سفر عبر الزمن

من موسوعة العلوم العربية
اذهب إلى: تصفح، ابحث

السفر عبر الزمن هو مفهوم الانتقال إلى الوراء أو إلى الأمام من نقاط مختلفة في الزمن، بشكل يماثل الانتقال خلال المكان. إضافة إلى ذلك، بعض التفسيرات للسفر عبر الزمن توحي بأنه من الممكن الانتقال بين أكوان متوازية.[١] بالرغم من أن السفر عبر الزمن كان أداة مشتركة في القصص الخيالية في القرن التاسع عشر، وكان السفر عبر الزمن هو إلى المستقبل فقط تماشياُ مع ظاهرة التمدد الزمني في النظرية النسبية. وقد توصلت باحثة ألانية حديثا في إثبات عدم إمكانية السفر عبر الزمن إلى الماض وذلك من خلال دراستها لنظرية أينشتاين. وأي وسيلة تقنية سواءً كانت خيالية أم افتراضية تُستعمل للسفر عبر الزمن تسمى آلة الزمن.

مقدمة

السفر عبر الزمن هذة الفكرة التي شغلت العلماء فترة من الزمن وكانت أقرب إلى الجنون منها إلى الخيال.وبعد ظهور النظرية النسبية أصبحت هذة الفكرة على طاولة النقاش وتكلم بها الذي يعلم والذي لا يعلم.والسؤال الآن هو: هل فعلاً نستطيع أن نسافر عبر الزمن ؟؟؟ إن هذه الفكرةفيزيائياً ونظرياً صحيحه وقد ثبت أن الساعات التي تتحرك بسرعة تعمل لظاهرة ليست متعلقة بتركيب الساعة وإنما هتنطبق كذلك على رواد الفضاء مثلا، فعند عودتهم إلى الأرض تكون فترة بقائهم في الفضاء أقصر من الفترة الزمنية التي نسجلها على الأرض. ولكن هدا الفرق صغير جدا ً.

نسبية الزمن

النظرية النسبية العامة وهي النظرية التي أضافت الزمن كبعدً رابع بالإضافة إلى الأبعاد المكانية الثلاثه. تقول أن الزمان والمكان مرتبطان معاً ولا يمكن ان يوجد أحدهما بمعزل عن الاخر. وكلنا يعلم أننا نستطيع أن نتحرك في هذة الأبعاد-المكانية- بكل حرية حيث نستطيع السير يمينا أو يسارا أو إلى الأمام أو الخلف أو إلى أعلى أو أسفل. ويمكننا ركوب آلات مثل الطائرة أو الصاروخ التي تنقلنا في البعد المكاني الثالث "الارتفاع" ومن هذه الفكرة البسيطة عن الأبعاد يتضح أنه بإمكاننا أن نتنقل عبر الزمن بهذه الصورة، وكل ما نحتاجه هو الجهاز الذي ينقلنا بسرعة قريبة من سرعة الضوء لكي نحس بفرق ملموس في انكماش الزمن.

أي أنه كلما اقتربنا من سرعة الضوء يتباطئ الزمن. ولو أن شخصاً قام برحلة حول الأرض بسرعة قريبة من سرعة الضوء سوف يعود ويجد أنه مر على الأرض أكثر من الزمن الذي مر عليه وهو في رحلته. وهذة الفكرة أساسية وصحيحه. ومن مبدأ التناظر في الفيزياء. ولو افترضنا أن رائدا للفضاء غادر الأرض وسنه 25 سنة وترك أخاه الصغير البالغ من العمر 22 سنة وغاب في رحلته الفضائية مدة عشرة سنوات بحسب توقيته على الصاروخ. يبلغ عندعودته من رحلته في سن 35 سنه ولكنه سيجد أن أخاه الذي كان أصغر منه عمرا أصبح في سن الأربعين أو الخمسين على حسب سرعة الصاروخ التي تحرك بها!! ذلك لأن الزمن على الصاروخ المتحرك انكمش بالنسبة للزمن على الأرض. وهذه هي الفكرة الواقعية للسفر عبر الزمن !

تباطؤ الزمن بزيادة السرعة

تعطي النظرية النسبية الخاصة المعادلة التالية لاعتماد الزمن على السرعة :

a2d2e191d39d591e5ee628e353879230-

حيث:

خطأ رياضيات (خطأ غير معروف): \Delta t \,
الزمن بين حدثين طبقا لساعة المشاهد، 
خطأ رياضيات (خطأ غير معروف): \Delta t' \,

الزمن بين نفس الحدثين التي يسجلها المسافر على صاروخ يتحرك بسرعة v،

خطأ رياضيات (خطأ غير معروف): v \,
السرعة النسبية بين المشاهد وراكب الصاروخ، 
خطأ رياضيات (خطأ غير معروف): c \,
سرعة الضوء،

يتبين من تلك المعادلة أن الساعة على الصاروخ تمشي ببطء.

وتبلغ السرعات المعتادة على الأرض، حيث خطأ رياضيات (خطأ غير معروف): v/c \ll 1

وهي سرعات صغيرة لا نستطيع من خلالها ملاحظة تلك الفوارق. حتى بافتراض السفر بسرعة الصاروخ فتلك  سرعات قليلة  أيضا ولا تُحدث فرقا ملحوظا، وإنما نبدأ ملاحظة تلك الفروق الزمنية عند سرعة  30,000  كيلومتر /ثانية، أي عند 1/10 سرعة الضوء وهي سرعة كبيرة جدا.

تمدد أو تباطؤ الزمن

"تمدد" الزمن في هذا السياق ليس مفهومًا فيزيائيًا نظريًا خاصة في الأجسام الدقيقة دون الذرية، وإنما هو تمدد حقيقي في الزمن الذي يحيا فيه الإنسان. وتبين المعادلة السابقة أن الزمن يتمدد بالنسبة للمشاهد على الأرض (طبقا لساعته) بينام يظل نفسه بالنسبة للمسافر في الصاروخ (طبقا لساعته). فلو زادت سرعة إنسان ما (في سفينة فضاء مثلا) إلى حوالي 87% من سرعة الضوء, فإن الزمن يبطؤ لديه إلى الضعف.

مفارقة التوأم

نتيجة لما سبق تحدث بعض المفارقات المبهمة لدى البعض في تفسير ما يترتب عليه تمدد الزمن. من هذه المفارقات اشتهرت قصة مفارقة التوأم. تنص هذه المفارقة أنه لو سافر أحد توأمين على سفينة لمدة عشرة أعوام بسرعة قريبة جدا من سرعة الضوء - مثلا - فسيجد ابنه المولود حديثًا قد أصبح عمره عشرين عامًا، أو أن أخيه التوأم يكبره بأقل من عشرة أعوام (اعتمادا على مدى قرابة سرعة المسافر من سرعة الضوء). تسببت هذه المسألة في تخبط الكثير من المقبلين على تقبل مفاهيم النسبية وظن البعض بأن هذه هي المفارقة. السبب في ذلك يعود إلى التفسير الخاطئ لها. في النسبية لا يستطيع أي من المراقبين تمييز المتحرك من الثابت سوى نسبيا. معنى ذلك أن المراقب على السفينة مثلا كان يبدو لأخيه التوأم متحركا مع السفينة بسرعة قريبة من سرعة الضوء بينما العكس تماما كان يظهر من وجهة نظر المسافر حيث أنه كان ينظر من خلال نافذة السفينة والتي تعتبر موطنا ساكنا بالنسبة له فيلاحظ أن أخاه التوأم على الأرض هو الذي كان يتحرك مع الأرض مبتعدا بسرعة قريبة من سرعة الضوء. هنا تكمن المفارقة الحقيقية للتوأم حيث أن كلا منهما يعتقد بأن الآخر هو من سيكبر في السن.

سبب هذه المفارقة نجم من الافتراض غير الواقعي للأحداث. عند نقاش السفر تم إهمال الأحداث الناجمة عن تسارع وتباطؤ الأجسام أي أننا افترضنا جدلا حركة المراقبين النسبية بسرعة (منتظمة) قريبة من سرعة الضوء دون الخوض في تفاصيل الزمن اللازم لتسارع المركبة من السكون وما يترتب عليه من حسابات جديدة. في النسبية الخاصة والتي تتعامل مع الأطر المرجعية العطالية تجعل التوأم الذي على الأرض قادرا على تطبيق معادلات النسبية الخاصة وتمدد الزمن وليس كليهما. هنا يصبح التوأم على الأرض هو من سيكبر في السن فعلياً أكثر من الآخر.

يعد السفر بسرعة تقترب من سرعة الضوء أمراً ممكن فيزيائيا وتكنولوجيا. وقد استطاع العلماء تسريع جسيمات أولية مثل الإلكترون والبروتون إلى سرعات تقترب من سرعة الضوء ولاحظوا زيادة في كتلتها، وأن تلك الزياة تتفق تماما مع معادلات اينشتاين.

ويرى العالم كارل ساجان أن هذا يمكن أن الوصول إليه خلال عدة مئات من السنين. وبناء على ذلك شكلت مجموعة من العلماء يرأسها الأمريكي كيب ثورن والروسي إيجور نوفيكوف ما أسموه بـ(كونسورتيوم) روسي - أمريكي لتحقيق تقنية تسمح بابتكار آلة للسفر عبر الزمن.

إنحناء الفضاء والنسبية العامة لأينشتاين

انحناء الزمكان بالقرب من جسم كبير كروي.

تعرف الهندسة المستوية بالهندسة الإقليدية، نسبة إلى إقليدس الذي عاش حوالي عام 300 ق.م وبواسطة هذه الهندسة يمكن وصف أي شكل هندسي بواسطة نظام الإحداثيات الكارتيزية، أي استخدام الأسطح المستوية لوصف الخطوط المنحنية والمجسمات الفراغية. والفضاء طبقا لهذه الهندسة هو فضاء مستو. ولم تكن تلك هي الهندسة الوحيدة الممكنة، فقد طرح لوباتشفسكي عام 1828 هندسة لاإقليدية ذات أسطح منحنية مفتوحة معتمدة على منحنى القطع الزائد. ثم طرح برنارد ريمان عام 1850 هندسة لاإقليدية معتمدة على السطح الكروي المغلق، وطورها ويليام كليفورد عام 1870 وافترض احتمال أن يكون الفضاء الكوني رباعي الأبعاد ينطوي على منحنيات تشابه تضاريس سطح الأرض. ولم يكن ينقص تصور كليفورد سوى التفسير الفيزيائي الصحيح حتى يتطابق مع النظرية النسبية العامة، التي طرحت بعد 45 عاما. فالبعد الرابع في الفضاء لم يكن سوى الزمن وانحناء الفضاء يحدث بتأثير جاذبية الأجسام.

وبتقديم أينشتاين النظرية النسبية الخاصة عام 1905 والتي وضع فيها معادلات حركة الأجسام في فضاء مستو رباعي الأبعاد، وبوجود الهندسة اللاإقليدية وطرحه لفكرة انحناء الزمان والمكان بتأثير الجاذبية، تكونت لدى آينشتين المادة الخام لنظرية متكاملة للجاذبية يمكن أن تكون بديلاً لنظرية نيوتن. ولما كان آينشتاين غير بارع في الرياضيات فقد لجأ لصديقه في الدراسة مارسيل جروسمان، وكان قد أصبح آنذاك عميدا لمعهد البوليتكنيك بزيوريخ، وكان بارعا في الهندسة اللاإقليدية، ووجد الحل في هندسة ريمان للأسطح المنحنية المغلقة. وقدم أينشتاين الصيغة النهائية للنظرية في ثلاث جلسات في أكاديمية العلوم في برلين عام 1915م, وطبعت عام 1916م.

وكان من أهم نتائج النسبية العامة تغير نظرتنا إلى الكون، فالمكان والزمان ليسا خلفية ثابتة للأحداث، وإنما هما مساهمان نشيطان في ديناميكا الكون. والفكرة الأساسية هي أنها تضم "بعد" الزمان إلى أبعاد المكان الثلاثة لتشكّل ما يسمى (الزمكان). وتدمج النظرية تأثير الجاذبية بأنها "تحني" الزمكان بحيث لا يكون مسطحا. ولما كان الزمكان منحنيا فإن مسارات الأجسام تظهر منحنية، وتتحرك كما لو كانت متأثرة بمجال جاذبية. وانحناء الزمكان لا يؤدي فقط إلى انحناء مسار الأجسام ولكنه يؤدي أيضاً إلى انحناء الضوء نفسه. وقد وجد أول برهان تجريبي لذلك عام 1919 م حيث تم إثبات انحناء الضوء الصادر من أحد النجوم عند مرور الضوء بالقرب من الشمس بتأثير جاذبيتها. وتم ذلك بمراقبة الموقع الظاهري للنجم خلال كسوف الشمس ومقارنته بموقعه الحقيقي (خلف الشمس). فالزمكان ينحني بشدة في وجود الأجسام ذات الكتل الضخمة مثل النجوم والشمس، ويعني ذلك أن مسار الأجسام ينحرف في المكان أثناء الحركة وكذلك تنحني في الزمان بأن تبطئ زمنها الخاص نتيجة لتأثير الجاذبية الواقعة عليها. فإذا تصوّرنا فضاءا رباعي الأبعاد له ثلاثة أبعاد تمثل المكان وبعداَ رابعا للزمان ورسمنا خط الحركة المنحنية للجسم مع تباطؤ الزمن على المحور الرابع، لظهر لنا الزمكان منحنياَ بتأثير الكتلة الجاذبة.

الثقوب السوداء والسفر عبر الزمن

ملف:Worm3.jpg
شكل يمثل ثقبا دوديا عبر الزمكان.

في العام نفسه الذي ظهرت فيه النسبية العامة 1916م وطرح فكرة انحناء الزمكان، أثبت الفلكي الألماني كارل شفارتزشيلد أنه إذا ضغطت كتلة (ك) في حدود نصف قطر صغير بما فيه الكفاية، فإن انحراف الزمكان سيكون كبيرا بحيث لن تتمكن أي إشارة من أي نوع من الإفلات، بما في ذلك الضوء نفسه، مكونا حيّزا لا يمكن رؤيته، سمي فيما بعد (الثقب الأسود). ويحدث ذلك عند انهيار نجم تتجاوز كتلته ضعف كتلة الشمس، حيث ينضغط ويتداخل بفعل قوته الجاذبة حتى تكون كل مادة النجم قد انضغطت في نقطة ذات كثافة لامتناهية، تسمى نقطة التفرد الزمكاني. وأي شعاع ضوء (أو أي جسم) يرسل داخل حدود الثقب الأسود، ويسمى أفق الحدث، يسحب دون هوادة إلى مركز الثقب الأسود. ومن الناحية النظرية يبدو أنه عند الاقتراب من الثقب الأسود تتزايد انحناءة الزمكان حتى تبلغ أفق الحدث، الذي لا نستطيع أن نرى ما وراءه. ورغم أن فكرة وجود نجم بهذه المواصفات ترجع إلى العالم جون ميتشيل الذي قدمها في ورقة بحث عام 1783م، إلا أن مساهمة شفارتزشيلد تكمن في أنه قدم حلولا للمعادلات التي تصف انهيار النجم إلى ثقب أسود على أساس نظرية النسبية. واتضح لاحقًا أن شفارتزشيلد لم يصل إلى حل واحد للثقب الأسود، وإنما إلى حلين. وهو شيء يشابه الحل الموجب والحل السالب لالجذر التربيعي. فالمعادلات التي تصف الانهيار النهائي لجسم يقتحم الثقب الأسود تصف أيضا - كحل بديل - ما يحدث لجسم يخرج من الثقب الأسود (يطلق عليه في هذه الحال أحيانا (الثقب الأبيض)). وبذلك يبدو أننا إذا ما تابعنا انحناء الزمكان داخل الثقب الأسود يبدو لنا وكأنه ينفتح مرة أخرى على زمكان آخر، فكأنما الثقب الأسود يربط زمكان كوننا بزمكان مختلف، ربما زمكان كون آخر.

ولكن المشكلة كانت في أن أي مادة تدخل هذا الثقب الأسود ستسقط حتمًا في التفردية المركزية لتنسحق بشكل يخرج عن فهمنا. ولكن مع تقدم الأبحاث وجدت هذه المشكلة حلا، فقد ثبت أن كل الأجسام المادية في الكون تدور سواء كانت مجرات أو نجوما أو كواكب، ومن ثم فإننا نتوقع أن تدور الثقوب السوداء بالمثل. وفي تلك الحال يمكن أن يدخل جسم ما إلى الثقب الأسود ويخرج من الناحية الأخرى دون أن يمر بالمفردة ويتحطم، وذلك بتأثير دوران الثقب الأسود. وفي عام 1963 م نشر روي كير حلولا لمعادلات آينشتاين المتعلقة بالثقوب السوداء الدوّارة. وبينت أنه ينبغي أن يكون من الممكن من حيث المبدأ الدخول إلى ثقب أسود دوار من خلال ممر يتجنب التفردية المركزية (نقطة الانسحاق) ليظهر على ما يبدو في كون آخر، أو ربما في منطقة زمكان أخرى في كوننا ذاته، ويشكل الثقب الأسود ما يسمى بالثقب (الدودي). وبذلك تثير هذه النتيجة بشكل قوي إمكان استخدام الثقوب السوداء بوصفها وسيلة للسفر إلى الماضي بين أجزاء مختلفة من الكون والزمان. alfred rodward

الوسائل المتوقعه للسفر عبر الزمن

الثقوب السوداء

إن فكرة استخدام الثقوب السوداء في السفر عبر الزمن تعتمد على أنه من الممكن عندما يحدث انحناء شديد للزمكان أن يحدث اتصال بين نقطتين متباعدتين في الزمكان. وبالتالي إذا تحقق مسار مغلق للزمكان يمكن العودة إلى نقطة البدء في الزمان والمكان. ويرى بعض العلماء أن السفر إلى الماضي لا يمكن أن يحدث، وإنما يكون باستمرار في اتجاه المستقبل. والعبرة هي اقتراب سرعة الحركة من سرعة الضوء. والنسبية معناها مقارنة زمن راكب الصاروخ وزمن صديقه الباقي على الأرض.

الأوتار الكونية

هي أجسام يفترض أنها تخلفت عن الانفجار العظيم لها طول يقدر بمئات ءالسنين الضوئية، ولكنها دقيقة جدا إلى حد انحناء الزمكان بشدة حولها. فإذا تقابل وتران كونيان يسير أحدهما عبر الآخر بسرعة الضوء تقريبا لتكون منحنى مغلق للزمكان يستطيع المرء اتباعه للسفر إلى الماضي. وقدم فرانك تبلر عام 1974م فكرة للسفر عبر الزمن تعتمد على أن اسطوانة كثيفة الكتلة سريعة الدوران سوف تجر الزمكان حولها مكونة مسارات زمنية مغلقة. وفي عام 1949 م أثبت الرياضي الشهير كورت جودل أن الكون يمكن أن يكون دوارا بمعدل بطيء جدا، وأنه يمكن أن يترتب على ذلك مسار مغلق في الزمكان.

آلة السفر عبر الزمن

كيب ثورن وزملاؤه وضعوا تصميمًا خياليا لآلة للسفر في الزمن تعتمد على تخليق ثقب دودي ميكروسكوبي في المعمل، وذلك من خلال تحطيم الذرة في معجل للجسيمات. ثم يلي ذلك التأثير على الثقب الدودي الناتج بواسطة نبضات من الطاقة حتى يستمر فترة مناسبة، ويلي ذلك خطوة تشكيله بواسطة شحنات كهربية تؤدي إلى تحديد مدخل ومخرج للثقب الدودي، وأخيرا تكبيره بحيث يناسب حجم رائد فضاء بواسطة إضافة طاقة سلبية ناتجة عن نبضات الليزر. ولكن لا يزال ذلك خيالا.

الثقوب السوداء وحقيقة السفر عبر الزمن

الثقوب السوداء هو ان النجوم تفقد طاقتها بمرور الزمن وفي نهاية

حياتها تتضخم ثم تنفجر ويتناثر حطامها في الفضاء، هذا بشكل

عام، لكن بعض النجوم عندما تنفجر يتناثر قسم منها لكن مركز

النجم يبدا بسحب هذه الاجزاء (طبعا هذه الحالة تحصل اعتمادا على

حجم النجم نفسه ويسمى بالعتبة) تبدا هذه الاجزاء المتناثرة

بالعودة باتجاه مركز النجم وتبدا زيادة الجاذبية بسبب زيادة الكثافة بحيث

تصبح الكتلة التي بحجم حبة الحمص ذات وزن يعادل وزن الكرة الأرضية،

و بزيادة الكثافة والجذب لهذا الجسم يتكون الثقب الاسود الذي يجر

اليه الكواكب والنجوم وحتى مجرات كاملة، والصعوبة باكتشافه هي

انه بسبب جاذبيته الخيالية فحتى الضوء واي طاقة يجذبها اليه ولا

تفلت منه ولهذا سميت سوداء لان الضوء لا يخرج منها.

بالنسبة لهذه الاجسام التي تسحبها الثقوب السوداء فيعتقد ان هذه

الثقوب متصلة بواسطة انفاق دودية بثقوب تسمى الثقوب البيضاء

و التي يتم منها طرح الاجسام المسحوبة بالثقوب السوداء...

اكتشف جون ميتشيل عام 1783 أن النجوم العملاقة سوف تكون

لها جاذبية كبيرة تجعل الاشعاعات والاضواء المنبعثة منها ترتد مرة

أخرى الي سطحها. ولم يحاول آنذاك البحث فيما قاله ميتشيل أو

صياغة قانون حتي أعلن اينشتاين نظرية النسبية العامة عام 1915

والتي تنبأ فيها بوجود نجوم متقلصة شديدة الجاذبية وعبر عن ذلك

بثلاث معادلات محددة الأولي ثابت الجاذبية لنيوتن والثانية كتلة النجم

المتقلص والثالثة النسبية بين كتلة النجم المتقلص وكتلة النجم

العملاق الاصلي وقطره قبل أن ينفجر ويتقلص قلبه. وقد تأكد تماما

من وجود تلك النجوم وتصويرها لأول مرة عام 92 بتليسكوب الفضاء

هوبل فقد لاحظ أنه في آخر مرحلة من مراحل النجوم العملاقة التي

تنهار تحت ثقلها مما يؤدي الي اشتعال مادتها ويتحول النجم خلال 6 ساعات

الي نجم سوبر نوفا متفجر. ويطيح الانفجار بسطح النجم وغلافه

الخارجي حيث يتحول الي سديم حلقي أما القلب فيتحول الي نجم نيوتروني

لايزيد قطره علي 15 20 كيلو مترا. أما إذا كان الثقب الاسود لا يدور حول

محوره فهو مستدير الشكل تماما وليس له شحنة واذا كان دوارا فهو

مفلطح ويحمل شحنة. ولكن الامر ليس بهذه البساطة، فهذه النجوم

من الثقوب السوداء تتمتع بقدر كبير جدا من الغرابة والتناقض.

فالمشكلة أن كل ما يصل الينا هو ما يحدث عند الحدود الخارجية

للثقب نفسه أما فيما يخص داخل الثقب فلا أحد يمكن الوصول

اليه. فنتائج الابحاث تشير الي أن الطاقة الكلية الموجودة داخل الثقب

الاسود صفر، فهو يتصرف كأي جسم في درجة حرارة الصفر المطلق

حيث يمكنه تحويل الحرارة.

وتصل درجة الحرارة في قلبه أقل من الصفر المطلق مع أن درجة

الحرارة علي سطحه مئوية.

ويري بعض علماء الفلك أن مادة الثقب الاسود هي من المادة المضادة

والتي تنتج هذه الحرارة الهائلة عند التحامها بمادة النجم المجاور

وتسحقها كلية. ويبدو أن الطاقة الموجبة للمادة التي يتم ابتلاعها

تتحول فور عبورها 'الافق الخارجي' الي طاقة سالبة وتفقد كتلتها

الذاتية تماما. وتدل الابحاث أن حرارة قلب الثقب هي حرارة سالبة أي

ربما أقل حرارة من الصفر المطلق الذي لا نعرف عنه شيئا أقل

منه حرارة في علوم الفيزياء.

وأهم ما يحدث في ظاهرة الثقوب السوداء هو تحول السهم

الزمن من الامام الي الوراء في لحظات أي تعود الي الزمن

التخيلي. فلو كان قلب الثقوب السوداء في درجة الصفر المطلق

لتوقف الزمن حيث تتوقف الاليكترونيات عن الدوران حول نواة الذرات.

وهذا يجعل العلماء متحيرين مرة أخرى. فهل يمكن لتلك الظاهرة

تعدي الحاجز الفاصل لتصل الي عالم الطاقة السالبة 'العالم

التخيلي' فالمعروف أن هذا العالم يسير وفقا للقانون أما العالم

التخيلي فيسير وفقا لقانون غير معروف الابعاد.

ويبرر بعض العلماء ما يحدث داخل الثقوب السوداء بانقلاب شامل

لوظيفة الزمن والمكان فسهم الزمن ليس له اتجاه واحد داخلها.

وأما الفضاء مع المادة فنجده مجبرا بالجاذبية للاتجاه نحو مركز الثقب

فقط. ويرجع العلماء الي السؤال عن أين تذهب كل هذه المواد من

النجوم الاخري التي يبتلعها الثقب الاسود؟ وبالطبع لا يوجد اجابة.

إلا أن العالم هوكينج يري أن الثقب الاسود في هذه الحالة يتزايد

حجمه وينمو الي أن يبتلع كل أو معظم نجوم المجرة وربما يتحول

بعد ذلك الي كويزر كما يشير. إلا أن العالم الامريكي جون ويلر يري

أن تلك الثقوب دودية أو انفاق داخلية أشبه بالثقوب الطولية التي

يحشو بها قرص الجبنة. وهذه الانفاق تبدأ عند مركز الثقب الاسود

وتربط بين قطاعات أو أطراف أو أجزاء الكون المنظور منه وغير المنظور.

وأكد أيضا أن تلك الثقوب الدودية لا يمكن أن تبدأ الا في مركز نجوم

الثقوب السوداء الدوارة المفلطحة ذات الشحنة. أما الثقوب السوداء

التي لا تدور حول محورها والمستديرة الخالية من الشحنة، فلا

تحتوي علي اية انفاق دودية عند مركزها. ومن هنا جاءت افتراضية

السفر عبر الزمن الي قطاعات أخرى في الكون وأن كان الامر

ليس مؤكدا.واكتشف أيضا أن تبخر الثقوب السوداء إذ أن سطح

الثقب الاسود تصل درجة حرارتها الي شدة الانخفاض في حالة

الثقوب السوداء العملاقة وشديدة الارتفاع علي عكس حالة

الثقوب الصغيرة. فحسب قوانين الطبيعة، فان أي جسم مادي

تزيد درجة حرارته عن قيمة الصفر المطلق يكون جسما مشعا

وعلي هذا الاساس فالثقوب السوداء اجرام كونية مشعة..

ويري آخرون أن الثقوب السوداء عندما تنفجر فانها تفقد جزءا

من كتلتها في صورة طاقة اشعاعية وبمرور الزمن تنقص أحجام

الثقوب السوداء وكلما نقص حجمها زادت كثافة اشعاعاتها.

وهذا النقصان في حجمها يؤدي الي انفجارها واختفائها.

ولكن تري ماذا يحدث بعد اختفاء الثقب الاسود؟

يري العلماء أن هناك نقطة شاذة سوف تتخلف عن الانفجار

عبارة عن نقطة مادية صفرية الابعاد لا نهائية الكثافة.

وان كان الدكتور ستيفن هيوكينج له رأي آخر في مسألة ماذا

يحدث بعد الانفجار، فهو يري أنه بالفعل إذا ما انفجر الثقب

الاسود فانه سيختفي تماما بما في ذلك تلك النقطة الشاذة الي

عالم آخر. أما بقايا الانفجار فستشكل في صورة نفق أو قناة تصل

عالمنا بالعالم الآخر الذي انتقل اليه الثقب الاسود. وقد اعتمد

علي نظرية جاذبية الكم والتي تصور أن هناك انفاقا تظهر وتختفي

بصورة مستمرة في الفضاء الكوني وتقاس هذه الانفاق بمقياس

لم يثبت صحته 'مقياس بلانك' وهنا نجد أنفسنا ندور في حلقة

مفرغة حول هل بالفعل نستطيع السفر الي الماضي. فانفجار

الثقوب السوداء يذهب بنا الي عالم آخر لا نعلمه وينتظر

منا الكثير لاكتشافه.

السفر عبر الزمن

ظلت مشكلة الانتقال الي الزمن التخيلي تشغل العقول من

قديم الازل خاصة بعد ظهور نظرية الوتر أو الاربطة التي تشير

الي أن ثقوب الفضاء لن تغير من تجانس الكون وتماسكه الكمي

ولكنها قد تؤثر في ثوابته الاساسية في الطبيعة. وظل السؤال

هل إذا ما بدأ الإنسان من زمن حقيقي فكيف له أن ينتقل

الي زمن تخيلي؟

فقد أكد اينشتاين أن الزمن ظاهرة محلية وأنه يجري وفقا لمعدلات

متفاوتة بالنسبة للمراقبين مختلفين في الكون وذلك اعتمادا

علي سرعة كل من هذين الراصدين. فمثلا لو أن هناك رائدي فضاء

يتحركان بسرعتين مختلفتين فان كلا منهما سوف يري الزمان

يمضي علي سكان سطح الأرض بمعدل مختلف عما يراه الرائد

الآخر وبالتالي هذا يتناقض مع فكرة نيوتن حول كونية الزمن.

واستطاع أيضا اثبات أن الزمن يمضي ببطء نسبي في المواقع

ذات التجاذب القوي وفي المناطق شديدة التقوس والانحناء

في الكون. وقد استغل علماء العصر الحديث تلك النظرية التي

تؤكد علي إمكانية ابطاء حركة الزمن.

ومن هذا انطلق الفيزيائي ريتشارد فينجان الذي أكد أن تفاعل

الجسيمات مع أضدادها تجعل احدها يتحرك للامام والآخر للوراء.

وفي حالة التقاء النقيضين فانهما يصطدمان ويفني كل منهما

الآخر. وبالتالي فان مضادات الجسيمات يمكنها أن تسير في

الزمن الي الوراء. وهذا ما تؤكده نظرية الانفجار العظيم والتي

تفترض أن مادة الكون كانت معبأة في حجم صغير للغاية يصعب

تصوره ثم حدث انفجار فانطلقت منه محتويات هذا الجسم وكونت

المجرات في الكون التي تقدر اعدادها بآلاف البلايين. والغريب أن

المجرات منذ 18 ألف مليون سنة وحتي اليوم تجري بعيدا عن بعضها

البعض في أرجاء الكون بسرعة عالية مما يؤدي الي تمدد الكون

واتساعه بصفة مستمرة. ولكن هذا يجعل العلماء في حيرة أكثر

وأمام سؤال خطير: هل سوف يستمر تمدد الكون واتساعه الي

ما لا نهاية؟ أم سيتراجع وينكمش علي نفسه؟ وهل للزمن بداية

أو أنه أزلي بلا بداية ولا نهاية؟ حتي وأن كانت الإحصائيات تشير

الي أن بداية الزمن منذ 18 ألف مليون سنة وهو عمر الكون.

وهناك الكثير من العقبات تقف أمام هذا الحلم لعل أهمها عامل

السرعة الذي لا يمكن تجاوزه وفقا لنظرية النسبية الخاصة إذ أن

تخطي سرعة الضوء يحتاج الي امداد الجسم بكمية غير متناهية

من الطاقة لتصل الي سرعة الضوء التي لا يستطيع أحد أن يدركها.

ومع ذلك فان بعض العلماء قد تخيلوا جسما تخيليا يدعي 'تاكيونات'

له مواصفات خاصة ولد بها ليتفوق علي سرعة الضوء. ويعتقد

العلماء أنه من الممكن أن يوجد مثل هذا الجسم في الاشعة

الكونية الأولية المحملة بقدر كبير من الطاقة. وحتي الآن ليس

هناك اجابة شافية علي ما إذا كانت بالفعل تلك الاشعة الكونية

تحمل في طياتها هذا الجسم التخيلي.

ويري عدة باحثين أن هناك العديد من المشاكل يجب حلها للتفكير

في رحلة الزمن وأهمها. ضرورة التعرف علي طبيعة الكون من

حيث الزمان والمكان وبخاصة نطاقهما الصغير الذي يقدر وفقا

لمقياس بلانك من 10 33 سنتيمترا. وضرورة الوصول الي

نظرية موحدة في الفيزياء تتضمن نظرية جاذبية الكم وهذا

بالفعل ما تحاوله الدول الاوروبية اليوم فمن المقرر إطلاق

قمر صناعي أوروبي، 'ليزا' عام 2012 لدراسة تلك النقطة.

والاهم من ذلك التوصل الي بناء انفاق الفضاء التي يمكن

استغلالها كمعابر للسفر في الزمن. وقد يكون ذلك باقتلاع

انفاق من الرغوة الكمية التي اشار إليها كيب ثورن أو بتمديد

الفراغ الزائف وهي حالة غير ثابتة من حالات المادة ذات طاقة

عالية والتي اشار إليها آلن جوث. إضافة الي التعرف علي خواص

المادة الغريبة وكيفية استخدامها في تبطين وتقوية جدران انفاق

الفضاء لتصبح قابلة للعبور والسفر فيها الي النجوم البعيدة. ولا

يعدو أمر السفر في الزمن مجرد حلم يراود كل شخص أمامه

مئات السنين ليتحقق.

أختلاف الأراء بين العلماء

لقد أدت تلك التصورات النظرية لإمكانية السفر عبر الزمن إلى مناقشة التناقضات الناتجة عن ذلك، كمثل أن يسافر المرء إلى الماضي ليقتل جدته قبل أن تحمل بأمه، أو أن يؤثر على مسار التاريخ فيمنع الحروب مثلا... إلخ. ورأى بعض العلماء أنه يمكن حل تلك التناقضات من خلال مفهوم المسارات المتوازية للتاريخ بحيث يكون لكل إمكان مسار مستقل للأحداث. فيكون العالم بعد تغيير أحداثه في الماضي عالما مستقلاً موازيا. وفي الوقت الحالي لا تمثل تلك المناقشات سوى أفكار تأملية فلسفية وليست علمية، فلم يسافر أحد إلى الماضي حتى الآن. ويؤيد ستيفن هوكنج العالم المشهور بأبحاثه عن الثقوب السوداء ونشأة الكون فكرة حدوث السفر إلى الماضي على المستوى الميكروسكوبي، ولكنه يرى أن احتمال أن يكون هناك انحناء في الزمكان يكفي لوجود آلة للزمان هو صفر. ويرى أن هذا يدعم ما يسميه (حدس حماية التتابع الزمني) الذي يقول إن قوانين الفيزياء تتآمر لمنع الأشياء الميكروسكوبية من السفر في الزمان. ويرى بول ديفيز أن وجود جسر للزمان ما هو إلا مفهوم مثالي لا يضع في حسابه الموقف الفيزيائي اللاواقعي للثقب الأسود في الكون، وأنه على الأرجح أن هذا الجسر المثالي لابد أن يتحطم داخل الثقب الأسود. ومع ذلك فإن ما يجري داخل الثقب الأسود سيظل مثيرا للبحث العلمي والتأمل العقلي، وأنه يستطيع أن يكشف لنا عن مزيد من جوانب الطبيعة التي يتسم بها الزمن.

فالعلماء في واقع الأمر يختلفون في تقدير إمكان السفر عبر الزمن، وإن كانت الغالبية ترى أن هذا غير ممكن. ويذكر ستيفن هوكنج أن كيب ثورن يعتبر أول عالم جاد يناقش السفر عبر الزمان كإحتمال عملي. وهو يرى أن ذلك له فائدة في كل الأحوال، فعلى الأقل سيمكننا من أن نعرف لم لا يمكن السفر عبر الزمن؟ وأن فهم ذلك لن يتأتى إلا بعد الوصول إلى نظرية موحدة للكم والجاذبية (النظرية الموحدة للقوى)، وسيظل تفسير ما يحدث للمادة داخل الثقب الأسود أو في مسار زمكاني مغلق مبهمًا بالنسبة إلينا.

السفر عبر الزمن في روايات الخيال العلمي

كان السفر عبر الزمن من الأفكار الكلاسيكية التي طرحت في أدب الخيال العلمي. حيث تعرض لها الأديب الإنجليزي ج. ويلز عام1895 في (آلة الزمن) وجاك فيسني في (وجه في الصورة) ورؤوف وصفي في (مغامرة في القرن السادس عشر) وتوفيق الحكيم في مسرحيتي (أهل الكهف، ورحلة إلى الغد).. ومن أجمل الروايات التي قرأتها رواية تدور حول وكالة سياحية من القرن القادم تنظم لعملائها رحلات سياحية إلى الماضي لمشاهدة الكوارث والأحداث العظيمة التي وقعت على الأرض.. وهكذا يتنقل السياح عبر الزمن لمراقبة الحرب الأهلية في أمريكا وسقوط القنبلة الذرية على هيروشيما ثم الانتقال إلى الستينيات لمشاهدة اغتيال الرئيس كينيدي على الطبيعة ثم العودة إلى سان فرانسيسكو لمعاينة زلزالها الشهير قبل وقوعه بدقائق!!

وقد تحولت معظم هذه الروايات إلى أفلام سينمائية رائعة ـ بما في ذلك أول رواية لويلز "آلة الزمن".. ومن الأفلام التي جمعت بين الكوميدا والخيال فيلم "العودة إلى المستقبل" حيث يعود البطل إلى الزمن الماضي لمساعدة والده المراهق والتقريب بينه وبين والدته تمهيداً لإنجابه!

إدعاءات علمية

انتشرت مؤخرا في كثير من المنتديات العربية وحتى بعض الكتب العربية مجهولة المصادر مواضيع تتعلق بالسفر عبر الزمن وعن تجارب ناجحة أو شبه ناجحة أجراها العلماء مؤخرا. مفاد أحد هذه المواضيع أن العلماء استطاعوا نقل عملة نقدية آنيا من ناقوس إلى آخر ولكن بعد مرور زمن مقداره ساعة وست دقائق ولمسافة حوالي 90 سنتيمترا.[٢][٣]

الغريب أن هذه المواضيع لم تنشر لها تراجم أو مصادر من الإنكليزية مثلا أو لغات أخرى شهيرة سوى العربية. يبدوا أن السبب وراء هكذا أقاويل إما عدم تفهم العامة لمفهوم النسبية وقوانينها أو لأن المراجع العربية تفتقر للمصادر في كثير من الكتب والمقالات العلمية. ربما كان السبب الآخر هو موضوع النقل الكمي quantum teleportation والذي يعنى بنقل المعلومات الكمية من نظام كمي إلى نظام كمي آخر.

أسباب معارضة الفكرة

  • لو سافر شخص إلى الماضي فكيف يتواجد في زمن قبل أن يوجد أباه وهذا منطقياً وفلسفياً أمر غير مقبول أي أن يسبق المعلول العلة كما يسبق الابن أباه ؟؟
  • أنه لو استطاع أحد السفر عبر الزمن لماذا لم يأتي إلينا من هم في المستقبل ؟؟ حيث أنهم وصلوا إلى أرقى المستويات في التقنية... ؟؟
  • هل يمكن أن أعيش في زمن أحفاد أحفادي وهم لم يأتوا بعد ؟؟ أو أن أعيش في زمن أباء أبائي وأنا لم أولد بعد ؟ كيف تكون البيئة التي أعيش فيها وهي متغيره الآن ؟؟
  • هل من الممكن أن توجد كتلة في مكانين مختلفين في نفس الوقت ؟؟
  • ماذا لو التقى الشخص بنفسه عندما كان صغيرا ؟

اقرأ أيضا

المراجع

1. الكشف عن حافة الزمن، جون جريبن. المجلس الأعلى للثقافة عام 2001.

2. تاريخ موجز للزمان، تأليف ستيفن هوكنج. دار الثقافة الجديدة عام 1990.

3. General Relativity from A to B. By Robert Geroch.

4. فكرة الزمان عبر التاريخ، تحرير جون جرانت. عالم المعرفة عام 1992.