آیا سفر در زمان برای انسان‌ها امکان‌پذیر می‌شود؟

میدان گرانشی در یک سیاهچاله آنقدر قوی است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. در حال حاضر ما فضاپیمایی نداریم که بتواند ما را به نزدیکی یک سیاهچاله ببرد. اما حتی اگر به این جزئیات فکر هم نکنیم، تلاش برای سفر به گذشته، آن هم با استفاده از یک سیاهچاله، آخرین کاری است که ممکن است هر فردی انجام دهد.

آشنایی با مفهوم سیاهچاله

یک سیاهچاله، جرم بسیار بزرگی است که معمولا در هنگام مرگ یک ستاره که در درون خود فرو می‌ریزد، تشکیل می‌شود.

سیاهچاله‌ها هم دقیقا مثل سیارات و ستاره‌ها، میدان گرانشی در اطراف خود دارند. میدان گرانشی، همان چیزی است که ما را به‌حالت چسبیده روی کره زمین نگاه می‌دارد و باعث چرخش کره زمین به دور خورشید می‌شود.

به‌عنوان یک قاعده کلی، هرچه جرم یک شی بیشتر باشد، میدان گرانشی قوی‌تری خواهد داشت. نیروی گرانشی کره زمین به اندازه‌ای است که جدایی از زمین و رسیدن به فضا را دشوار می‌کند و دلیل ساخت موشک‌ها هم همین است: چون می‌خواهیم با سفر با سرعتی بسیار بالا، بتوانیم با غلبه بر گرانش کره زمین، آن را بشکنیم.

جالب اینجاست که میدان گرانشی در یک سیاهچاله آنقدر قوی است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. این نکته حیرت‌آوری است؛ چرا که نور سریع‌ترین چیز شناخته شده در دنیای علم است!

به همین دلیل هم هست که سیاهچاله‌ها به رنگ سیاه هستند: چرا که ما بر خلاف اینکه می‌توانیم در تاریکی، نور چراغ‌قوه را روی درخت بیندازیم، نمی‌توانیم نوری را بر روی یک سیاهچاله بتابانیم.

فضای پرکشش

نظریت نسبیت عام آلبرت اینشتین گویای این نکته است که ماده و انرژی تاثیر عجیبی بر جهان دارند. ماده و انرژی، در فضا خم شده و کش می‌آیند و هرچه جرم یک شی بیشتر باشد، فضای اطراف آن بیشتر کشیده وخم می‌شود.

یک شی سنگین با جرم بالا، در حقیقت نوعی دره در اطرافش در فضا ایجاد می‌کند و وقتی اشیای دیگر به آن نزدیک می‌شوند، در این دره می‌افتند.

به هین خاطر هم هست که وقتی بیش از حد به یک شی با جرم بالا، مثل یک سیاهچاله نزدیک می‌شوید، در داخل آن می‌افتید و دلیل اینکه نور نمی‌تواند از یک سیاهچاله بگریزد هم همین است؛ لبه‌های این دره آن‌قدر شیب‌دار هستند که نور نمی‌تواند با رسیدن به سرعت کافی، از داخل این دره، بیرون بیاید.

هر چه از فاصله دور به دره ایجاد شده در اطراف سیاهچاله نزدیک و نزدیک‌تر می‌شوید، این شیب تندتر و تندتر می‌شود؛ تا اینکه در نقطه‌ای به نام "افق رویداد" این شیب آنقدر تند می‌شود که نور می‌تواند از آن بگریزد.

افق رویداد فقط برای مسافران زمان، هیجان‌انگیز و جالب‌توجه نیست؛ بلکه برای افرادی مثل فیلسوفان نیز موضوع جذابی به نظر می‌رسد؛ چرا که پیامدهای جالبی درمورد نحوه درک ما از ماهیت زمان دارد.

کش آمدن زمان

زمانی که فضا کش می‌آید، زمان هم کش خواهد آمد؛ ساعتی که در نزدیکی جسمی با جرم زیاد باشد، آرام‌تر از ساعتی کار می‌کند که در نزدیکی یک جسم با جرم کمتری است.

یک ساعت در نزدیکی یک سیاهچاله، خیلی آرام‌تر از ساعتی که در نزدیکی کره زمین است کار می‌کند. یک سال در یک سیاهچاله، معادل حدود 80 سال در کره زمین است و این دقیقا همان چیزی است که در فیلم Interstellar نیز شاهدش بودیم.

بدین‌ترتیب می‌توان از سیاهچاله‌ها برای سفر به آینده بهره برد. اگر می‌خواهید به آینده کره زمین سفر کنید، کافی است در نزدیکی یک سیاهچاله پرواز کرده و سپس به کره زمین بازگردید.

اگر به اندازه کافی به مرکز سیاهچاله نزدیک شده باشید، ساعت شما آرام‌تر کار می‌کند ولی در عین حال باید بتوانید با سرعتی از آنجا بگریزید که وارد افق رویداد نشوید.

حلقه‌های تکرار در زمان

اما نظرتان در مورد سفر به گذشته چیست؟ اینجاست که همه چیز هیجان‌انگیزتر می‌شود. یک سیاهچاله آنقدر زمان را خم می‌کند که می‌تواند به همان جای قبلی‌اش برگردد.

فرض کنید که یک ورقه کاغذ را در دست گرفته‌اید و دولبه آن خم کرده و آنقدر به هم نزدیک می‌کنید تا یک حلقه یا یک لوله تشکیل شود. این دقیقا همان کاری است که سیاهچاله با زمان انجام می‌دهد.

این کار، یک ماشین زمان طبیعی را ایجاد می‌کند. اگر بتوانید به هر نحوی وارد این حلقه زمانی که فیزیک‌دانان آن را یک "منحنی زمان‌مانند بسته" می‌نامند، بشوید، خودتان را در مسیری از فضا می‌بینید که از آینده شروع شده و در گذشته به پایان می‌رسد.

در داخل این حلقه، می‌توانید متوجه شوید که گره‌گشایی از علت و معلول چقدر دشوار است. چیزهایی که در گذشته هستند، باعث اتفاقاتی در آینده خواهند شد که به‌نوبه خود باعث وقوع اتفاقاتی در گذشته می‌شوند!

مشکلات حضور در یک سیاهچاله فرضی

فرض کنید که یک سیاهچاله پیدا کرده‌اید و می‌خواهید با استفاده از فضاپیمای مورد اطمینان‌تان به زمان گذشته سفر کرده و دایناسورها را ببینید. سفر خوبی را برایتان آرزو می‌کنیم؛ اما در این مسیر سه مشکل وجود دارد: اول اینکه شما تنها می‌توانید به گذشته آن سیاهچاله سفر کنید؛ این بدان معناست که اگر آن سیاهچاله، بعد از دوره انقراض دایناسورها ایجاد شده باشد، قادر نخواهید بود که به زمان دایناسورها سفر کنید.

دوم اینکه احتمالا باید از "افق رویداد " آن سیاهچاله عبور کنید تا بتوانید وارد این حلقه شوید. این بدان معناست که برای خروج از حلقه در زمان مشخصی در گذشته، به این نیاز دارید تا از افق رویداد خارج بشوید؛ یعنی باید سریعتر از نور حرکت کنید که این عملا اقدامی غیرممکن است.

و سوم و احتمالا بدتر از همه اینکه شما و فضاپیمایتان گرفتار اثر اسپاگتی (Spaghettification) خواهید شد. یک اتفاق تلخ و دردناک!

با عبور از افق رویداد، شما مثل یک نودل یا اسپاگتی کشیده و دراز خواهید شد. در حقیقت، احتمالا آنقدر کشیده و باریک می‌شوید که تبدیل به رشته‌ای از اتم‌ها خواهید شد که به‌صورت مارپیچ به داخل فضای خالی می‌روند.

پس اگر چه فکر کردن به ویژگی‌های انحراف زمان در سیاهچاله‌ها بامزه و جذاب است ولی در آینده نزدیک و پیش‌رو، حتی تصور سفر به گذشته و دیدار با دایناسورها برایمان در حد یک فانتزی باقی خواهد ماند.