یک فیزیکدان مدعی است که توانسته «پارادوکس پدربزرگ» را حل کند و به این ترتیب، سفر در زمان را از نظر نظری ممکن سازد.
پارادوکس پدربزرگ تنها یکی از مشکلات در منطق است که با مفهوم سفر در زمان به وجود می‌آید، حالا یک فیزیکدان می‌گوید آن را حل کرده است.
به گزارش فرارو از لایو ساینس، سفر در زمان مدت‌هاست که به دلیل «پارادوکس پدربزرگ» غیرممکن اعلام شده است. این معما می‌پرسد اگر کسی به گذشته سفر کند و پدربزرگش را از بچه دار شدن باز دارد، در نتیجه خودش نیز به دنیا نیاید و این مسافر هیچوقت اتفاق نیافتد، چه می‌شود؟ یک مطالعه جدید ممکن است این مشکل را حل کرده باشد.
این مطالعه با ترکیب نسبیت عام، مکانیک کوانتومی و ترمودینامیک نشان می‌دهد که سفر در زمان بدون اینکه منجر به این تضادهای منطقی شود نیز ممکن است. درک روزمره ما از زمان ریشه در فیزیک نیوتنی دارد، جایی که رویدادها به صورت خطی از گذشته به آینده پیشرفت می‌کنند. با این حال نظریه نسبیت عام اینشتین که در سال ۱۹۱۵ تکمیل شد، این فرض شهودی را به چالش می‌کشد. این فرضیه نشان می‌دهد که بافت فضا-زمان می‌تواند به گونه‌ای رفتار کند که با عقل سلیم در تضاد است؛ همانطور که توسط پدیده‌هایی مانند سیاهچالهها نشان داده می‌شود.
یکی از جذاب‌ترین پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام، وجود بالقوه منحنی‌های زمان‌مانند بسته است، مسیرهایی در فضا-زمان که به دور خودشان حلقه می‌زنند و از نظر تئوری به مسافر اجازه می‌دهند که گذشته را دوباره ببیند. لورنزو گااسینو، فیزیکدان دانشگاه وندربیلت و نویسنده این مطالعه، گفت: «در نسبیت عام، همه اشکال انرژی و تکانه به‌عنوان منابع گرانش عمل می‌کنند و نه فقط جرم. این بدان معناست که اگر ماده در حال چرخش باشد، می‌تواند فضا-زمان را به همراه خود بکشد.
در حالی که این اثر روی سیارات و ستارگان ناچیز است، اگر کل جهان در حال چرخش بود چه می‌شد؟» در جهانی که همه مواد در آن می‌چرخند، فضا-زمان می‌تواند به قدری منحرف شود که زمان عملاً به سمت خود خم می‌شود و یک حلقه تشکیل می‌دهد.
یک سفینه فضایی که در امتداد چنین حلقه‌ای حرکت می‌کند، از نظر تئوری می‌تواند به نقطه شروع خود بازگردد، نه تنها در فضا بلکه در زمان. در حالی که به نظر می‌رسد جهان ما به عنوان یک کل به این شکل نمی‌چرخد، توده‌های چرخان مانند سیاهچالهها می‌توانند اثرات مشابهی ایجاد کنند و محیط‌های بالقوه‌ای برای منحنی‌های بسته زمانی ایجاد کنند.
پارادوکس‌های سفر در زمان
یکی از بزرگترین چالش‌های سفر در زمان در پارادوکس‌هایی است که ایجاد می‌کند. پارادوکس پدربزرگ تنها یک مثال است. این مسائل به این دلیل به وجود می‌آیند که ما فرض می‌کنیم قوانین ترمودینامیک، قوانین حاکم بر گرما و انرژی، به طور معمول در یک حلقه زمانی نیز عمل می‌کنند.
گاواسینو گفت: «در واقع، قانون افزایش آنتروپی، کمیتی ترمودینامیکی که درجه بی‌نظمی در یک سیستم را اندازه می‌گیرد، تنها قانون فیزیک است که بین گذشته و آینده تمایز قائل می‌شود. تا آنجا که می‌دانیم، آنتروپی تنها دلیلی است که رویدادهای گذشته را به خاطر می‌آوریم و نمی‌توانیم رویدادهای آینده را پیش‌بینی کنیم.» آنتروپی بر بسیاری از تجربیات روزانه ما، از نحوه پیری بدن تا نحوه پردازش خاطرات، نظارت می‌کند. حتی اقدامات ساده، مانند راه رفتن، بر اصطکاک متکی هستند که خود آنتروپی را افزایش می‌دهد؛ بنابراین چگونه این فرآیندها در یک حلقه زمانی رفتار می‌کنند؟
راه حل کوانتومی برای پارادوکس‌ها
تحقیقات گاواسینو برای این مشکلات راه حل جالبی ارائه می‌دهد. او با الهام گرفتن از کار فیزیکدان کارلو روولی، نشان داد که رفتار ترمودینامیک اساساً در یک منحنی بسته زمانی تغییر می‌کند. در چنین حلقه‌ای، نوسانات کوانتومی به وجود می‌آیند که می‌توانند آنتروپی را پاک کنند، فرآیندی که اساساً با آنچه در زندگی روزمره تجربه می‌کنیم متفاوت است. این نوسانات می‌تواند تأثیرات شگرفی بر یک مسافر زمان داشته باشد. به عنوان مثال، با کاهش آنتروپی، حافظه فرد ممکن است ناپدید شود و پیری معکوس شود. گاواسینو سؤال مهمی مطرح کرده است: «افزایش آنتروپی دلیل مرگ ماست. وقتی مرگ را وارونه کنید چه اتفاقی می‌افتد؟» این پدیده حتی می‌تواند رویدادهای برگشت‌ناپذیر، مانند کشتن پدربزرگ خود را، موقتی در یک حلقه زمانی کند، و این پارادوکس را به کلی از بین ببرد.