سفر در زمان

این دستاورد گامی بزرگ در جهت پیوند دو نظریه بسیار ناسازگار در فیزیک، یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتومی است. از آنجا که سفر به یک سیاهچاله و بررسی این که آیا شیئی که در دست دارید خم می‌شود، می‌شکند یا پس از شکستن دوباره به شکلی غیرقابل درک خود را بازسازی می‌کند هم‌اکنون غیرممکن است، بنابراین دانشمندان تصمیم گرفته‌اند یک نقطه اشتراک میان نسبیت عام و مکانیک کوانتومی در شرایط آزمایشگاهی بیابند و در این راه موفق بوده‌اند.

محققان استرالیایی دانشکده ریاضی و فیزیک یو ـ کیو تصمیم گرفتند فاصله‌ای که تفاوت میان این دو نظریه پرکاربرد روزگار ما وجود دارد را از میان بردارند و این دو نظریه را بالاخره پس از سال‌ها تلاش نافرجام با یکدیگر آشتی دهند. در یک سو نظریه نسبیت عام قرار دارد که رفتار اجسام بسیار بزرگ مانند سیارات و کهکشان‌ها را پیش‌بینی می‌کند و در سوی دیگر نظریه مکانیک کوانتومی که قوانین آن کاملا در تضاد با نظریه اینشتین قرار می‌گیرد. این نظریه جهان را در مقیاس مولکولی و کوچک‌تر از آن توصیف می‌کند و نکته جالب توجه این که ما هنوز توضیحی ملموس و مشخص درباره اصول حرکت و بر هم کنشی که زیر بنای این نظریه را تشکیل می‌دهند، نداریم. قوانین معمول فضا و زمان در این نظریه فرو می‌ریزند. در این تحقیق ذرات فوتون به عنوان ذرات کوانتومی که باید رفتارشان را در فضا و زمان مطالعه کنیم، مورد استفاده قرار گرفت.

گروه تحقیق رفتار فوتونی را شبیه‌سازی کرد که از طریق یک کرمچاله در زمان به گذشته سفر می‌کند و با خود قدیمی‌اش مواجه می‌شود که یک فوتون همسان خود اوست. پروفسور تیم رالف از دانشگاه یو ـ کیو در این باره می‌گوید: «ما فقط از یک فوتون استفاده کردیم ولی بعد از سفر در زمان با یک فوتون دوم که نقش گذشته فوتون در حال سفر به گذشته را بازی می‌کرد، روبه‌رو شدیم.»

نتایج این تحقیق در نشریه «نیچر کامیونیکیشنز» منتشر شد و مورد حمایت موسسات معتبر فعال در زمینه فیزیک کوانتوم در استرالیا قرار گرفت.

یکی از دلایل اساسی برای کنار نیامدن این دو نظریه با یکدیگر حلقه‌های فضا ـ زمان است. اینشتین معتقد بود می‌توان در زمان به گذشته سفر کرد و سپس به نقطه فعلی بازگشت. این موضوع تناقضی را در پی داشت که به تناقض پدربزرگ ـ مادربزرگ معروف است. این تناقض را کرت گودل در سال 1949 مطرح کرد: اگر به گذشته سفر کنید و از ملاقات پدربزرگ و مادربزرگتان جلوگیری کنید، قوانین کلاسیک فیزیک به شما اجازه تولد نخواهد داد.

ولی تیم رالف خاطر نشان می‌کند که سال 1991 این موقعیت‌های متناقض نما با استفاده از قوانین انعطاف‌پذیر مکانیک کوانتومی قابل اجتناب شد. او در این باره می‌گوید: «ماهیت ذرات کوانتومی غیرقطعی و متکی بر احتمالات است و همین واقعیت به دانشمندان این امکان را می‌دهد که بتوانند از وقوع موقعیت‌های متناقض پیشگیری کنند.»

هنوز هم مواردی باقی‌مانده که علم پیوند نسبیت عام و مکانیک کوانتومی را مورد آزمایش قرار نداده است؛ مانند وقتی که نسبیت در شرایط نیرو و جرم فوق‌العاده زیاد مانند افق رویداد یک سیاهچاله مورد استفاده قرار می‌گیرد و به نظر می‌رسد در آن شرایط قوانین آن کارایی لازم را ندارد.

ولی از آنجا دسترسی به این شرایط خاص مانند رفتن به نزدیکی یک سیاهچاله عملا امکان‌پذیر نیست. دانشمندان یو ـ کیو به آزمایش یکی از نقاط اشتراک این دو نظریه در مورد فوتون راضی شدند. پروفسور رالف می‌گوید: «تحقیق ما چشم‌اندازی را در مورد این که طبیعت ​کجا و چگونه خلاف پیش‌بینی نظریه‌پردازان ما رفتار می‌کند، در اختیارمان قرار می‌دهد.»

منبع: Spacedaily