سفر در زمان چگونه ممکن می‌شود؟

وجود تاکیون نه تنها درک ما از فیزیک را در هم می‌شکند، بلکه تسلط ما بر واقعیت به این شکلی که تا امروز آن را می‌شناختیم را از بین خواهد برد.

قوانین سفر با سرعتی فراتر از نور

سرعت نور، بسیار بالاست. هرچه یک شی سریع‌تر حرکت کند، انرژی بیشتری به دست می‌آورد ولی تئوری نسبیت به ما می‌گوید که جرم و انرژی یکسان هستند (فرمول معروف اینشتین یعنی E=Mc2 را به یاد بیاورید). پس هرچقدر اشیا سریع‌تر حرکت کنند، حجیم‌تر می‌شوند. تا زمانی که به نزدیکی سرعت نور برسید، این موضوع به چشم نمی‌آید. اما در این صورت هم انرژی و هم جرم از کنترل شما خارج می‌شوند. وقتی یک شی به سرعت نور نزدیک می‌شود، جرمش بیشتر شده و برای حرکت به انرژی بیشتری نیاز خواهد داشت. از همین رو تمام اشیای حجیم همیشه به سرعتی کمتر از سرعت نور محدود می‌شوند و تنها چیزهایی که می‌توانند با سرعت نور حرکت کنند، ذرات بدون جرم مثل فوتون‌ها هستند.

نسبیت به علاوه به ما می‌گوید که تصویر آئینه‌ای عجیبی در این قوانین آشنا وجود دارد. اگر یک نوع خاص از ذره در صحنه ظاهر شود که از قبل، سریع‌تر از نور حرکت می‌کرده، بنابراین مجبور می‌شود تا همیشه با سرعت نور حرکت کند و کاهش سرعت چنین ذره‌ای به انرژی زیادی نیاز خواهد داشت.

تمام ذرات شناخته شده در جهان، با سرعت نور یا کمتر از آن حرکت می‌کنند؛ اما در این میان، ذره فرضی تاکیون می‌تواند سرعت نور را شکست دهد. در این مسیر تنها یک مشکل پیش روست: وجود ذره تاکیون می‌تواند به نحوی اساسی که حتی به ذهنمان هم نمی‌رسد، جنبه‌ای از جهان فیزیکی ما را بازنویسی کند.

تاکیون‌ها از منطق علت و معلولی پیروی نمی‌کنند

مسئله اساسی در اینجا علیت است. به زبان ساده، علیت این اصل است که هر چیزی علتی دارد و هر علت منتهی به یک معلول خواهد شد و هر معلول، از یک علت می‌آید.

علیت زیربنای همه تجربیات ما در زندگی روزمره است. مثلا اگر می‌خواهم یک لیوان قهوه در لیوانم بریزم (یک معلول)، باید قهوه را از قوری داخل لیوان بریزم (یک علت). اگر ببینم که پنجره شکسته، تصور نمی‌کنم که به‌صورت اتفاقی و جادویی شکسته است و به دنبال توپی می‌گردم که فرزندم به سمت شیشه پرت کرده و گوشه‌ای افتاده است.

علیت نظمی منطقی را برای تمام اتفاقات در زندگی ما ایجاد می‌کند. این‌گونه است که ما جریان زمان را درک می‌کنیم. علت، منتهی به معلول می‌شود و این به نوبه خود به علت جدیدی تبدیل شده که معلول‌های جدیدی را به همراه خواهد داشت و همین‌طور از گذشته تا آینده ادامه پیدا خواهد کرد. گذشته شامل علل زیادی است که منتهی به واقعیت‌های کنونی می‌شوند و آینده مملو از معلول‌های احتمالی فراوانی است که بر پایه علت‌های حاضر بنا می‌گردند. زنجیره ناگسستنی علت و معلول، ساختار اساسی تجربه را تشکیل می‌دهد. ولی تاکیون‌ها می‌توانند این زنجیره را بشکنند.

نسبیت خاص فقط درباره محدودیت‌های سرعت در کیهان به ما نمی‌گوید. بلکه درباره ارتباط بین علت و معلول‌ها در کیهان نیز نکات مهمی را مطرح می‌کند. چون سرعت نور، بالاترین سرعت در کیهان است و در عین حال سریع‌ترین راه ممکن برای منتهی شدن یک علت به معلول است (چرا که این سریع‌ترین راهی است که چیزی می‌تواند حرکت کند.)

اگر بخواهم روی شانه شما ضربه‌ای بزنم، باید به سمت شما حرکت کرده و دستم را دراز کنم. سریع‌ترین حالت ممکن این است که با سرعت نور حرکت کنم. اگر شما به من نزدیک باشید، می‌توانم خیلی سریع روی شانه‌تان بزنم ولی اگر دور باشید، باید اول به سمتتان حرکت کنم. به معنای دیگر، سرعت نور می‌تواند تاثیرات من در جهان را محدود کند. هر چقدر اشیا دورتر باشند، بیشتر طول می‌کشد تا معلول اتفاق بیفتد.

اما اگر تاکیون‌ها وجود داشته باشند، درک ما از واقعیت کاملا تغییر خواهد کرد.

محدودیت سرعت حرکت اشیای متحرک هم محدودیتی برای سرعت علیت ایجاد می‌کند. اگر چیزی خیلی دور باشد و من زمان کافی برای رسیدن به آن را نداشته باشم، هرگز نمی‌توانم روی آن تاثیر بگذارم؛ چرا که سرعت نور مرا به درونش می‌کشد.

نقض تمام این قوانین با تاکیون‌ها

از آنجا که تاکیون‌ها سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند، می‌توان سناریوهای مختلفی تنظیم کرد که در آنها علت و معلول، ترتیب عادی و معقول همیشگی را نداشته باشند. مثلا می‌توان تصور کرد که من روی کره زمین نشسته‌ام و شما در یک سفینه فضایی در جایی دورتر هستید. هرکدام از ما یک فرستنده ویژه داریم که می‌تواند تاکیون‌هایی را با سرعتی بالاتر از سرعت نور ارسال و دریافت کند (درست مثل یک فیلم علمی تخیلی)

من برای شما یک پیغام می‌فرستم و این پیغام سریع‌تر از نور به شما می‌رسد. این بدان معناست که اگر شما یک تلسکوپ داشته باشید که به سمت من تنظیم شده باشد، شما قبل از آنکه مرا در حال ارسال پیغام ببینید، پیغام را دریافت می‌کنید. چون نوری که از من توسط تلسکوپ به شما می‌رسد، حداکثر با سرعت نور حرکت می‌کند. بعد شما می‌توانید جواب پیغام مرا بنویسید و برایم بفرستید.

مجددا قبل از آنکه شما مرا در حال ارسال پیغام اول دیده باشید، من جواب شما را دریافت می‌کنم. این بدان معنی است که شما به شکلی موثر جواب پیغام را در زمان گذشته ارسال می‌کنید و این یک ترفند ویژه است که تنها از طریق ذرات تاکیون که سریعتر از نور در دسترس هستند ممکن می‌شود.

البته این بسیار عجیب است ولی علیت را زیرپا نمی‌گذارد. بیایید با واقعیت پیش برویم. در این تنظیمات خیالی، فکر کنیم که فرستنده تاکیون من، نوعی مکانیزم خودتخریبی دارد؛ تنها برای مواقعی که پیغامی رمزگذاری شده و مخفی را دریافت کند. شما هم اتفاقا این پیغام مخفی را می‌دانید. شما وقتی پیغام من را دریافت می‌کنید و پاسخ آن را می‌دهید، سیگنال خودتخریبی را به فرستنده من می‌فرستید.

از آنجا که تاکیون‌ها سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند، پاسخ شما به پیغام اولیه من، در حقیقت قبل از آنکه من چیزی فرستاده باشم، می‌رسد. ولی پاسخ شما به فرستنده من دستور داده تا خودش را نابود کند و این در وهله اول، ارسال پیغام برای من را غیرممکن کرده است. ولی تنها راه دریافت این سینگال خودتخریبی این بود که من پیغامم را بفرستم و شما پاسخ دهید.

بالاخره چه شد؟ آیا من پیغامم را فرستادم؟ یا فرستنده من خودش را تخریب کرد؟ این یک تضاد بزرگ است که ناشی از حضور ذراتی به نام تاکیون است که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند و نظم طبیعی علت و معلول را می‌شکنند. از آنجا که تاکیون‌ها می‌توانند به گذشته سفر کنند، می‌توانند اثراتی را از قبل از علت‌ها ایجاد کنند که منجر به سناریوهای مختلف متناقض و مضحکی می‌شود.

آیا تاکیون‌ها واقعا وجود دارند؟

ما هیچ مدرکی مبنی بر عدم وجود تاکیون‌ها نداریم. در نظریه نسبیت هیچ چیزی نیست که احتمال وجود تاکیون‌ها را رد کند. اما اگر تاکیون‌ها وجود داشته باشند، درک ما از واقعیت را کاملا از بین می‌برند.

طبیعتا درک اساسی ما از واقعیت ممکن است اشتباه باشد و احتمال وجود تاکیون‌ها هم می‌تواند اولین قدم در بازنویسی مفروضات اساسی ما باشد. شاید هم ما در دنیایی منطقی و منظم زندگی می‌کنیم و مجبوریم چه بخواهیم و چه نخواهیم، هرکاری را کندتر از سرعت نور انجام دهیم.