حل معمای پیچیده سفر در زمان

همان‌طور که در فیلم‌های علمی-تخیلی مثل «بازگشت به آینده»، «دانی دارکو» و «ترمیناتور» دیده‌اید، سفر در زمان مشکلات زیادی برای قوانین بنیادین جهان به وجود می‌آورد: به گذشته برگردید و کاری کنید که والدین‌تان با هم ملاقات نکنند، در این صورت چگونه ممکن است وجود داشته باشید که اصلا بتوانید به گذشته سفر کنید؟ این مسئله به «پارادوکس پدربزرگ» معروف است.

چند سال پیش، جرمین توبار، دانشجوی فیزیک دانشگاه کوئینزلند استرالیا، روی مسئله «مربع اعداد» کار کرد تا بررسی کند که چگونه می‌توان بدون افتادن در دام پارادوکس‌ها، در زمان سفر کرد.

توبار گفت: دینامیک کلاسیک می‌گوید که اگر وضعیت یک سیستم را در یک زمان خاص بدانید، می‌توانید به کل تاریخچه سیستم آگاه شوید.

با این حال، نظریه نسبیت عام انیشتین وجود حلقه‌های زمانی یا سفر در زمان را پیش‌بینی می‌کند؛ جایی که یک رویداد می‌تواند هم در گذشته و هم در آینده خودش باشد.

آنچه محاسبات نشان می دهد این است که فضا-زمان به طور بالقوه می‌تواند خود را طوری وفق دهد که پارادوکسی اتفاق نیفتد. برای مثال، یک مسافر زمان را تصور کنید که به گذشته سفر می‌کند تا از گسترش یک بیماری جلوگیری کند، اگر ماموریت موفقیت‌آمیز باشد، آن‌گاه بیماری وجود نداشت که مسافر زمان به خاطر آن به گذشته سفر کرده باشد.

کار توبار نشان می‌دهد که این بیماریدر این مثال به خصوص، از راه دیگری یا با روشی متفاوت، مسیر خود را ادامه می‌دهد و همه‌گیر می‌شود و پارادوکس به این شکل از بین می‌رود. در واقع مسافر زمان هر کاری می‌کند، بیماری متوقف نمی‌شود.

درک عمیق کار توبار برای غیرریاضیدانان آسان نیست. او به تاثیر فرآیندهای قطعی (بدون هیچ گونه تصادف) بر تعداد دلخواه از مناطق در پیوستار فضا-زمان می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه هر دو منحنی زمان (همان‌طور که انیشتین پیش‌بینی می‌کرد) می‌تواند با قواعد اراده آزاد و فیزیک کلاسیک مطابقت داشته باشد.

فابیو کاستا، فیزیکدانی از دانشگاه کوئینزلند که بر این تحقیق نظارت داشت، گفت: «تحقیقات در دل ریاضیات شکل می‌گیرد، اما نتایج حاصل از داستان‌های علمی تخیلی سر در می‌آورد.»

این تحقیق، در حقیقت این‌طور مشکل تئوریک سفر در زمان را حل می‌کند که گرچه سفر در زمان ممکن است، اما مسافران زمان در انجام کارهایی که می‌خواهند انجام دهند محدودیت‌هایی دارند و این محدودیت‌ها، از ایجاد پارادوکس جلوگیری می‌کند.

ممکن است روزی به این مرحله برسیم که واقعا بتوانیم در زمان سفر کنیم (استیون هاوکینگ معتقد بود که ممکن است) و اگر این کار را انجام دهیم، بر اساس این تحقیق جدید، آزادیم هر کاری را در گذشته انجام دهیم و بر اساس این کار، هر رویداد دوباره خودش را تنظیم می‌کند.

کاستا گفت: «تا جایی که می‌توانید سعی کنید در زمان پارادوکس ایجاد کنید، رویدادها همیشه خودشان را طوری دوباره تنظیم می‌کنند که از هر گونه ناهماهنگی جلوگیری شود.»

طیف وسیعی از این فرآیندهای ریاضی نشان می‌دهد که سفر در زمان با اراده آزاد به طور منطقی در جهان بدون هیچ پارادوکسی امکان‌پذیر است.