پژوهش جدیدی از دانشگاه کوئینزلند استرالیا، یکی از قدیمیترین پارادوکسهای فیزیک را حل کرده است: آیا سفر در زمان میتواند بدون ایجاد تناقض ممکن باشد؟
در مقالهای با عنوان Reversible Dynamics with Closed Time-like Curves and Freedom of Choice منتشرشده در مجله Classical and Quantum Gravity، دو فیزیکدان به نامهای ژرمن توبار (Germain Tobar) و فابیو کوستا (Fabio Costa) مدلی ریاضی ارائه کردهاند که نشان میدهد سفر در زمان میتواند رخ دهد بدون آنکه منجر به پارادوکسهای منطقی مانند «پارادوکس پدربزرگ» شود.
راهحل میان ریاضی برای یک مشکل فلسفی
این دو پژوهشگر بر پایه نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین کار کردند؛ جایی که او برای نخستینبار مفهوم منحنیهای زمانی بسته (Closed Time-like Curves – CTCs) را مطرح کرد. چنین منحنیهایی بهصورت نظری امکان بازگشت به گذشته را فراهم میکنند. اما مسئله همیشه این بوده که اگر در گذشته تغییری ایجاد کنید که مانع وقوع سفر شما در آینده شود، یک پارادوکس ایجاد میشود.
توبار و کوستا میگویند پاسخ در ریاضی نهفته است. به گفته آنها، اگر تنها دو نقطه از رویدادها در یک CTC در نظم علیتی باقی بمانند، بقیهی جهان بهطور خودکار تنظیم میشود تا تناقضی رخ ندهد. در واقع، سیستم همیشه راهی پیدا میکند تا خودش را با تغییرات وفق دهد.
مثال: جلوگیری از همهگیری کرونا
کوستا در بیانیهای برای توضیح نظریه گفت:
«فرض کنید در زمان سفر کنید تا از ابتلای بیمار صفر کرونا جلوگیری کنید. اگر موفق شوید، انگیزه سفر شما از بین میرود، و این خود یک پارادوکس است. اما در واقعیت، طبق محاسبات ما، جهان طوری بازتنظیم میشود که اتفاق اصلی هنوز رخ دهد؛ شاید شما به جای او بیمار صفر شوید یا فرد دیگری.»
این مفهوم نشان میدهد که در فیزیک ریاضی، سفر در زمان قطعی (Deterministic) است اما همچنان با آزادی محلی (Local Free Will) سازگار است. به بیان دیگر، شما میتوانید تصمیم بگیرید، اما نتیجه نهایی همیشه در چارچوب علیت باقی میماند.
وقتی جهان خودش را تنظیم میکند
توبار در ادامه گفت:
«حتی اگر تلاش کنید پارادوکس ایجاد کنید، رویدادها به شکلی بازتنظیم میشوند که تناقضی به وجود نیاید.»
این نتیجه نهتنها به فیزیکدانان کمک میکند درک بهتری از زمان و علیت داشته باشند، بلکه با نتایج برخی مطالعات کوانتومی در آزمایشگاه لوسآلاموس (Los Alamos) نیز همخوانی دارد که در آنها ذرات در مسیرهای بازگشتی رفتارهایی مشابه نشان دادهاند.
از «اثر پروانهای» تا واقعیت ریاضی
در حالی که در داستانهای علمیتخیلی، سفر در زمان اغلب با اثر پروانهای (Butterfly Effect) همراه است، این مطالعه نشان میدهد واقعیت ممکن است بیشتر شبیه داستان پنجه میمون (Monkey’s Paw) باشد؛ جایی که جهان خواسته شما را برآورده میکند، اما به شکلی که مانع از شکستن قوانین علیت شود.
آیا سفر در زمان عملی است؟
اگرچه این مدل هنوز نظری است و اجرای فیزیکی آن با فناوری امروز غیرممکن، اما از نظر ریاضی، این پژوهش ثابت میکند که سفر در زمان بدون نابودی جهان یا ایجاد تناقض ممکن است. شاید روزی، این ایده پایهای برای آزمایشهای واقعی در حوزه فیزیک کوانتوم و گرانش شود.
