سفر در زمان یکی از مفاهیم جذاب و چالش برانگیز علمی است که بسیاری از فیزیکدانان، نویسندگان و فیلمسازان را به خود جذب کرده است. ایده اینکه بتوانیم به گذشته یا آینده سفر کنیم و تاریخ یا زندگی خود را تغییر دهیم، بسیار جذاب است. اما آیا این امکان واقعا وجود دارد؟ و اگر بله، چگونه می‌توانیم یک ماشین زمان بسازیم؟
برای پاسخ به این سوال، باید ابتدا تعریف دقیقی از زمان داشته باشیم. زمان یک مفهوم فیزیکی است که به ما اجازه می‌دهد که رویدادهای مختلف را به ترتیب و با فاصله از هم مشخص کنیم. زمان یک بعد از فضا است که با سه بعد دیگر (طول، عرض و ارتفاع) تشکیل فضا-زمان را می‌دهد. فضا-زمان یک ساختار چهار بعدی است که توسط نظریه نسبیت عام انیشتین توصیف می‌شود. این نظریه نشان می‌دهد که فضا-زمان خمیده است و تحت تأثیر جرم و انرژی قرار دارد. همچنین نشان می‌دهد که زمان برای مشاهده کنندگان مختلف متفاوت است و به سرعت و جاذبه آنها بستگی دارد. به عبارت دیگر، زمان نسبی است و نه مطلق.
این نسبیت زمان باعث می‌شود که سفر در زمان به طور نظری امکان پذیر باشد. اگر بتوانیم با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت کنیم یا در نزدیکی یک جسم با جرم بسیار زیاد قرار بگیریم، می‌توانیم زمان را کند کنیم و به آینده سفر کنیم. این امر توسط فرمول اتساع زمان انیشتین نشان داده می‌شود که بیان می‌کند که زمان برای کسی که در حرکت است یا تحت تأثیر گرانش قوی است، کمتر از کسی که در حالت استراحت است یا تحت تأثیر گرانش کم است، می‌گذرد. به عنوان مثال، اگر شما در سال ۲۰۲۴ با یک فضاپیما با سرعت ۹۹ درصد سرعت نور به سفری ۱۰ ساله بروید، وقتی به زمین برگردید، سال ۲۰۶۴ خواهد بود. اما برای شما فقط ۱.۴ سال گذشته است. به این ترتیب، شما ۳۹.۶ سال به آینده سفر کرده اید.
اما چه زمانی می‌توانیم به گذشته سفر کنیم؟ این کار سخت‌تر از سفر به آینده است، زیرا نیاز به ایجاد یک حلقه زمانی دارد. یک حلقه زمانی یک مسیر فضا-زمانی است که به نقطه شروع خود برمی‌گردد. به عبارت دیگر، یک حلقه زمانی به ما اجازه می‌دهد که به یک زمانی که قبلاً گذشته است، برگردیم. اما چگونه می‌توانیم یک حلقه زمانی ایجاد کنیم؟
یکی از راه‌های ممکن برای ایجاد یک حلقه زمانی استفاده از یک سیاه چاله است. یک سیاه چاله یک جسم فضایی با جرم و گرانش بسیار زیاد است که هیچ چیز، حتی نور، نمی‌تواند از آن فرار کند. اگر بتوانیم یک سیاه چاله را به گونه‌ای بچرخانیم که یک میدان گرانشی گردابی ایجاد کند، ممکن است بتوانیم یک حلقه زمانی در داخل آن پیدا کنیم. این حلقه زمانی ممکن است به ما اجازه دهد که به گذشته برگردیم، اما با خطرات و محدودیت‌های زیادی همراه است. مثلاً، ممکن است نتوانیم از سیاه چاله خارج شویم یا به یک زمان و مکان مشخص برسیم.
یک راه دیگر برای ایجاد یک حلقه زمانی استفاده از یک سیلندر تیپلر است. این یک دستگاه فرضی است که توسط فیزیکدان فرانک تیپلر در سال ۱۹۷۴ معرفی شد. این یک سیلندر بسیار بزرگ و باریک است که با سرعت نزدیک به سرعت نور در اطراف محور خود می‌چرخد. اگر بتوانیم در اطراف این سیلندر حرکت کنیم، ممکن است بتوانیم یک حلقه زمانی پیدا کنیم که به ما اجازه دهد که به گذشته برگردیم. اما این روش هم مشکلاتی دارد. مثلاً، برای ایجاد یک سیلندر تیپلر، نیاز به یک جرم بی‌نهایت داریم که در عمل امکان پذیر نیست. همچنین، اگر به گذشته برگردیم، ممکن است با پارادوکس‌های منطقی روبرو شویم. مثلاً، اگر شما به گذشته برگردید و پدربزرگ خود را قبل از تولد پدر خود بکشید، چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا شما هنوز متولد می‌شوید یا نه؟
یک راه حل دیگر برای این پارادوکس‌ها استفاده از تفسیر جهان‌های موازی است. این تفسیر بر اساس نظریه کوانتومی است که بیان می‌کند که هر بار که یک رویداد احتمالی رخ می‌دهد، فضا-زمان به دو یا چند شاخه تقسیم می‌شود که هر کدام یک احتمال را نشان می‌دهند. به این ترتیب، ممکن است بتوانیم به یک شاخه دیگر از فضا-زمان که با گذشته ما مطابقت ندارد، برگردیم. به عنوان مثال، اگر شما به گذشته برگردید و پدربزرگ خود را بکشید، شما در واقع به یک جهان موازی می‌روید که در آن پدربزرگ شما مرده است و شما هرگز متولد نشده اید. اما در جهان اصلی خود، شما هنوز زنده هستید و پدربزرگ شما هم زنده بوده است. این روش هم مزایا و معایب خود را دارد. مزیت آن این است که می‌تواند پارادوکس‌های منطقی را حل کند. معایب آن این است که نیاز به وجود جهان‌های موازی بی‌شمار دارد که شاید واقعی نباشند. همچنین، اگر به یک جهان موازی برویم، دیگر نمی‌توانیم به جهان اصلی خود برگردیم.
به هر حال، سفر در زمان یک موضوع جذاب و پیچیده است که هنوز بسیاری از سوالات و چالش‌های آن پاسخ داده نشده است. شاید روزی بتوانیم یک ماشین زمان بسازیم که به ما اجازه دهد که به گذشته یا آینده سفر کنیم. اما اگر این کار را بکنیم، باید مراقب باشیم که اثرات و عواقب آن را در نظر بگیریم. آیا می‌خواهیم تاریخ یا زندگی خود را تغییر دهیم؟ آیا می‌توانیم با گذشته خود روبرو شویم؟ آیا می‌توانیم از مسئولیت کنونی خود فرار کنیم؟ اینها همه سوالاتی هستند که باید قبل از سفر در زمان به آنها فکر کنیم.
