آیا سفر در زمان به لحاظ فیزیکی ممکن است؟ 
ما خواه یا ناخواه در زمان سفر می کنیم، همه ی ما محکوم به سفر در زمان هستیم. در طول سال گذشته، من یک سال به جلو حرکت کرده ام و بنابراین شما هم همین طور. راه دیگر برای گفتن این مسئله این است که ما با سرعت ۱ ساعت در ساعت در زمان سفر می کنیم. اما سوال این است، آیا می توانیم سریع تر یا کندتر از ۱ ساعت در ساعت در زمان سفر کنیم؟ یا می توانیم به عقب برگردیم یا مثلا با سرعت ۲ ساعت در ساعت، یا ۱۰ یا ۱۰۰ سال در ساعت در زمان سفر کنیم؟ 

وقتی به سفرهای طولانی در زمان فکر می کنیم مبهوت می شویم. اگر به زمان گذشته سفر کنیم، چه اتفاقی می افتد؟ اگر در زمان به عقب برگردیم و مانع دیدار پدر و مادرتان شوید، چه می شود؟ آیا می توانید، جلوی تولد خودتان را بگیرید؟ شاید سفر در زمان به سبک های علمی تخیلی، بسیار بعید به نظر برسد، اما دانشمندان همواره به دنبال ماهیت مرموز برخی پدیده های مرتبط به زمان بوده اند تا رویای سفر در زمان را امکان پذیر کنند

ما همواره مجذوب ایده ی سفر در زمان بودیم 

آلبرت انیشتین فکر کرد، سه بُعد فضا با زمان مرتبط است که به عنوان بعد چهارم عمل می کند. او ساختار فضا-زمان را ابداع کرد و این همان مدلی است که ما امروز نیز از آن استفاده می کنیم. اما اینشتین همچنین فکر کرد که فضا-زمان را می توان خم کرد و یک میانبر بین دو مکان دور پدید آورد که همان کرم چاله نامید می شود. کرم چاله ها ممکن است به طور طبیعی در کیهان وجود داشته باشند. در واقع، دانشمندان در روسیه در حال تلاش برای شناسایی کرم چاله ها به وسیله تلسکوپ های رادیویی بسیار قوی هستند

اگرچه ما هنوز یک کرم چاله کشف نکرده ایم، اما بسیاری از دانشمندان، نظریه های متعددی در مورد نحوه ی رفتار و کارکرد کرم چاله ها مطرح کرده انداستیون هاوکینگ و کیپ تورن ، احتمالا شناخته شده ترین دانشمندان در این زمینه هستند. تورن، همان فیزیکدان نظری است که چند سال قبل، مشاور علمی کریستوفر نولان برای نوشتن نامه «میان ستاره ای» بود. او در اوا دهه ۱۹۸۰، گفت که یک کرم چاله می تواند به عنوان یک ماشین زمان عمل کند. بر اساس نظریه ی نسبیت عام، یک کرم چاله می تواند با اتصال دو نقطه ی دور به وسیله ی یک میانبر، به مانند یک پل فضا-زمان عمل کند

بسیاری از فرضیات سفر در زمان، مستقیما از نظریه های آلبرت انیشتین به دست آمدند 

اما استفاده از کرم چاله ها نمی تواند برای سفرهای ما در زمان ساده باشد. نزدیکترین آنها می تواند چندین سال نوری دورتر از ما باشد. و حتی اگر بتوانیم به کرم چاله ها دسترسی پیدا کنیم و با آنها سفر کنیم، هیچ تضمینی وجود ندارد که بدانیم در پایان سر از کجا در می آوریم. اما برخی فیزیکدانان فرض می کنند که ما ممکن است، بتوانیم در آینده کرم چاله ای بسازیم که روی آن کنترل داشته باشیم

تلاش هایی نیز در زمینه انجام شده است. سال ۲۰۱۵ بود که فیزیکدانان اسپانیایی برای نخستین بار یک کرم چاله کوچک مغناطیسی ساختند . آنها از آن برای اتصال دو نقطه از فضا استفاده د که یک میدان مغناطیسی بین دو انتهای آن به صورت نامرئی حرکت می کرد

در سال های اخیر، برخی از جنبه های خیالی نظریه های انیشتین ثابت شدند 

البته این مورد با آن کرم چاله ی گرانشی که گفتیم و می تواند به طور بالقوه، به انسان امکان سفر در فضا با سرعتی نزدیک به سرعت نور را بدهد متفاوت بود. اما این فیزیکدانان موفق به ساخت تونلی شده بودند که اجازه می داد یک میدان مغناطیسی از یک نقطه ناپدید شود و دوباره در نقطه ای دیگر ظاهر شود، یعنی همان چیزی که از یک کرم چاله انتظار می رود. اما در ابعاد بزرگ، دانشمندان تاکنون تنها توانسته اند این روند را شبیه سازی کنند. از این رو، هنوز به ساخت یک کرم چاله گرانشی نزدیک هم نشده ایم. در واقع ما برای ساخت چنین کرم چاله ای، نیاز به تولید مقادیر عظیمی انرژی گرانشی داریم که هنوز راهی برای آن پیدا نکرده ایم

موضوع دیگر اینکه چند احتمال مهم در سفر با این روش وجود دارد. یکی از مهم ترین آنها این واقعیت ساده است که هنگامی که کرم چاله را ساختیم، کرم چاله فقط به ما اجازه می دهد که به نقطه ی زمانی که ساخته شده، سفر کنیم. بنابراین ما قطعا نمی توانیم مثلا به دوره هخا ان سفر کنیم و ساختن ستون های تخت جمشید را تماشا کنیم

یکی دیگر از احتمالات این است که ما نیاز به روشی داریم که یکی از دهانه های کرم چاله را به سرعت نور برسانیم. تورن و همکارانش در مقاله ای که در سال ۱۹۸۸ منتشر د، فرض د که موجودات پیشرفته ای می توانند با کشیدن دهانه های کرم چاله به صورت گرانشی یا الکتریکی، چنین سرعتی را پدید بیاورند. با وجود این، ما نمی توانیم، این کار را حالا انجام دهیم. آنچه ما می توانیم انجام دهیم، سفر به آینده، آنهم فقط خیلی کم است

راد تیلور در صحنه ای از سینمایی «ماشین زمان (۱۹۶۰)» که اقتباسی از رمانی به همین نام اثر اچ.جی و است 

موضوع دیگر اینکه حتی اگر موفق به ساخت کرم چاله ها شویم، بر اساس پیش بینی قوانین فیزیک، کرم چاله ها عادت به فروپاشی دارند و هرچه در درون آنها باشد را نابود می کنند. از این رو، اگر می خواهیم از کرم چاله برای سفر در زمان استفاده کنیم، باید راهی برای جلوگیری از این اتفاق ناخوشایند پیدا کنیم

پدیده ی مرموز انرژی تاریک ممکن است یک راه حل دیگر باشد. در دهه ی ۱۹۹۰، اخترشناسان متوجه شدند که انبساط جهان، به جای آنکه مطابق انتظار، کندتر شود، در حال سریع تر شدن است. اخترشناسان دریافتند موردی وجود دارد که اثری ضد گرانش داشته و به جای کشیدن، به آن فشار وارد می کند. دانشمندان نمی دانند پدیده ای که با آن مواجه اند دقیقا چیست، اما آن را «انرژی تاریک» نام گذاری د که اکثر جهان را تشکیل می دهد

یک کرم چاله فقط زمانی می تواند برای سفر در زمان استفاده شود که دهانه ی آن برای مدت طولانی باز بماند تا اجازه ی سفر چیزی از درونش را بدهد. به عقیده فیزیکدانان در این مورد، ما نیاز به پدیده ای به نام انرژی منفی داریم. در واقع اگر قادر به درک انرژی تاریک شویم، ممکن است بتوانیم یک کرم چاله را به اندازه ای باز نگه داریم که بتوانیم از یک طرف به انتهای آن برسیم

اما وقتی بتوانیم یک کرم چاله بسازیم، قبل از اینکه بتوانیم، کرم چاله را به کار اندازیم و به گذشته یا آینده، سفر کنیم، نیاز به درک دقیق و کاملی از خودِ زمان داریم. یکی از نظریه های پیشرو در زمینه ی زمان این است که جهان یک بلوک بدون تغییر فضازمان است و مستقیما از معادلات اینشتین به دست آمده است

ویکتور استرادا دیاز ، اخترفیزیکدانی از اویدو در آستوریاس، اسپانیا در مکاتبه ای که با نگارنده داشت، می گوید


نکته ی مهم درمورد مفهوم فوق، این است که گذشته، حال و آینده همه به یک اندازه واقعی هستند. بنابراین از هر چیزی که تاکنون وجود داشته، وجود دارد یا به وجود خواهد آمد، همه به نوعی در ساختار فضازمان وجود دارند.

بر اساس نظریه «جهان بلوکی در حال رشد» (یا دید بلوکی در حال رشد)، گذشته و حال وجود دارد و آینده وجود ندارد. اکنون یک ویژگی عینی است که باید با یک نقطه کانونی در حال حرکت مقایسه شود. با گذشت زمان، جهان بیشتری شکل می گیرد یا بلوک های دیگری به جهان افزوده می شود؛ به همین دلیل است که گفته می شود، جهان بلوکی در حال رشد است. رشد بلوک در زمان حال اتفاق می افتد، یک تکه بسیار نازک از فضا-زمان، یعنی جایی است که بیشتر فضا-زمان به طور مداوم در حال شکل گیری می گیرد

نظریه ی جهان بلوکی همچنین نشان می دهد که گذشته، حال و آینده قبلا نوشته شدند، بنابراین اگر بتوانیم به نحوی به گذشته سفر کنیم، نمی توانیم تغییرش دهیم. برای نمونه، ما نمی توانیم مثلا پدر و مادر ی را بُکشیم تا فرزندانشان در آینده از بین بروند

دیاز توضیح می دهد


اگر بتوانیم از پیکان زمان به عقب برگردیم، در زمان بندی ما چیزی واقعی و قابل اثبات به وجود می آید. اما این اصل ما را نقض می کند، زیرا در یک لحظه، شما آینده ی خود را نمی دانید؛ زیرا اگر آن را بدانید دیگر فردی آزاد نیستید. و به همین ترتیب، نمی توانید از آینده ای که شما را تعریف می کند اجتناب کنید و نمی توانید گذشته ی خود را که بخشی از ذات شما است تغییر دهید.

در سال های اخیر، برخی از جنبه های خیالی نظریه های انیشتین ثابت شدند. آ ین و شاید هیجان انگیزترین آن، نظریه برجسته ای است که «اتساع زمان» نام دارد. اگرچه این نظریه دهه هاست که مورد بررسی قرار می گیرد؛ اما همین چند سال قبل بود که یک آزمایش آن را تایید کرد و نشان داد که اتساع زمان کاملا یک پدیده واقعی است. پدیده ای که می تواند به ما اجازه سفر به آینده را بدهد

اتساع زمان اساسا به این اشاره دارد که زمان برای یک ساعت در حال حرکت، بسیار آهسته تر از یک ساعت ثابت حرکت می کند. نیروی گرانش نیز بر این تفاوت زمان تاثیر می گذارد. هر قدر گرانش بیشتر باشد و سرعت حرکت ساعت بیشتر باشد، تفاوت در زمان بیشتر می شود. مثلا، سیاه چاله ها ، همانند سیاه چاله هایی که در میان ستاره ای نشان داده می شوند، به دلیل کشش شدید گرانشی، اتساع زمانی بسیار زیادی پدید می آورند

تصویر مفهومی از یک کرم چاله که می تواند همچون یک تونل عمل کند و میانبری بین نقاط مجزا در فضا-زمان به وجود بیاورد 

بسته به موقعیت و سرعت ما، زمان ممکن است برای ما از دیگران در بخش های مختلف فضازمان سریع تر یا کندتر بگذرد. و برای فضانوردان ایستگاه فضایی بین المللی، بدین معناست که آنها به مقدار بسیار کمی دیرتر از ما که روی زمین هستیم، پیر می شوند

این به دلیل اثر اتساع زمان است. به نظر می رسد که زمان در اشیاء عظیم، آهسته تر حرکت می کند، زیرا گرانش این اشیا ساختار فضازمان را خم می کند. این پدیده اتساع زمان گرانشی نام دارد. به طور خلاصه، زمان با افزایش گرانش، آهسته تر حرکت می کند. به همین دلیل است که زمان برای اشیاء نزدیک تر به مرکز زمین که گرانش در آن قوی تر است، کُندتر می گذرد

البته این بدین معنا نیست که تمام عمر خود را در یک زیرزمین بگذرانید تا از بقیه (که روی زمین زندگی می کنند) بیشتر عمر کنید. این اثر آنچنان که تصور می کنید، قابل مشاهده نیست. اگر برای تمام عمر در یک زیرزمینی زندگی کنید، تنها به اندازه ی ری از ثانیه از بقیه بیشتر عمر می کنید. بنابرین، افرادی که در کوه زندگی می کنند سریع تر از انی که در دریا زندگی می کنند، پیر می شوند

عامل دوم چیزی است که به آن «اتساع زمان سرعت» گفته می شود که در آن وقتی شما سریع تر حرکت می کنید، زمان کندتر می گذرد. مثال کلاسیک در این مورد همان پارادو دوقلوها است

یک دوقلو با فضاپیمایی که با سرعتی نزدیک به نور حرکت می کند، از زمین به فضا می رود و قلوی دیگر روی زمین می ماند. هنگامی که قلوی فضایی به زمین باز می گردد، او تنها چند سال پیرتر شده، اما وقتی خواهرش را می بیند، شوکه می شود، چرا که قلوی او ۱۰ سال پیرتر شده است. ناسا نمونه ی واقعی چنین آزمایشی را انجام داده است

در حالی که اسکات کِلی یک سال را در ایستگاه فضایی بین المللی سپری کرد، مارک بردار دوقلوی او به مدت ی ال در زمین به سر برد. اما اثر این پدیده چندان زیاد نیست. شواهد واقعی دیگری هم در دست است. هنگامی که دانشمندان یک ساعت اتمی را به مدار زمین فرستادند و برگرداندند و ساعت مشابه دیگری روی زمین باقی ماند، ساعتی که از فضا آمده بود، آهسته تر از ساعت زمینی حرکت می کرد. اما، بحث زمان حتی پیچیده تر نیز می شود، زیرا اتساع زمان گرانشی و اتساع زمان سرعت می تواند همزمان اتفاق بیافتند. یک مثال خوب در این مورد، فضانوردانی را که در ایستگاه فضایی بین المللی زندگی می کنند، در نظر بگیرید

فضانوردان ایستگاه فضایی بین المللی، کمی دیرتر از ما که روی زمین هستیم، پیر می شوند 

فضانوردان به طور متوسط در فاصله ی ۴۰۰ کیلومتری زمین شناورند، جایی که جاذبه گرانشی زمین ضعیف تر از سطح است. این بدین معناست که زمان باید برای آنها نسبت به مردم روی زمین سریع تر بگذرد. اما ایستگاه فضایی نیز با سرعت تقریبا نزدیک به ۲۸ هزار کیلومتر در ساعت به دور زمین می چرخد

سفر در زمان با تغییر ساختار فضازمان محیط پیرامون ماشین زمان امکان پذیر خواهد بود 
این بدین معنی است که زمان نیز باید برای فضانوردان نسبت به افراد روی سطحِ زمین کندتر بگذرد. شاید تصور کنید که این دو همدیگر را خنثی می کنند، اما اتساع زمان سرعت نسبت به اتساع زمان گرانشی تاثیر بیشتری دارد، در نتیجه، فضانوردان در مجموع از مردم روی زمین دیرتر پیر می شوند. اما این تفاوت قابل توجه نیست، پس از گذراندن شش ماه در ایستگاه فضایی، فضانوردان حدود ۵ صدم ثانیه جوان تر از بقیه ما خواهند بود که قابل اعتنا نیست. در واقع، زمانی که اسکات کلی پس از اقامت ۳۴۲ روزه به زمین بازگشت، تنها ۱ صدم ثانیه از برادر دوقلویش، مارک کلی جوان تر بود

با وجودی که طی دهه های اخیر دانشمندان بسیاری اعوجاج فضا-زمان را بررسی د تا راه های ممکن برای ساخت ماشین زمان پیدا کنند. اما هنوز نمی دانیم که آیا این روش هایی که مورد آزمایش قرار گرفتند، از جمله کرم چاله ها که خاصیتی میانبر دارند، برای اشیاء واقعی امکان پذیر هستند یا خیر

دیاز می گوید که تصور نمی کند، قبل از اینکه درک کاملی از فضا پیدا کنیم، بتوانیم ماشین زمان بسازیم. او توضیح می دهد


فکر می کنم که سفر در زمان با تغییر ساختار فضازمان محیط پیرامون ماشین زمان امکان پذیر خواهد بود. اما در این میان خطراتی هم وجود خواهند داشت: زمین، خورشید، حتی ک شان پویا هستند، موقعیت فیزیکی به دلیل حرکت مداوم همه چیز، همان موقعیت واقعی نخواهد بود. برای بازگشت به همان مکان در گذشته ای دور، نه تنها نیاز به سفر در زمان است، بلکه نیاز به سفر در فضا نیز خواهد بود، اما چگونه می توان موقعیت دقیق را محاسبه کرد؟ مورد دیگر اینکه ساخت ماشین زمان بدون ایجاد تغییرات قابل توجهی در ساختار فضا-زمانِ محیط پیرامون ماشین زمان ممکن نیست، اما چنین تغییراتی می تواند اثراتی، فاجعه بار و غیرقابل کنترل داشته باشد.

تا آن زمان، به دنبال راه های ساده تر بروید. یک راه آسان این است که به سادگی به جستجوی مسافران زمانی که در میان ما هستند (از همان دست آدم هایی مانند اندرو کارلسین) بروید. راه دیگر هم تماشای های سینمایی و سریال های تلویزیونی است که در آنها شخصیت هایی که مسافران زمان هستند به دلخواه به گذشته و آینده سفر می کنند. از  «میان ستاره ای (کریستوفر نولان)» تا سیاره میمون ها و  هوو . و اگر از علاقه مندان به آسمان شب هستید، همین حالا یک نمایش مهیج سفر در زمان در جریان است، کافی ست بیرون بروید و چشم به آسمان بدوزید. وقتی به ستارگان نگاه می کنید، گویی حقیقتا به گذشته نگاه می کنید، چرا که بسیاری از ستارگانی که در آسمانِ شب می بینیم، قبلا مُرده اند.