مجله ديجي كالا - صالح سپهري فر: يك رويداد اسفناك، ايده‌اي شگفت انگيز را در ذهن يك كودك سياه‌پوست ۱۰ ساله شكل داد. «بويد مالت» (Boid Mallett) لحظات تلخ از دست دادن پدرش به علت ايست قلبي را به خوبي به ياد مي‌آورد.

 اين واقعه‌ي تلخ، بويد را به شدت تحت تاثير قرار داد و در همان زمان با خودش عهد كرد كه راهي براي بازگشت به گذشته و هشدار به پدرش براي جلوگيري از مرگ او بيابد. يك سال بعد و با تماشاي فيلم معروف «ماشين زمان»، او براي ساخت چنين ماشيني مصمم‌تر شد.

بويد مالت بعدها تحصيلات خود را در رشته‌ي فيزيك ادامه داد و اكنون مدت‌هاست استاد دانشگاه كانكتيكات در ايالات متحده است. او در اين سال‌ها مطالعات خود درباره سفر در زمان را به صورت پنهاني ادامه داد، زيرا فكر مي‌كرد آشكار كردن ساخت آن مي‌تواند به وجهه‌ي علمي او آسيب بزند.

البته اين پنهانكاري سبب شد نتواند از افراد ديگري كه شايد مي‌توانستند در اين زمينه به او كمك كنند، بهره بگيرد. اكنون دكتر رون مالت ۶۹ ساله به فرمولي دست يافته كه فكر مي‌كند راز ساختن نخستين ماشين زمان در آن نهفته است و مي‌تواند تحولي در علم فيزيك به وجود آورد.

زمان ثابت نيست

با وجود اينكه سال‌ها فيزيك نظري بر اين اصل استوار بود كه زمان ثابت است و قابل تغيير نيست، اما نظريه‌ي اينشتين همه چيز را تغيير دارد.

به همين دليل است كه همانند بسياري از نظريه پردازان در زمينه‌ي سفر در زمان، نظير «كيپ ثورن» (Kip Thorne) كه با نظريه‌ي كرم‌چاله‌ها مشهور است، دكتر مالت نيز مطالعات خود را بر اساس نظريه‌ي نسبيت اينشتين استوار كرده است. نظريه‌ي نسبيت اينشتين به دو بخش تقسيم مي‌شود.

نسبيت خاص

نخستين بخش اين نظريه، «نسبيت خاص» ناميده مي‌شود. نسبيت خاص بيان مي‌كند كه سرعت نور براي همه افراد يكسان است. بر اين اساس، هر قدر كسي سريع‌تر حركت كند، زمان برايش كُندتر مي‌گذرد. يكي از مشهورترين مثال‌ها در اين زمينه به «پارادوكس دوقلوها» مشهور است.

اگر يكي از دوقلوهاي همسان با سرعت بسيار زياد به ستاره‌اي دوردرست سفر كند و دوباره به زمين بازگردد، سنش از برادر يا خواهر همسانش بر روي زمين كمتر خواهد بود، زيرا زمان براي كسي كه با سرعت بسيار زياد سفر مي‌كند، كندتر مي‌گذرد.

اگر فيلم مشهور «بين ستاره‌اي» (Interstellar) را ديده باشيد، احتمالا بخش‌هايي از آن كه به اثرات ناشي از كند شدن براي شخصيت‌هايي كه با سرعت در فضا حركت مي‌كردند مربوط مي‌شد و جوان‌تر ماندن آنها نسبت به بقيه را به خاطر داريد.

پارادوكس دوقلوها بيان مي‌كند كه اگر فردي با يك موشك خيلي سريع زمين را به مدت زماني معين ترك كند و بازگردد، زمان براي او خيلي كمتر از افرادي كه روي زمين بوده‌اند سپري شده است.

پارادوكس دوقلوها بيان مي‌كند كه اگر فردي با يك موشك خيلي سريع زمين را به مدت زماني معين ترك كند و بازگردد، زمان براي او خيلي كمتر از افرادي كه روي زمين بوده‌اند سپري شده است.

اثبات عملي نسبيت خاص

اما آيا واقعا مي‌توان به صورت عملي ثابت كرد زمان براي كسي كه با سرعت زياد سفر مي‌كند كندتر مي گذرد؟ چند دهه پيش، آزمايشي كه توسط نيروي دريايي ايالات متحده ترتيب داده شده بود به بررسي اين مساله پرداخت.

 در اين آزمايش در سال ۱۹۷۱ ميلادي، چهار ساعت اتمي و بسيار دقيق در هواپيماهايي قرار گرفتند و اين هواپيماها با سرعت فراصوت به سمت شرق و غرب حركت كردند.

اين هواپيماها در مجموع دو بار به دور زمين چرخ زدند. پس از فرود، وقتي زمان اين ساعت‌ها با ساعت‌هاي روي زمين مورد مقايسه قرار گرفت، دانشمندان متوجه تفاوتي جزئي ميان ساعت‌هاي پروازي و ساعت‌هاي زميني شدند.

 در واقع ساعت‌هاي موجود در هواپيما، اندكي عقب‌تر از ساعت‌هاي ثابت بر روي زمين بودند. البته اين تفاوت بسيار جزئي بود. اما اگر ساعتي را در يك موشك قرار دهيم و موشك با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت كند، عملا اين تفاوت بسيار چشمگيرتر خواهد شد.

نسبيت عام

دومين بخش از نظريه اينشتين به نسبيت عام مي‌پردازد. نسبيت عام مي‌گويد كه گرانش (جاذبه) سبب كند شدن روند گذشت زمان مي‌شود. در نتيجه ساعتي كه بر روي يك ماهواره قرار دارد، سريع‌تر از ساعتي كه بر روي زمين است، كار مي‌كند.

به همين دليل است كه در هنگام پرتاب ماهواره، فركانس آن را از حالت استاندارد خارج مي‌كنند تا اين ساعت پيش از پرتاب، كمي كندتر حركت كرده و با ساعت استاندارد زميني هماهنگ باشد.

در واقع ماهواره‌ها هم تحت تاثير نسبيت عام و هم نسبيت خاص قرار داشته و دليل آن نيز سرعتي است كه موشك‌هاي حامل آنها دارند. با اين وجود، مقدار تغيير ايجاد شده توسط نسبيت عام و نسبيت خاص در آنها با هم برابر نيست و در نتيجه پيش از پرتاب، بايد تغييراتي در آن‌ها ايجاد كرد.


اينشتين بر اين باور بود كه نور و ماده مي‌توانند ميدان گرانشي ايجاد كنند. اما دكتر مالت اين نظريه را يك گام به جلو برده و ادعا مي‌كند كه اگر گرانش بتواند موجب تغيير زمان و نور شود، در اين صورت نور نيز مي‌تواند جاذبه ايجاد كند و در نتيجه نور هم مي‌تواند زمان را تغيير دهد.

او بر اساس همين فرضيه، ماشيني طراحي كرده كه مي‌تواند از پرتوي ليزر براي خميده كردن زمان و متصل كردن دو سر آن به هم و در نتيجه ايجاد يك حلقه استفاده كند. بر اساس نظريه اينشتين، زمان و فضا به هم مرتبط هستند و در نتيجه، اگر بتوانيم بر روي فضا تاثير بگذاريم، در نهايت مي‌توانيم زمان را نيز تغيير دهيم.

دكتر مالت در توضيح ايده خود مي‌گويد: «با ايجاد حلقه اي از تابش ليزر، مي‌توانيم از نظر رياضياتي نشان دهيم كه فضا و زمان را نيز مي‌توان دستكاري كرد. با ايجاد يك حلقه‌ي زمان، مي‌توان در زمان سفر كرد و به گذشته بازگشت.

ماشين زمان چگونه كار مي‌كند؟

ماشين زمان آقاي مالت همانند يك تونل است كه نور به دور آن مي‌چرخد و اطلاعات از طريق آن در قالب مجموعه‌اي از نوترون‌ها به گذشته ارسال مي‌شود. ذرات زيراتمي فقط داراي دو محور چرخش (اسپين) هستند كه يكي به سمت بالا و يكي به سمت پايين است.

اگر محور چرخش بالا را عدد «يك» و محور چرخش پايين را عدد «صفر» فرض كنيم، در اين صورت مي‌توان با جرياني از اسپين هاي نوتروني، پيغامي را در قالب سيستم دودويي (ديجيتالي) در زمان ارسال كرد.

 براي نمونه نوترون‌هايي با «اسپين بالا» «اسپين بالا» و «اسپين پايين» نشانگر كد دودوديي ۱۰۰ هستند كه همان عدد ۴ است. اگر اين نظريه درست از آب درآيد، دكتر مالت به آرزوي خود براي ساخت ماشين زمان دست مي‌يابد.

اما نكته‌ي ماجرا اينجاست كه محور زماني اين ماشين از زمان حال آغاز مي‌شود. در واقع پس از ساخت اين ماشين امكان سفر به گذشته وجود ندارد و لحظه راه اندازي آن، ابتداي مسيري است كه در آينده مي‌توان به آن سفر كرد.

 براي نمونه فرض كنيد كه اين ماشين در ساعت ۲ بعداز ظهر اول دي ماه ۹۴ راه اندازي شود. در اين صورت مثلا در روز اول اسفند ۹۴ مي‌توان اطلاعاتي به گذشته فرستاد و در نتيجه در روز اول دي ماه ۹۴ اطلاعاتي از آينده دريافت كرد. اما امكان دريافت اطلاعات از آينده در ساعت 1 بعدازظهر اول دي ماه ۹۴ وجود ندارد، زيرا در آن موقع هنوز دستگاه راه اندازي نشده بود.

در نتيجه نخستين نقطه‌اي كه در آن مي‌توانيم اطلاعاتي از آينده دريافت كنيم، همان لحظه راه اندازي اين ماشين است. خلاصه اينكه آقاي مالت هرگز نمي‌تواند به آرزوي ديرين خود يعني ارسال پيغامي به پدرش برسد.

محدوديت‌هاي ماشين زمان

با اينكه تصويري كه بيشتر ما از ماشين زمان داريم، ارسال انسان به گذشته يا آينده است، اما اين ماشين به صورت نظري فقط به ارسال اطلاعات محدود مي‌شود.

 البته همين توانايي (اگر واقعا اجرايي شود) اثرات شگفت انگيزي را به همراه خواهد داشت. دكتر مالت بر اين باور است كه به اين ترتيب مي‌توان جلوي بسياري از تلفات انساني ناشي از بلاياي طبيعي نظير زمين لرزه، سونامي و طوفان‌هاي سهمگين را گرفت.

منتقدان ماشين زمان دكتر مالت

خب پس چرا دانشمندان همين حالا دست به كار نمي‌شوند و ساخت اين ماشين را شروع نمي‌كنند؟ پاسخ اين پرسش را بايد در محدوديت‌هاي جدي و گوناگوني كه در اين مسير وجود دارد جست.

يكي از اصلي‌ترين موانع پيش روي ساخت اين ماشين زمان، به منابع مالي مرتبط با آن مربوط مي‌شود. ساخت نمونه اوليه اين ماشين نيازمند ۲۵۰ هزار دلار است. ساخت نمونه‌اي دقيق‌تر براي انجام پژوهش‌هاي علمي نيز هزينه‌هايي به مراتب بيشتر به همراه دارد.

 دكتر مالت اعلام كرده كه هزينه ساخت نمونه كامل اين دستگاه تقريبا معادل هزينه ساخت شتابدهنده مركز CERN يعني حدود ۱۰ ميليارد دلار است. همچنين زمان ساخت دستگاه نيز بسيار طولاني است.

مرحله‌ي نخست اين پروژه كه همان اثبات تاثير چرخش نور بر گرانش و فضا است حدود 5 سال زمان مي‌برد و تازه در فاز دوم است كه مي‌توان به صورت علمي نشان داد كه خميدگي فضا مي‌تواند به خميدگي زمان و در نتيجه مسافرت در زمان بيانجامد. با اين وجود تعيين هزينه دقيق فاز دوم هنوز مشخص نيست.


مخالفان و موافقان نظريه ماشين زمان

در اين ميان، برخي دانشمندان ساخت ماشين زمان بر اساس ايده‌ي دكتر مالت را ناممكن مي‌دانند. براي نمونه، پروفسور «برايان گرين» (Brian Greene) كه استاد دانشگاه كلمبياست، عقيده دارد كه اين نظريه نمي‌تواند شكل عملي به خود بگيرد و حتي از اساس با نظريه نسبيت اينشتين همخواني ندارد.

 افزون بر اين، او بر اين باور است كه به هيچ وجه از توانايي ساخت چنين ماشيني برخوردار نيستيم. در اين ميان برخي ديگر از فيزيك‌دانان با دكتر مالت هم نظر هستند و از آن حمايت مي‌كنند.

 با اين وجود خود دكتر مالت فكر مي‌كند بشر هنوز از نظر فني توانايي ساخت چنين ماشيني را ندارد. در واقع علي‌رغم اينكه ايده او از نظر فيزيكي و رياضياتي اثبات مي‌شود، اما اجرايي كردن آن چيزي نيست كه به همين راحتي‌ها بتوان به آن دست يافت.

ماجرايي جذاب براي مردم

ماشين زمان براي بسياري افراد بسيار جذاب است و به همين دليل بوده كه ايده‌ي دكتر مالت با استقبال گسترده‌اي از جانب افرادي خارج از دايره علمي و دانشگاهي هم روبرو شده است.

 براي نمونه، يك فيلم‌نامه نويس معروف، به تازگي كار نوشتن يك سناريو بر اساس كتاب دكتر مالت با نام «رسالت فردي يك دانشمند براي عملي سازي سفر به زمان» را به اتمام رسانده است. به همين دليل شايد پيش از ساخته شدن اين ماشين زمان، فيلمي در مورد آن را هم تماشا كنيم!

بايد منتظر بمانيم!

تاريخ علم انبوهي از افراد مصممي كه در برابر ساز مخالف ديگران مقاومت كردند را در خود دارد. براي نمونه در سال ۱۹۰۲ ميلادي، پروفسور «سايمون نيوكم» (Simon Newcomb) كه از برترين فيزيكدانان دوره خود بود در جايي به صورت رسمي اعلام كرد كه «پرواز كردن با ماشيني كه از هوا سنگين‌تر است، حتي اگر غير ممكن نباشد، باز هم عملي نيست».

اما درست يك سال بعد بود كه ويلبر و اوريل رايت، نخستين هواپيماي خود را به پرواز درآوردند! آيا ماشين زمان دكتر مالت، سرنوشت اختراع برادران رايت را مي‌يابد؟ فعلا بايد منتظر بمانيم!