ادعای یک فیزیکدان: پارادوکس پدربزرگ مانع سفر در زمان نیست

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های سفر در زمان در تناقض‌هایی است که ایجاد می‌کند. پارادوکس پدربزرگ تنها یکی از این تناقض‌ها است. این مشکلات به این دلیل به وجود می‌آیند که فرض می‌کنیم قوانین ترمودینامیک، قوانین حاکم بر گرما و انرژی به‌طورمعمول در یک حلقه زمانی عمل می‌کنند. به گفته‌ی گاواسینو:

در واقع قانون افزایش آنتروپی، کمیتی ترمودینامیکی که درجه بی‌نظمی یک سامانه را اندازه می‌گیرد، تنها قانون فیزیک است که بین گذشته و آینده تمایز قائل می‌شود. تا جایی که می‌دانیم، آنتروپی تنها دلیلی است که رویدادهای گذشته را به خاطر می‌آوریم و نمی‌توانیم آینده را پیش‌بینی کنیم.

آنتروپی بر بسیاری از تجربه‌های روزانه ما از نحوه پیری بدن تا چگونگی پردازش خاطرات نظارت می‌کند. حتی کارهای ساده مثل راه رفتن، متکی بر اصطکاک هستند که خود آنتروپی را افزایش می‌دهد؛ بنابراین چگونه این فرآیندها در یک حلقه‌ی زمانی رفتار می‌کنند؟

به‌گزارش لایوساینس، پژوهش گاواسینو که ۱۲ دسامبر ۲۰۲۴ در مجله‌ی گرانش کوانتومی و کلاسیک منتشر شد، راه‌حل جالبی را ارائه می‌دهد. او با الهام‌گرفتن از پژوهش کارلو روولی، فیزیکدان ایتالیایی نشان داد که رفتار ترمودینامیک اساسا در یک منحنی بسته زمانی تغییر می‌کند. در چنین حلقه‌ای، نوسان‌های کوانتومی به وجود می‌آیند که می‌توانند آنتروپی را پاک کنند؛ فرآیندی که اساسا با آنچه در زندگی روزمره تجربه می‌کنیم متفاوت است.

نوسان‌های کوانتومی می‌توانند تأثیرات شگرفی بر مسافر زمان داشته باشند. به عنوان مثال با کاهش آنتروپی ممکن است حافظه‌ی فرد ناپدید و پیری معکوس شود. گاواسینو این پرسش را مطرح می‌کند: افزایش آنتروپی دلیل مرگ ماست. وقتی مرگ را وارونه کنید چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ این پدیده حتی می‌تواند رویدادهای برگشت‌ناپذیر مثل کشتن پدربزرگ خود را به رویدادهای موقتی در یک حلقه زمانی تبدیل کند و این پارادوکس را به طور کلی از بین ببرد. گاواسینو می‌گوید:

بیشتر فیزیکدان‌ها و فیلسوف‌های گذشته استدلال کرده‌اند که اگر سفر در زمان وجود داشته باشد، طبیعت همیشه راهی برای جلوگیری از موقعیت‌های متناقض پیدا می‌کند. براساس اصل خودسازگاری، همه چیز باید برای ایجاد یک داستان منسجم و منطقی هماهنگ باشد. کار من ارائه‌ی اولین استدلال دقیق از این اصل خودسازگاری است که از فیزیک تثبیت‌شده سرچشمه می‌گیرد. به طور خاص من چارچوب استاندارد مکانیک کوانتوم را بدون فرضیه‌های اضافی یا بحث‌برانگیز به کار بردم و نشان دادم که خودسازگاری تاریخ به طور طبیعی از قوانین کوانتومی حاصل می‌شود.

در حالی که یافته‌های گاواسینو چارچوب نظری قانع‌کننده‌ای را برای سفر در زمان ارائه می‌دهند، این پرسش همچنان باقی است: آیا منحنی‌های بسته‌ی زمانی‌مانند، در جهان واقعی وجود دارند؟ اغلب دانشمندان دراین‌باره تردید دارند. به عنوان مثال در سال ۱۹۹۲، استیون هاوکینگ با ارائه‌ی فرضیه‌ی معروف «حدس حفاظت از گاه‌شماری»، پیشنهاد کرد که قوانین فیزیک ممکن است در وهله اول مانع از تشکیل حلقه‌های زمانی شوند. این فرض می‌تواند شامل تبدیل‌شدن فضا زمان یا شکستن آن درست پیش از ایجاد حلقه باشد.

حتی اگر حلقه‌های زمانی وجود نداشته باشند، درک و مدلسازی آن‌ها می‌تواند دیدگاه‌هایی را درباره‌ی پدیده‌های واقعی ارائه دهد. برای مثال با بررسی چگونگی تکامل و رفتار آنتروپی واقعی در امتداد یک مسیر بسته در مقیاس زیراتمی می‌توان به دیدگاه‌های شگفت‌انگیزی درباره‌ی رفتار سیستم‌های زیراتمی و ترمودینامیک آن‌ها رسید.