بیشترین چیزی که ما از زمان می‌دانیم، تا حد کمی شبیه به آن چیزی است که تجربه می‌کنیم. گذشت زمان، به عنوان جریان یکپارچه‌ای که ما را از گذشته‌ای که امکان بازگشت به آن وجود ندارد، به آینده‌ای که هیچ شناختی نسبت به آن نداریم، انتقال می‌دهد، اساسی‌ترین تجربه ما از وجود زمان است. مجله New Scientist در جدیدترین شماره خود به بررسی زمان و ابعاد آن پرداخته است.
برترین نظریه‌هایی که درباره زمان مطرح می‌شوند بر این نکته تأکید دارند که زمان در جریان نیست و گذشته، حال و آینده را نمی‌توان به طور قابل‌ملاحظه‌ای تعریف کرد. حتی یک زمان مشخص وجود ندارد که ترتیب اتفاقات را هدایت کند. در واقع، شاید ما نباید از نادیده گرفتن زمان نگران باشیم.
حدود یک قرن پیش، آلبرت انیشیتن ایده ما را درباره زمان متحول کرد. نظریه‌های او درباره نسبیت، به زمان، به عنوان بخشی از فضا- زمان، هویت فیزیکی داد. نظریه انیشتین به لحاظ ریاضیاتی و از سوی متخصصان مورد تأیید قرار گرفت. این درست است که فضا و زمان، اجرام و اتفاقات را جدا می‌کند اما ما حداقل در تئوری آزاد هستیم که به هر اندازه که در فضا هستیم، حرکت کنیم. از سوی دیگر، زمان، مسیر مسافرت را به ما دیکته کرده و آن‌گونه که ما را از گذشته به آینده منتقل می‌کند، در واقع، ما را در حضوری ابدی تسخیر می‌کند.
آغاز مرموز
با ردیابی جهان در زمان، از زمان حال تا به آغاز، شما در مسیری معقول‌تر قرار می‌گیرید. شما مدرکی دال بر آن ندارید که گشتاوری جهان در حال افزایش است؛ بلکه تنها می‌تواند یک پدیده مکانی باشد؛ مانند یک موج سرما در آب و هوای گرم جهانی. قانون دوم ترمودینامیک تنها در مورد سیستم‌های بسته‌ای به کار می‌رود که تمام انرژی آن بدون تغییر باقی می‌ماند و کاربرد این مسئله در جهان هستی بارز است.
دانشمندان این پرسش را مطرح می‌کنند که آیا جهان هستی داخل چیزی مانند جعبه قرار گرفته است؟ شواهدی دال بر آن وجود دارد که جهان بدون محدودیت در حال گسترش است. در صورت محقق بودن این مسئله، محدودیت‌ها بر پایه گشتاور به کار نمی‌رود. طبق قانون نسبیت، برای فوتون‌هایی که از فضای خلأ با سرعت نور می‌گذرند، زمان بی‌نهایت وسیع است بنابراین، متوقف می‌شود.
زمان، سمت‌وسو ندارد
لغو زمان مطلق در نظریه نسبیت به این معناست که این بخش از زمان، دیگر نظریه‌های پایه فیزیکی را مشخص می‌کند که از قوانین دینامیک نیوتن گرفته تا معادله‌هایی که تحول جهان کوانتوم را هدایت می‌کند، در برمی‌گیرد. این قانون نسبیت، هیچ جهتی به زمان نمی‌دهد، بلکه زمان تنها زمان «حال» است. این در حالی است که زمان، مسیر مسافرت را مشخص می‌کند و ما را به حرکت وامی‌دارد و به آینده‌ای خوش رهنمون می‌کند.
تئوری‌های کوانتوم و نسبیت در بسیاری از موارد با یکدیگر اختلاف دارند. در معادله‌های نظریه کوانتوم، زمان مانند نظریه نسبیت، بخش دینامیک و سازگار با جهان هستی نیست؛ بلکه مانند ضربه ثابتی است که در جایی خارج از جهان هستی برخلاف آنچه در واقعیت اتفاق می‌افتد، به صدا درمی‌آید. دانشمندان معتقدند که تیرهای زمان از تعاملات بین اجرام کوانتومی میکروسکوپی مانند اتم‌ها، فوتون‌های نور و امثال آن و نیز اجرام کلاسیک میکروسکوپی ایجاد می‌شوند که خصوصیات این اجرام را اندازه‌گیری می‌کنند. ارزیابی و اندازه‌گیری در دنیای کوانتوم از اهمیت بالایی برخوردار است. پیش از ارزیابی، ما تنها قابلیت‌هایی را در اختیار داریم که به موقعیت یا گشتاور اجرام کوانتومی مربوط می‌شوند.
دانشمندان بر این باورند که دانش ما از دنیای کوانتوم حتی بعد از ارزیابی‌ها و اندازه‌گیری‌ها هنوز هم محدود است. هر چه ویژگی‌های اجرام را مانند موقعیت آن‌ها، دقیق‌تر بشناسیم، در تعیین ویژگی‌های اجرام دیگر مانند گشتاور محدودتر می‌شویم. تنوع واقعی فیزیک پایه به معنای گذر زمان نیست بلکه غیرقابل تولید بودن پیامدهای آزمایش‌های کوانتومی است. این بدان معناست که زمان یک اصل پایه نیست و در واقع، ترتیب زمانی در دنیای کوانتوم وجود ندارد.
زمان، «حال» ندارد
نظریه نسبیت انیشتین همچنین بر این موضوع تأکید می‌کند که گذر زمان با توجه به حرکت اجرامی که زمان گذر کم‌تری دارند، تحت تأثیر حرکت است. بنابراین، این مسئله نه‌تنها به مقدار گذر زمان از مکانی به مکان دیگر، اشاره دارد، بلکه محققان با بررسی مکانی یکسان، به سرعت‌های مختلف توجه می‌کنند که مقادیر مختلفی از گذر زمان را دربرمی‌گیرند.
درواقع، هر اتفاقی، گذشته خود را دارد که از مناطقی تشکیل شده است که در آن، سیگنال‌ها با سرعت نور حرکت می‌کنند. هر اتفاق، آینده‌ای هم دارد که از مناطقی شکل یافته است که در آن، سیگنال‌های نوری قادر به نفوذ و درک اثر آن باشند. دانشمندان، این گذشته‌ها و آینده‌ها را به شکل متفاوتی بررسی می‌کنند. خارج از هر کدام از آن‌ها نیز گذشته‌ها و آینده‌هایی تعریف شده‌اند که رشته‌های گسترده‌ای از کیهان هستند که نه گذشته و نه آینده را تشکیل می‌دهند، اما زمان «حال» هم نیستند. تعریف ما از زمان، بار دیگر زاییده تجربیات ماست و در تشریح این‌که کدام مناطق ممکن است وجود داشته باشند، عاجزیم.
زمان کوانتوم نیست
بیشتر فیزیکدانان بر این باورند که نظریه نسبیت انیشتین حسن خدامی برای واژه زمان است. زمان از میدان مغناطیسی شکل می‌گیرد و تمام میدان‌ها و نیروهای دیگری که می‌شناسیم، توسط فیزیک کوانتوم تعریف می‌شوند. جاذبه هم ممکن است در این میان نقش داشته باشد. تنها با برقراری اتحاد بین درک جاذبه و پدیده کوانتوم می‌توان امیدوار بود که به فهم کاملی از زمان دست پیدا کنیم.
برای دسترسی به جدیدترین شماره مجله NewScientist فایل پیوست را ملاحظه فرمائید.
مترجم: ندا اظهری
No tags for this post.