آیا ارسال پیام به گذشته ممکن می‌شود؟

ایده ارسال پیام به گذشته سال‌هاست که یکی از جذاب‌ترین موضوعات علمی و داستان‌های علمی‌تخیلی به شمار می‌رود. اکنون پژوهشگران با بازنگری در یک آزمایش ذهنی قدیمی آلبرت اینشتین، بار دیگر این پرسش را مطرح کرده‌اند که آیا چنین چیزی از نظر فیزیک امکان‌پذیر است یا خیر.

این فناوری فرضی که «تلفن ضدتاکیونی» (Tachyonic Anti-Telephone) نام دارد، بر پایه ذراتی فرضی به نام تاکیون‌ها بنا شده است؛ ذراتی که اگر وجود داشته باشند، می‌توانند سریع‌تر از نور حرکت کنند و حتی امکان ارسال پیام به گذشته را فراهم آورند.

با این حال، تاکیون‌ها تاکنون هرگز مشاهده نشده‌اند و این ایده همچنان در حد یک آزمایش ذهنی باقی مانده است. با وجود این، دانشمندان معتقدند بررسی چنین مفاهیمی می‌تواند به درک بهتر محدودیت‌های فیزیک و ماهیت زمان کمک کند.

آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۷ و در قالب یک آزمایش ذهنی، مفهوم «تلفن ضدتاکیونی» را مطرح کرد؛ دستگاهی فرضی که در صورت وجود ذرات سریع‌تر از نور، می‌توانست پیام‌هایی را به گذشته ارسال کند.

طبق نظریه نسبیت خاص، هیچ ذره‌ای که سرعتش کمتر از نور باشد، نمی‌تواند از سرعت نور عبور کند، زیرا برای این کار به انرژی بی‌نهایت نیاز خواهد داشت.

با این حال، رابرت ارلیش، استاد بازنشسته فیزیک دانشگاه جورج میسون، توضیح می‌دهد که اینشتین هرگز وجود ذراتی را که ذاتاً همیشه سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند رد نکرده بود و همین موضوع، پایه شکل‌گیری مفهوم تاکیون‌ها شد.

ارلیش سال‌هاست روی احتمال وجود نوترینوهای ابرنور (Superluminal Neutrinos) تحقیق می‌کند؛ ذراتی فرضی که شاید بتوانند سریع‌تر از نور حرکت کنند.

او در پژوهشی که به‌تازگی در پایگاه arXiv منتشر کرده، داده‌های ابرنواختر مشهور SN 1987A را دوباره بررسی کرده است. این انفجار ستاره‌ای که در سال ۱۹۸۷ رخ داد، در فاصله حدود ۱۶۸ هزار سال نوری از زمین قرار داشت و چهار آشکارساز مختلف موفق به ثبت نوترینوهای آن شدند.

سه آشکارساز، نوترینوها را چند ثانیه پس از انفجار ثبت کردند، اما یک آشکارساز کوچک‌تر که زیر کوه مون‌بلان قرار داشت، حدود پنج ساعت زودتر پنج نوترینو را شناسایی کرد.

ارلیش معتقد است اگر ثابت شود این نوترینوها واقعاً متعلق به همان ابرنواختر بوده‌اند، شاید بتوان محدودیت‌های جدیدی برای جرم نوترینوها تعیین کرد و حتی احتمال وجود ذرات سریع‌تر از نور را بررسی کرد.

البته او تأکید می‌کند که بیشتر فیزیکدانان این احتمال را نمی‌پذیرند و باور دارند داده‌های آشکارساز مون‌بلان ارتباطی با انفجار ابرنواختر نداشته است.

از آنجا که ابرنواخترهای نزدیک به زمین بسیار نادر هستند و به‌طور متوسط تنها دو بار در هر قرن رخ می‌دهند، ارلیش امیدوار است در آینده انفجار مشابه دیگری ثبت شود تا بتوان این فرضیه را آزمایش کرد.

راه دیگر نیز اندازه‌گیری دقیق جرم نوترینوها در آزمایشگاه است؛ کاری که پروژه KATRIN در آلمان در حال انجام آن است.

باراک شوشانی، استاد فیزیک دانشگاه بروک کانادا، سال‌هاست روی مفاهیم سفر در زمان و رابطه علت و معلول تحقیق می‌کند.

او توضیح می‌دهد که بیشتر پژوهش‌هایش صرفاً آزمایش‌های ذهنی هستند و قرار نیست فناوری واقعی را توصیف کنند، بلکه هدف آن‌ها بررسی مرزهای نظریه‌های فیزیک است.

یکی از مشهورترین مشکلات سفر در زمان، پارادوکس پدربزرگ است؛ این ایده که اگر فردی به گذشته برگردد و مانع تولد والدین یا پدربزرگ خود شود، دیگر خودش نیز هرگز متولد نخواهد شد.

شوشانی برای توضیح این موضوع مثال ساده‌ای مطرح می‌کند.

فرض کنید در سال ۲۰۲۷ بتوانید پیامی به سال ۲۰۲۶ بفرستید. حال تصمیم بگیرید اگر در سال ۲۰۲۶ پیامی دریافت کردید، در سال ۲۰۲۷ دیگر آن پیام را ارسال نکنید؛ اما اگر پیامی دریافت نکردید، آن را ارسال کنید.

در این حالت، پیام تنها زمانی ارسال می‌شود که ارسال نشده باشد و این دقیقاً همان پارادوکسی است که قوانین علت و معلول را زیر سؤال می‌برد.

به گفته شوشانی، پذیرش وجود تاکیون‌ها نیازمند شواهدی بسیار قوی است؛ زیرا نظریه میدان‌های کوانتومی، که یکی از بنیادی‌ترین نظریه‌های فیزیک مدرن محسوب می‌شود، وجود چنین ذراتی را مجاز نمی‌داند.

او می‌گوید تاکنون هیچ آزمایش معتبری موفق به مشاهده تاکیون‌ها نشده است و اگر روزی وجود آن‌ها اثبات شود، دانشمندان ناچار خواهند بود بخش مهمی از نظریه‌های کنونی فیزیک را بازنویسی یا به‌طور اساسی اصلاح کنند.

در حال حاضر، تاکیون‌ها و تلفن ضدتاکیونی صرفاً مفاهیمی نظری هستند و هیچ کاربرد عملی برای آن‌ها وجود ندارد.

با این حال، پژوهشگران همچنان این ایده‌ها را بررسی می‌کنند؛ زیرا حتی اگر هرگز نتوان به گذشته پیام فرستاد، مطالعه چنین سناریوهایی می‌تواند درک ما از زمان، علیت و ساختار بنیادی جهان را عمیق‌تر کند.