page contents
مقالات في الفيزياء

لماذا السفر إلى الماضي اصعب من السفر إلى المستقبل؟

wormhole-image

كم مرة نسيت شيئا هاما لاجتماع او مناسبة معينة او وجدت نفسك في موقف وحينها تمنيت شيئا واحدا وهو اذا كان بامكانك ان تعود بالزمن إلى الخلف وتصحح الامر. حسنا اذا كنت من الاشخاص الذين يرغبون في ان تتحول احلامهم إلى حقيقة فانك بلا شك بحاجة إلى ان تعيش في عالم يمتلك الة الزمن time machine، لكن الامر الاهم -في نفس الوقت ربما يكون مستحيلا- هو امكانية السفر إلى الماضي. يركز هذا المقال على مفاهيم عدة للسفر إلى الماضي عبر الزمن والكثير من المعضلات او المتناقضات ذات العلاقة.

ما هو السفر عبر الزمن؟

ان مفهوم السفر عبر الزمن هو حركة بين نقطتين في الزمن وهذا تماما يناظر الحركة بين نقطتين في الفراغ او المكان، بالتأكيد بواسطة اداة او جهاز افتراضي يعرف باسم الة الزمن time machine. ومن المعتقد ان السفر عبر الزمن إلى الماضي يمكن ان يتحقق عبر الثقوب الدودية wormholes لكن النظريات الافتراضية تواجه مشكلة وجودية لا يمكن التغلب عليها وهي التغذية العكسية لاشعاع الثقب الدودي Wormhole Radiation Feedback والكثير من المعضلات المختلفة مثل الحلقات العرضية وغيرها.

مهلا هل ذكرت العديد من المعلومات بسرعة! حسنا الان سوف نقوم بالاطلاع على الموضوع بشكل من التفصيل والتوضيح.

الثقوب الدودية Wormgholes

تناولت الكثير من الافلام والبرامج التلفزيونية موضوع السفر عبر الزمن مثل مسلسل Star Trek حيث اعتمد المسلسل على جسر اينشتين – روزين Einstein-Rosen Bridge. هذا الجسر يعرف باسم الثقب الدودي wormhole.

1

تسمح نظرية اينشتين للنسبية بوجود ثقوب دودية بمعنى ان الزمان والمكان يمكن ان ينحني تحت تأثير الكتلة. لتوضيح الامر دعنا نتخيل شخصين يمسكان بمفرش طاولة ويقومان بثنيه مع وجود كرة في الوسط تعمل على احداث تجويف او انحناء في المفرش. تخيل بنفس الوقت ان هناك كرة اخرى مماثلة وضعت على الجزء السفلي من المفرش، ويتطابق موضعها مع موضع الكرة العلوية. هذا سوف يؤدي في النهاية إلى اتصال الكرتين مع بعضهما البعض. بهذه الطريقة تتشكل الثقوب الدودية في نسيج الزمان والمكان.

ستيفن هوكينج Stephen Hawking والذي يعد اشهر فيزيائي في عصرنا هذا يعتقد ان هذه الثقوب الدودية تتواجد وتختفي في لمح البصر (اي انها غير مستقرة)، وتعمل على ربط المكان والزمان. وعليه فانه لصناعة الة زمن مستقرة يجب ان نتحكم في الثقوب الدودية ونجعلها مستقرة وهذا امر صعب بسبب التغذية العكسية لاشعاع الثقب الدودي Wormhole Radiation Feedback.

التغذية العكسية لاشعاع الثقب الدودي

لتوضيح مفهوم التغذية العكسية لاشعاع الثقب الدودي دعنا نتحدث عن موضوع التغذية العكسية الذي يحدث في الانظمة الصوتية. عندما تستمع إلى متحدث في قاعة مؤتمرات مثلا فان المتحدث في العادة يلقى خطابه بواسطة الميكروفون. يقوم الميكرفون باخذ الموجات الصوتية من المتحدث وتحويلها إلى تيارا كهربائيا يتم تكبيره بواسطة مضخم الصوت ومن ثم نسمع الصوت عبر سماعات مثبتة في القاعة.  هل حدث ان سمعت صوت مزعج جدا يخرج من النظام الصوتي حتى لو صمت المتحدث. ان هذا الصوت المزعج صدر بسبب عودة جزء بسيط من الصوت الصادر عن السماعات إلى الميكروفون وهذا الجزء البسيط هو ما نسميه التغذية العكسية. عندما يعود جزء من الصوت الصادر من السماعة إلى المايكرفون فانه يكبر مرة اخرى ويدخل في حلقة مغلقة بين الميكرفون والسماعة ويستمر هذا الصوت المزعج حتى يقوم احد باغلاق المكبر او خفض قيمته. قد يتسبب هذا الصوت المزعج باصابة النظام الصوتي بضرر بالغ!

Wormhole-feedback

لاحظ حلقة الاشعاع التي تستمر في الدوران في حلقة متصلة إلى ان تدمر الثقب الدودي

 

بطريقة مماثلة تحدث التغذية العكسية في الثقوب الدودية، الا ان الفرق الجوهري يكمن في ان التغذية العكسية هنا تحدث بالاشعاع وليس الصوت، وهذا الاشعاع يدخل الثقب الدودي بسبب الجاذبية الهائلة. عند هذه النقطة يستمر الاشعاع في الدخول في حلقة مستمرة إلى ان يدمر الثقب الدودي في النهاية. هذا التأثير هو السبب الاساسي لصعوبة او حتى استحالة جعل الثقوب الدودية مستقرة. وكذلك تجعل من فكرة السفر عبر الزمن مجرد فكرة إلى ان يتم ايجاد طريقة للحفاظ على بقاء الثقوب الدودية مستقرة.

مفارقات ومعضلات

حتى الان لازلنا نتحدث عن الجوانب النظرية المصاحبة للسفر عبر الزمن. على اي حال يصاحب السفر عبر الزمن مشاكل محددة التي تأخذ شكل المعضلة، اي اننا سوف نتعرض لحالات نفترض لها حلول تؤدي إلى تناقضات مثيرة. دعنا الان نتحدث عن بعض المعضلات المشهورة للسفر عبر الزمن!

(١) معضلة العالم المجنون

افترض ان هناك عالم مجنون لدرجة انه يمكن ان يضحي بحياته من اجل معضلة. افترض ان العالم تمكن من ايجاد طريقة للحفاظ على استقرار ثقب دودي يمكن ان يأخذه إلى الماضي بفارق دقيقة واحدة. اخذ العالم مسدسه ونظر عبر الثقب الدودي لنفسه قبل دقيقة واطلق عليها الرصاص.

 

Future-shooting

العالم يقتل نفسه في الماضي

لكن تمهل قليلا! اذا مات منذ دقيقة فكيف بقي على قيد الحياة ليتمكن من قتل نفسه في الماضي؟ هذه معضلة حقا!

كل معضلة فيها خطأ ما في احد افتراضاتها وهنا في هذا المثال افترضنا ان الثقب الدودي مستقرا وهذا في حد ذاته مشكلة. بسبب التغذية العكسية للاشعاع الذي يدمر الثقب الدودي على الفور، فانه من غير الممكن ان يتواجد الثقب الدودي لمدة كافية لتمر المعلومات خلاله وبالتالي فان العالم المجنون لا يمكنه من قتل نفسه في الماضي.

(٢) حفلة للمسافرين عبر الزمن

قدم هذه المعضلة العالم ستيفن هوكنج Stephen Hawking بنفسه حيث قام باحتفال في بيته وزينه بالورود وباللون ومختلف انواع المأكولات والعصائر. وانتظر فترة طويلة وانتظر اكثر، ولكن لم يأتي احد. ربما السبب في انه ارسل الدعوات بعد انتهاء الحفل. هذا قد يبدو عجيبا لكن هذه لم تكن احتفالية عادية والضيوف لم يكونوا كذلك ان الدعوة كانت للمسافرين عبر الزمن!

3

 

تكمن الفكرة من وراء هذه المعضلة التي قدمها ستيفن هوكنج في انه اذا كان السفر عبر الزمن ممكنا وان المسافرين عبر الزمن موجودين، فانه في المستقبل بطريقة ما سيكتشف الدعوة بشكل او باخر ويسافر إلى الماضي لحضور الحفلة.

(٣) معضلة الحلقة العرضية

لفهم هذه المعضلة اعتبر حدثين A وB. تحدث معضلة الحلقة العرضية عندما يكون الحدث A سببا للحدث B والتي بدورها تكون سببا للحدث A مرة اخرى. وعليه فان هذه الحلقات العرضية تتواجد في الزمان والمكان لكن اصلها غير معروف. تعرف معضلة الحلقات العرضية ايضا بمعضلة المصير او القضاء والقدر، والتي عرضت في مسلسل Star Trek في عام 1996.

CAUSAL-LOOP-PARADOX

مثال بسيط عن الحلقة الاعتراضية والذي يتمثل في كرة بلياردو تصطدم مع نفسها في الماضي. دعنا نوضح كيف يمكن ان يتم هذا الامر:

(١) تتحرك كرة البلياردو في مسار باتجاه الثقب الدودي

(٢) تظهر كرة البلياردو في المستقبل من الة الزمن قبل ان تدخل الكرة في الماضي داخل الة الزمن.

(٣) الكرة في المستقبل تعطي الكرة في الماضي صدمة تغير مسارها.

(٤) يتسبب المسار المعدل في دخول الكرة الة الزمن بزاوية معينة تمكنها من اعطاء الكرة في الماضي الصدمة الاولى التي غيرت مسارها.

 

اقترح الفيزيائي جوزيف بولتشينسكي Joseph Polchinski حالة تنطوي على معضلة تشتمل على كرة بلياردو ارسلت إلى الزمن الماضي. في هذا السيناريو تم اطلاق الكرة في داخل ثقب دودي بزاوية تمكنها من الانطلاق في مسار يخرجها من الثقب الدودي في الماضي عند زاوية محددة لتصطدم مع نفسها في المستقبل. هذا لو حدث سوف يصطدم الكرة ويمنعها من الدخول في الثقب الدودي من الاساس، وهذا يعني ان الكرة لم تدخل من الثقب الدودي.

بعد كل هذا الحديث الصعب على العقل تخيله حول موضوع السفر عبر الزمن ومعضلاته المختلفة، يمكن لنا ان نستنتج ان السفر عبر الزمن إلى المستقبل ممكن واسهل من السفر إلى الماضي اذا تمكنا من التغلب على مشكلة التغذية العكسية لاشعاع الثقب الدودي التي تدمر الثقوب الدودية في لمح البصر. علاوة على ان السفر عبر الزمن ممكنا الا اننا غير قادرين على ان نسافر إلى اي زمن قبل اختراع الة الزمن ولهذا السبب ربما لم يصل لنا اي مسافر عبر الزمن حتى يومنا هذا.

تعليقات

تعليقات

الوسوم

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر - غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي | ومركز الترجمة العلمي | وقناة الفيزياء التعليمي على اليوتيوب | ورئيس تحرير مجلة الفيزياء العصرية | Email skhazem@gmail.com

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

إغلاق