چگونه یک ماشین زمان بسازیم

How To Build A Time Machine; March 26, 2016 | by Steve Humble
http://www.iflscience.com/physics/how-build-time-machine

{آیا دکتری در این خانه هست؟}
هر چندگاهی، همگی ما به رویاهایی درباره سفر در زمان فرو می رویم. ایا بازگشت به نقطه معینی در گذشته برای تغییر یک تصمیم بد یا زندگی دوباره یک تجربه شگفت آور نیست- آن ایام خوش گذشته کودکی، آن شبی که یک اسکار بردید-یا بسرعت جلو رفتن تا ببینیم در آینده دور چه خواهد شد.
اسرار سفر در زمان پر از هیجان و شگفتی است-صدایتان را می شنوم که می گویید «اما این علم نیست». شاید شما هم فکر می کنید که این دقیقا شبیه ریاضیاتی نیست که در مدرسه یاد گرفتید. خوب، از اینکه بشنوید چنین هست شگفت زده می شوید.
در حال حاضر اخبار زیادی در مورد کشف امواج گرانشی هست که مطرح می کند این آزمون و پژوهش های اینده می تواند اسراری را درباره جهان فاش سازد. یکی از دلایلی که فیزیکدان ها معتقدند این امر حقیقت دارد در پیوند با کشف های بزرگ علمی در گذشته است و این واقعیت که ما ممکن است به لحظه یگانه سازی رسیده باشیم و گام دیگری برای نزدیکی به نظریه همه چیز برداشته باشیم.

بسوی نظریه همه چیز
ما از زمان ایزاک نیوتون می دانیم که جرم بطور جدانشدنی به گرانش پیوند خورده است. لحظه یگانگی او نخستین حدس مشهوری بود که او در حالِ صرفِ چای عصرانه زیر درخت سیبی در وولزتروپ(Woolsthorpe) نشسته بود هنگامی که ناگهان سیبی روی سرش افتاد.

{نیوتون: چیزهای بزرگ سرآغاز فروتنانه ای دارند.}

این رویداد نیوتون را به فکر واداشت که همان نیرو می تواند مسوول هم افتادن سیب به زمین و گردش ماه سوی زمین در مدارش باشد. او ادامه داد تا نشان دهد که این برای همه اجرام واقعیت دارد و اینکه همه اجرام اسمانی بدلیل گرانش یکدیگر را جذب می کنند. در خلاصه روزنامه های آن زمان، این امر اعلام شد: « ما فقط اجرامی هستیم که بدلیل برهمکنش های گرانشی نیوتون بسوی یکدیگر جذب می شویم» و این که «عشق یک قانون گرانشی است».

انیشتین

در اوایل قرن بیستم، نیشتین با نظریه نسبیت عام خودش بیشتر جلو رفت و نشان داد که جرم و گرانش با زمان پیوند دارند؛ باز یک لحظه یگانگی دیگر.
انیشتین در 1879 زاده شد و تا 1905 مقاله ای را منتشر کرده بود که شیوه نگرش ما به دنیا را تغییر داد. این مقاله یک تغییر بنیادی در شیوه نگرش ما به نور ایجاد کرد. تا آن زمان، هیچکس خیلی درباره سرعت نور نمی اندیشید- سرعت نور فقط یک ثابت جهانی دیگر بود که فیزیکدانان تجربی تلاش کرده بودند با دقت بسیار بیشتری آن را محاسبه نمایند. درک ناچیزی درباره اینکه امواج نوری چه تفاوت بنیادی با امواج صوتی و امواج آب دارند وجود داشت.

{افکار بزرگ انیشتین}
اما با استفاده از ریاضیاتی که در مدرسه آموخته اید-نظریه فیثاغورث- و با کمی کمک از اتساع زمانی انیشتین می توانید نشان دهید که زمان برای کسی که در حرکت است آهسته خواهد شد.
نظریه انیشتین می گوید که اگر می خواهید زمان آهسته شود- در اصل برای سفر در زمان-لازم است سریع حرکت کنید، خیلی سریع! برای مثال، تصور کنید در یک ماموریت در سال 2000 از زمین حرکت کنید. برنامه زمانی شما این است که تا سال 2032 به درو از زمین باشید و با نود و پنج درصد سرعت نور سفر کنید(در حدود 285000 کیلومتر در ثانیه). شگفت انگیز است که در برگشت شما، ساعت شما می گوید سال 2010 است علیرغم اینکه روی زمین سال 2032 است و شما 22 سال جوانتر از کسی هستید که در این مدت در زمین پشت سر گذاشتید. این اتساع زمانی است و در سرعت های آهسته تر نیز کار می کند گر چه تا درجه ای بسیار بسیار کمتر.

پس برویم
اما مانعی هست-285000کیلومتر در ثانیه خیلی خیلی سریع است. سریع ترین وسیله نقلیه زمینی حتی نمی تواند تا یک کیلومتر در ثانیه برود و حتی یک فضاپیما زمانی که از جوّ زمین فرار می کند سرعت نسبتا رقت انگیز ده کیلومتر در ثانیه دارد. حتی اگر بتوانیم به این سرعت ها برسیم، این پرسش باقی می ماند که آیا می توانیم از تنش آن روی بدن مان جان سالم بدر بریم/ پس سفر در زمان بسوی اینده امکان پذیر است اما در حال حاضر، کمی بیش از حد دشوار است. در مورد سفر به گذشته چطور.
شما را نمی دانم اما خود من هر وقت مقالاتی درباره سفر در زمان می خوانم همیشه احساس می کنم یک کمی سرم کلاه گذاشته شده. همه این حقایق بمن گفته شده اما هیچکس بمن نمی گوید چطوری یک ماشین زمان بسازم. پس برای آنکه شما هم احساس نکنید سرتان کلاه می گذارم؛ اینجا طرحی برای ساختن چنین چیزی را دنبال کنید با سپاس زیاد از پرفسور فرانک تیپلر (Frank Tipler). تیپلر در 1974مقاله ای منتشر کرده که چگونه یک ماشین زمان، یک سیلندر تیپلر بسازیم. این ماشین شما را قادر می سازد که در زمان به گذشته سفر کنید.

{باتری ها و سیلندری که جرم خورشید را بحساب نیاورده }
نخست آنکه لازم است پول بسیار زیادی داشته باشید تا یک سیلندر بزرگ بخرید. هنگامی که می گویم بزرگ، شاید به درازای یکصد کیلومتر. لازم است این سیلندر حداقل به جرم خورشید باشد اما بسیار متراکم تر. سپس لازم است شما شروع به چرخاندن آن حول محوری کنید ، سریع تر و سریع تر تا اینکه آنقدر سریع بگردد که بافت زمان و فضار ا مختل کند- شما می توانید موجی از امواج گرانشی را که از این سازه بسوی شما می اید تشخیص دهید.
همچنین لازم است یک هشدار برای سلامتی هم بدهم زیرا نزدیک شدن به چنین سازه متراکمی، مسایلی را پیش می آورد. جرم زمین ما را به سوی سطح خودش می کشاند اما نزدیک شدن به چنینی شیئی فشرده و سنگینی می تواند بسیار بسیار خطرناک باشد- این شیئی شما را بسوی خودش می کشاند و کاملا لِه می کند.
با این همه، اگر بتوانید این مساله له شدن را دور بزنید، به سیلندر در حال چرخش نزدیک شوید و شروع به دنبال کردن چرخشِ آن بکنید-همانطور که نزدیک می شوید، چیزهای عجیبی شروع به اتفاق افتادن می کند. مسیرتان که بطور عادی شما را در آینده بسوی جلو حرکت می دهد تغییر می کند زیرا حرکت در اطراف این سیلندر در جهتِ چرخش شما را در زمان به عقب برمی گرداند. این ماشین جهت زمان را بسوی گذشته فرو می پاشد، هر قدر طولانی تر چرخش ماشین را دنبال کنید بیشتر در زمان به عقب خواهید رفت. برای بازگرداندن حرکت به وضعیت عادی، بسادگی باید از سیلندر دور شد، به سوی زمین بازگشت و شما به حال حاضر باز می گردید- گر چه حال حاضر در گذشته ای که سفر در زمان را شروع کردید.
اما باید مراقب باشید آنجا چه می کنید. بازیگوشی زیاد با گذشته-مثل مارتی مک فلای در فیلم «بازگشت به آینده»-شما نخستین وعده ملاقات والدین خودتان را بهم می زنید یا حتی شانس زاده شدن خودتان را از بین می برید. زمان می تواند مثل این مضحک باشد.