناسایی

جسم در چهار مختصات غیرممکن است: مختصات زمانی متوقف می شود. بنابراین ساعت در سرعت نور به موقعیت

. طور مرتب تنها یک زمان را نشان می دهد

از نظر مختصات فضایی، در این شرایط جسم همزمان در همه جا هست و در یک حضور ابدی قرار دارد همچنین، -1

.تواند به سرعت نور برسد و بنابراین هیچ چیز سریعتر از نور نیست جسم دارای جرم بیش از جرم فوتون نمی

در سرعت فراتر از سرعت نور، جسم فرضی هم در حالت سکون و هم در حالت شتاب تنها می تواند دارای یک جرم مجازی

و در "منفی فضای"باشد. این جسم می تواند در فضایی حرکت کند که هنوز وجود ندارد. در حقیقت قادر است در یک

.حرکت کند و توالی زمانی اش از آینده به گذشته برود "زمان وارونه"یک

از این رو، برپایه نظریه های نسبیت انیشتین برای اجسام دارای جرم، سفرهای زمانیِ قابل قیاس با تجربیات انسانی تنها

ر میدانهای گرانشی باال )میدان گرانشی در برای اجسامی ممکن است که با سرعت متناسب با سرعت نور در خالء و یا د

نزدیکی یک سیاه چاله یا ستاره نوترونی( حرکت کنند. در این موارد، جریان زمان به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد و حتی

.در شرایط خاصی برای مثال در نزدیکی افق حوادث متوقف شود

رزهای فضا به شدت تحت تأثیر سیاه چاله قرار می گیرد و اگر افق حوادث، منطقهای از فضازمان است که در آنجا تمام م

جسمی وارد این منطقه شود، سرانجام بروی تکینگی یا مرکز سیاه چاله سقوط میکند. افق حوادث بخشی از مناطق خارجی

.سیاه چاله است

یت شده و چگالی آن به بی نهاتکینگی به مرکز یک سیاه چاله گفته می شود. در این منطقه تمام جرم سیاه چاله متراکم

.می رسد

"ماشین زمان "مشکالت فرضیه استفاده از سیاه چاله به عنوان یک

سیاه چاله ها، تنها اجسام حاضر در طبیعت هستند که می توانند امکان سفر در زمان را فراهم کنند. باوجود این،مشکالتی در

.وجود دارداستفاده از وسیله طبیعی به عنوان ماشین زمان

سیاه چاله ها در جهان تعداد زیاد و ابعاد بسیار متنوعی دارند. اما اثرات گرانشی این اجرام حتی قبل از رسیدن به افق حوادث -0

نیز بسیار چشمگیر است و بنابراین اندازه گیری جرم تکینگی مرکزی که پهنای افق حوادث به آن بستگی دارد چندان آسان

تی یک خطای جزئی در محاسبات مربوط به تکینگی می تواند آزمایشگر فرضی را به داخل سیاه چاله نیست. به طوریکه ح

.بیندازد و برای همیشه آن را در این منطقه زندانی کند

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

12

در همسایگی منظومه خورشیدی هیچ سیاه چاله ای که بتواند به عنوان یک ماشین زمان احتمالی مورد استفاده قرار گیرد -1

.داردوجود ن

.فناوریهای کنونی قادر نیستند سیاه چاله های مصنوعی را در آزمایشگاه ایجاد کنند -1

ستفان هاوکینگ سفر در زمان را امکانپذیر می داندا

استفان هاوکینگ، دانشمند انگلیسی و فیزیکدان دانشگاه کمبریج است که شهرت خود را به خاطر تحقیقاتی به دست آورده که

در یک فیلم 1101زمان در سیاه چاله ها انجام داده است در سال -فضا "تکینگی"و "افق حوادث"در عرصه گرانش کوانتومی،

که از شبکه دیسکاوری پخش شد اظهار داشت که از چند راه می توان از مانع زمان "هاوکینگجهان استفان "مستند با عنوان

.عبور کرد

به اعتقاد هاوکینگ، زمانی خواهد رسید که فضاپیماها به اندازه ای سریع خواهند شد که زمان را برای کسی که سوار آنها است

یشتین فراتر رود و در زمان سفر کند، حتی اگر این سفر در زمان تنها به آهسته خواهند کرد. این فضاپیما قادر است از تئوری ان

سوی آینده باشد

درصد از سرعت نور به شش سال زمان نیاز دارد. پس از رسیدن به این سرعت، طول یک روز 98این فضاپیما برای رسیدن به

.سرنشینان می توانند جلوتر از زمان حرکت کننددر این فضاپیما برابر با طول یکسال در زمین خواهد شد. به این ترتیب،

را "علت بر معلول مقدم است"این درحالی است که سفر به گذشته ممکن نیست. چراکه قانونی بنیادی را که بیان می دارد

.نقض می کند. در واقع، سفر به گذشته نوعی نابود کردن وجود خود است

ات می دانیم که زمان برای اجسامی که با سرعت باال حرکت می کنند آهسته اکنون به کمک شتابگرهای ذر" :وی توضیح داد

درصد از سرعت 99/99در سرن ژنو یک ذره کوچک را با (LHC) می شود. امروز می توانیم در برخورد دهنده بزرگ هادرون

اپیما کافی سریع را بسازیم این فض نور حرکت دهیم که این زمان تنها کسری از زمان ما است. درصورتیکه یک فضاپیمای به اندازه

می تواند در طول زندگی سرنشینان خود به تعداد بسیاری از ستارگان دیگر برسد درحالی که زمین دو و نیم میلیارد سال را

".پشت سر گذاشته است

عنی سفر آپولو نسانها یبرای رسیدن به چنین شتاب و سرعتی انسان باید در فضا باشد. سریعترین سفر فضایی ا "هاوکینگ افزود:

برابر این سرعت در 01کیلومتر بر ساعت بوده است. درحالی که برای سفر به زمان باید با سرعتی 111هزار و 41با سرعت 01

فضا حرکت کرد و برای عملی شدن آن به فضاپیمایی بسیار بزرگتر نیاز خواهد بود تا بتواند مقادیر زیادی سوخت را برای تامین

مورد نیاز چنین سرعتی حمل کند. از نظر تئوری تنها می توانیم در طول عمر خود یکبار به سفری بسیار دوردست برویم، انرژی

".سال زمان نیاز خواهد داشت 81سفری کوتاه به مرز کهکشان راه شیری به تنهایی به

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

13

ی واهد شد. این درحالی است که آزمایشاتاین فیزیکدان انگلیسی معتقد است که در آن روز، نظریه نسبیت انیشتین منسوخ خ

.که تاکنون در بررسی این نظریه انجام شده اند همگی مهر تائیدی بر پیش بینی های انیشتین بوده اند

ائید نظریه انیشتین و رد امکان سفر در زمانت

درباره فوتونهای مجزای نور ضمن در روزهای اخیر، گروهی از پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ با انجام تحقیقاتی

.تائید تئوری انیشتین درباره سرعت نور در خالء حرف آخر درباره احتمال تحقق رویای سفر در زمان را زدند

این تیم تحقیقاتی نشان دادند همانطور که آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت عمومی تعیین کرده بود، هیچ چیز سریعتر از نور

.نیست

یک دهه قبل گروهی از دانشمندان .تمال انجام سفر در زمان با امکان حرکت سریعتر از سرعت نور ارتباط دارددرحقیقت اح

.پالسهایی از سرعت مافوق نور را کشف کردند

بود این تردید را به وجود آورد که سرعت حرکت یک فوتون مجزا به چند روش می "اثر اپتیکی"هرچند این کشف تنها یک

.رعت نور بیشتر شودتواند از س

اکنون فیزیکدانان هنگ کنگی موفق شدند با دقت باالیی سرعت حرکت یک فوتون مجزا را اندازه گیری کنند. نتایج این بررسیها

به .نشان داد که حتی یک فوتون مجزا که واحد پایه نور است همانند سرعت فاز امواج الکترومغناطیس محدود به سرعت نور است

حتی فوتونهای مجزا نیز نمی توانند سریعتر از سرعت نور حرکت کنند. به طور خالصله، این بار نیز انیشتین حق عبارت دیگر،

.داشت و بنابراین سفر در زمان غیرممکن است

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

14

LHCشتاب دهده ی

LHC می تواند از اسرار ابر تقارن پرده بردارد ، اما ابر تقان چیست ؟

نظریه ی همه چیز (( است . همه چیز دستیابی به)) نظریه ی ابر تقارن یکی از اصول بنیادی همه تالش ها برای

را که نیرو ها بر آن اثر دراند با هم تلفیق می مجموعه ای از معادله هاست که همه ی نیرو ها و ذره های طبیعت

ط ناشناخته ای بین ذراتی که نیرو را منتقل می کند کند بسیاری از فیزیک دانان نظری ، فکر می کنند ارتبا

)بوزون ها( و ذرات در ظاهر بی ارتباطی که تحت تاثیر آن نیرو ها هستند )فریمون ها( وجود دارد .

فرض کنید موجودات هوشمندی از سیاره های دیگر به زمین می آیند و با زنان و مردان زمین دیدار می کنند .

انسان DNAیکدیگر تفاوت دارند ، اما این موجودات کشف می کنند که عامل مشترکی بین همه ی انسان ها با

گی های در که این ویژیک بخش اصلی است DNAوجود دارد که همه ی اینها را بهم ربط می دهد . در حقیقت

ظاهر بی ارتباط را به هم مربوط می کند .

ژنو میلیارد دالری برخورد دهنده ی بزرگ هادرونی در حومه ی 01مردم به عنوان مالیات دهندگان در طرح

تاسیس شده است ، سهم دارند. دانسمندان امیدوارند با کوبیدن پرتو های پروتون به یکدیگر در حد انرژی های

بر تقارن یک خیال بافی نیست . البته برای کیهانی ، اولین شواهد متقاعد کننده را بیابند که نشان می دهد ا

دستیابی به این هدف باید کمی منتظر بمانیم .

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

15

نتیجه گیری

چاله ها توسط دانشمندان از طریق راهای متفاوت مانند ی سیاه چاله ها یا کرم بر طبق نظریه های اشاره شده

سفر در زمان امکان پذیر به نظر می رسد ولی مسئله مهمی که دانشمندان را سر در گم کرده است این است که

مثال اگر کسی به گذشته سفر کند می تواند همه چیز را تغییر دهد یعنی اگر خودش را بکشد دیگر در آینده

توان نتیجه گرفت سفر به گذشته امکان پذیر ی یبا موجود نخواهد داشت و این امر طبیعی به نظر نمی رسد و تقر

ی اینکه چگونه و با چه وسیله ا اما باز مشکالتی را به دنبال دارد مثال نیست اما شاید توانست به آینده سفر کرد

این ه؟آیا توانایی مقاومت در برابر گرانش سیاه چاله را داریم یا نه ؟ اگر بتوانیم بباید داخل سیاه چاله ها شویم

سوال ها جوابی قانع کننده دهیم یک قدم به سفر در زمان نزدیک تر شده ایم .

انتخابی برای دوباره زیستنماشین زمان

16

منابع:

1. http://forum.lianportal.com/thread16669.html

2. http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D9%85%D8%A7%D9%86

3. http://aftabnews.ir/vdccoiqo.2bqo08laa2.html

4. http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-

index.php?page=%D8%B3%D9%81%D8%B1+%D8%AF%D8%B1+%D8%B2%D9

%85%D8%A7%D9%86&SSOReturnPage=Check&Rand=0

5. http://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%A9%D8%B1%D9%85%E2%80%8C%DA%86%

D8%A7%D9%84%D9%87

6. http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D9%85%D8%A7%D9%86

7. http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D9%87_%DA%86%D8

%A7%D9%84%D9%87

8. http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%85%DA%A9%D8%A7%D9%86%DB%8C%DA

%A9_%DA%A9%D9%88%D8%A7%D9%86%D8%AA%D9%85

9. http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B3%D8%A8%DB%8C%D8%AA_%D8

%B9%D8%A7%D9%85

هاوکینگ ی کوتاهتر زمان ، نوشته ی استیون تاریخچهکتاب -01

کتاب دانستنیها -00