شگفتیها
خانه
تالار گفتگو
تماس با ما
فروشگاه

مرجعی برای شگفتیهای جهان هستی

سفر در زمان

۲۷ فروردین ۱۳۹۰ توسط

گفته می شود که انسانها فقط تا سه بعد را می توانند تصور کنند، چطور تصور و درک چهار بعدی اشیاء امکان پذیر است؟ تصور چهار بعدی اشیا چگونه می‌تواند به درک ما از سفر در زمان و جا به جایی میان دنیاهای موازی کمک کند؟

۱. دید چهار بعدی اشیاء در سه بعد

این سوال متضمن تصوری است از یک رمان کوتاه که در بیش از صد سال پیش توسط ادوین .آ.ابوت(Edwin A. Abbot) با نام فلت لند نوشته شده است. فلت لند یک داستان در مورد موجودات دو بعدی است ، مثلث، دایره، مربع و چند ضلعی های دیگر که روی یک صفحه زندگی می کنند .

داستان شامل بخشی است که یکی از مربع ها با کره، یک شیء سه بعدی ملاقات می کند. کره برای مربع از وجود اشیایی با ابعاد بالاتر مثل خودش می گوید و راههایی که مربع بتواند چنین اجسامی را درک کند را برای آن توضیح می دهد. روشی را که کره در درک اجسام سه بعدی به مربع می دهد همچنین می توان به دید اجسام چهار بعدی در سه بعد  تعمیم داد. این روش، منظر اشیاء در بعدهای بالاتر، روش خوبی است برای اینکه مردم بتوانند تصوری از بعدهای بالاتر داشته باشند و آن را درک کنند. از آن به بعد این بهترین راه براى تحقیق بر بعد چهارم شد. یعنى دانشمند دنیاى دو بعدى را مثالى از دنیاى ما قرار مى دهد و آنگاه دنیاى سه بعدى را مثالى از بعد چهارم مى سازد. آن وقت عقایدش قابل فهم مى شوند. این کتاب پایه گذارى مهم در این مبحث به شمار مى رود.


۲. تعبیر هندسی بعد چهارم

برای آنکه بتوان درک بهتری از بعد چهارم داد، از بعد صفر شروع کرده و ابعاد جدید را به آن اضافه می کنیم تا به بعد چهارم برسیم. یک نقطه به تنهایی صفر بعدی است. حال این نقطه را گرفته و در جهتی می کشیم اثری که از این کشش به جای می ماند یک خط است که یک بعدی است، حال این خط یک بعدی را در  راستایی عمود بر راستای قبلی بیرون می کشیم. خط تبدیل به یک مربع می شود که دو بعدی است. بار دیگر مربع را در جهتی عمود بر دو جهت قبلی بیرون می کشیم. اثری که از این کشش باقی می ماند به شکل یک مکعب سه بعدی است. با ادامه این روند، یعنی بیرون کشیدن مکعب در جهت چهارمی عمود بر سه جهت قبلی حجمی ایجاد می شود که مکعب چهار بعدی نام دارد. اگر ابعاد این مکعب چهار بعدی را تا بینهایت امتداد دهیم فضای ایجاد شده فضای چهار بعدی خواهد بود. حالا به اینجا مى رسیم که آیا مى شود راستاى جدیدى را بر سه راستاى قبل عمود کرد؟ چون ما در دنیایى سه بعدى قرار داریم نمی توانیم این جهت چهارم را تصور کنیم. همانطور که در یک صفحه مختصات نمى شود یک مکعب کشید و باید حتما این صفحه را به فضا تبدیل کرد، در دنیاى ما هم نمى شود چهار چوب را بر هم عمود کرد. چهارمین بعد جایى است که دیگر مغز ما با مشکلاتى در تصور کردن آن مواجه مى شود. البته تعریفی که ما در اینجا ارائه داده ایم بر پایه قوانین ریاضیات و هندسه چهاربعدی است و طبق این تعریف بعد چهارم هر چیزی می تواند باشد. در فیزیک طبق تئوری نسبیت عام انیشتین زمان را راستایی بر سه بعد فضایی در نظر می گیرند و به طور قراردادی زمان را بعد چهارم در نظر می گیرند که البته اخیرا فیزیکدانان آمریکایی نظریه ی جدیدی ارائه کرده اند که فضا را چهار بعدی و فضا -زمان را پنج بعدی در نظر گرفته اند ، این مدل غشایی با استفاده از ریاضیات نشان می دهد که چگونه نیروی جاذبه فرم جهان هستی را شکل می دهد. بحث جالبی است که چگونه گرانش جهان را شکل می دهد و خصلتی غشایی دارد که جهان ما را احاطه کرده است و به عنوان بعد چهارم فضا در نظر گرفته می شود و فضا – زمانی پنج بعدی را به تصویر می کشد. نظریه فضا – زمان پنج بعدی که در آن گرانش بعد چهارم و زمان بعد پنجم آن است به صراحت در نظریه سی. پی. اچ. تشریح شده است. در هر حال ما حتی اگر ده بعد هم داشته باشیم زمان در جایگاه آخر قرار خواهد گرفت و بعد دهم خواهد بود

اما در اینجا ما نیز با این قرارداد که زمان بعد چهارم است، پیش خواهیم رفت.


۳. دنیای ما سه بعدی یا چهاربعدی؟

سطحستان یا فلت لند را در نظر بگیرید. دنیاى دو بعدى اى که مربع در آن زندگى مى کند. یک سطح صاف و بزرگ. همه قبول دارید که دنیاى مربع دو بعدى است. حالا مى خواهیم ذهنیت جدیدى از این سطح داشته باشیم: ((این دنیا، سطح یک کره ى بزرگ است)). کره یک جسم سه بعدى است. دنیاى دو بعدى ما ساختارى سه بعدى دارد.مربع در واقع روى سطح یک کره ى بزرگ زندگى مى کند. ولى به هر حال او موجودى دو بعدى است. مى دانید این کره ى بزرگ در حال بزرگ شدن است. در اصل در زمانى دور یک انفجار رخ داد. یک انفجار سه بعدى. در پى آن یک کره به وجود آمد که در حال بزرگ شدن بود. سطح این کره جهان مربع است. این جهان در حال انبساط است. البته دانشمندان سطحستان مى گویند روزى دنیاى آنها رو به انقباض خواهد رفت…

دنیاى سه بعدى ما هم همینطور است. درست است که سه بعدى است. ولى در مجموع یک ساختار چهار بعدى را تشکیل مى دهد که ما نام آن را فوق کره مى نامیم (ساختار چهار بعدى اى شبیه به کره). این فوق کره ى بزرگ در پى بیگ بنگ به وجود آمد. بیگ بنگ یا انفجار چهاربعدى. دنیاى ما بخش خارجى این فوق کره است.سه بعدى است. ولى ساختارى چهار بعدى را تشکیل مى دهد.

حالا مسئله ى جدید این است که زمان این وسط چه کاره است. خوب مى دانیم زمان بعد جدیدى است که باید بر بعد هاى قبلى عمود باشد. در سطحستان هم زمان وجود دارد. ولى موجودات دوبعدى نمى توانند در آن دخل و تصرفى داشته باشند. خوب حالا سعى کنید خطى را رسم کنید که بر سطح یک کره عمود باشد… درست است. شعاع کره. زمان براى سطحستان شعاع کره است. این خط همه جا بر دنیاى دو بعدى عمود است. و خاصیت زمان را هم ایفا مى کند. مى دانید چرا؟ چون اگر در راستاى شعاع کره به سمت مرکز کره حرکت کنیم به مرکز کره یا به عبارتى به انفجار نزدیک مى شویم. به عبارتى گذشته ى اسرار آمیز سطحستان. البته بعضى از دانشمندان سطحستان فکر مى کنند که گذشته ى سطحستان در گذشته ى کره ثبت شده باشد. و البته آینده اش هنوز ایجاد نشده است. و دنیاى آنها سطح این کره است. البته گروهى از دانشمندان سطحستان عقیده اى دیگر دارند. آنها فکر مى کنند بعد از انفجار ایجاد کننده ى دنیاى آنها چند لایه پشت سر هم خارج شد که دنیاى آنها یکى از این لایه هاست. به عبارتى آنها فکر مى کنند جهان هاى موازى اى وجود دارند که در قالب یک کره گنجانده شده اند.(به عبارتى دنیاى آنها مثل پیاز است. هر لایه اش یک سطحستان براى خودش است. آنهایى که به هسته نزدیک اند در گذشته اند و آنهایى که به سطح نزدیک اند در آینده سپرى مى کنند و دنیاى سطحستان مربع یکى از این پوسته هاست.)

جهان ما هم چیزى شبیه به این قصه است. زمان هم در واقع شعاع فوق کره ى ماست. بیگ بنگ گذشته ى جهان ما است. جایى که زمان صفر است. خطى از بیگ بنگ تا جهان ما کشیده شده است که خط زمانى نام دارد (همان شعاع). اگر به سمت مرکز حرکت کنیم به گذشته رفته ایم و اگر به طرف پوسته حرکت کنیم به آینده رفته ایم.

در دنیاى ما هم دو دسته دانشمند وجود دارند که بر دو عقیده ى مشابه پافشارى مى کنند. یک دسته معتقدند جهان ما خارجى ترین بخش این فوق کره است. آینده اى وجود ندارد. گذشته هم فقط ضبط شده و فقط مى شود آن را دید. ولى دخل و تصرفى در کار نیست. اما دسته اى دیگر معتقدند که این فوق کره ى عظیم مانند یک پیاز از جهان هاى موازى تشکیل شده است که در راستاى زمان چیده شده اند. اگر شرایط این جهان ها یکسان باشد در بعضى از آنها گذشته ى ما در حال تکرار است و در بعضى دیگر آینده ى ما به طور زنده پخش مى شود. شاید هم این جهان ها کاملا با هم متفاوت باشند. به هر حال آن چیزى که سفر در راستاى محور زمان نامیده مى شود چیزى نیست جز سفر بین دنیاهاى موازى…


۴. تونل زمان در دنیای پیازی مربع

آقای آبوت در قسمتی از رمان خود سفر بین دنیاهای موازی را مطرح می کند و چگونگی سفر بین این دنیاها را به کمک یک موجود برتر ، مکعب سه بعدی ، بیان می کند. چگونگی این ماجرا از زبان مربع ساکن فلت لند در زیر آمده است.

« داستان اینطورى شد که مکعب به من خبر داد مى خواهد یک دوست را به دیدار من دعوت کند. مى گفت آن دوستش هم مانند من ماجراهایى داشته و با مکعب آشنا شده است. خیلى دوست داشتم یک نفر مانند خودم را ببینم. حالا موقعیتش پیش آمده بود. ولى این چه کسى بود که من نمى شناختمش؟

بعد از این که خوب مکعب را سوال پیچ کردم فهمیدم قضیه از چه قرار است. این دوست عزیز از شهرى دور یا سرزمینى دور نبود. همین بغل گوش خودم زندگى مى کرد. نزدیکتر از آن چیزى که فکرش را بکنم. این دوست در دنیایى دیگر مانند سطحستان خودم زندگى مى کرد که به موازات سطحستان و در فاصله ى نزدیکى از آن قرار داشت. به قول مکعب دو صفحه ى موازی.

مکعب قصد داشت یک در بین دو دنیا باز کند. مى گفت خیلى کار کرده تا توانسته یک راه اختراع کند که در بین این دو دنیا بى خطر باشد. مى گفت اوایل درى که بین دو دنیا درست مى شد مثل یک خط بود که اگر از یک طرف واردش مى شدى وارد دنیاى دوم مى شدى. ولى اگر از پشت وارد آن مى شدى وارد فضا ى عدم مى شدى. در او از پشت آزاد بود.

وقتى در گشوده شد, متوجه شدم که زحمت هایش بى دلیل نبوده است. در گشوده شده عبارت بود از یک دایره ى بزرگ که شعاع آن حدود چهار برابر عرض بدن من بود. درون این دایره یک دنیا را جا داده بودند. اولین بارى بود که چنین چیزى مى دیدم. مثل این که توى یک آینه ى دایره اى نگاه کنى که محیط اطرافت را منعکس کند. فکر مى کنى تمام اتاق اطرافت در آینه است. اما این یکى به جاى این که محیط اطرافش را منعکس کند یک محیط دیگر را منعکس مى کرد. انگار آینه در یک جاى دیگر بود و تصویرش را اینجا منعکس مى کرد. من اسمش را گذاشته بودم آینه ى جادویى ولى مکعب به آن مى گفت در.

بعد ها مکعب براى من توضیح داد که راز این آینه ى جادویى دایره اى چه بوده است. این طورى که او مى گفت با باز شدن این در، یک در دیگر هم اندازه و مشابه آن در دنیاى همسایه ى ما باز مى شد. آنوقت هر نورى که وارد آن در مى شد از این در خارج مى شد. مثل دو تا آینه توى دو تا اتاق مختلف که هر کدام تصویر آن یکى را نشان دهد. مکعب مى گفت ارتباط بین این دو دایره، یک استوانه بود. هرچند خودم هنوز نمى دانم دقیقا استوانه چیست. مى گفت این استوانه بین این دو دنیا قرار می گیرد و دو سر آن مثل دو دروازه عمل مى کند و اگر وارد یک سر آن بشوى پس از کمى راه پیمودن از دروازه ى دومش خارج مى شوى.

وقتى از مکعب پرسیده بودم اگر قرار باشد بین دنیاى سه بعدى تو و دنیاى سه بعدى مشابهى هم چنین ارتباطى برقرار شود دروازه چگونه خواهد بود، به من جواب داده بود: «هر سر آن یک کره خواهد بود. استوانه اى هم که برایت گفتم در این مورد یک فوق استوانه ى چهار بعدى مى شود. البته ما به چنین دروازه اى مى گوییم«سوراخ کرم» ولى هنوز شواهد علمى براى وجودش در دست نداریم. فقط مى دانیم دروازه ها قانونا باید مانند گلوله هاى بزرگ فلزى باشند که همه چیز را منعکس مى کنند ولى یک گلوله تصویر یکى دیگر را و برعکس. به عبارتى در هر گلوله تمام دنیاى دیگر را خواهى دید.». البته همین هم از سرم زیاد بود. همین چند جمله را هم به زور فهمیدم…

خلاصه در یا همان آینه ى جادویى باز شد و از میان آن یک موجود عجیب و غریب بیرون آمد. »


۵. تونل زمان در دنیای مکعب

سفر بین دنیاهای موازی در دنیای مربع را بیان کردیم حال می خواهیم بدانیم شرایط سفر بین دنیاهای موازی مکعب چگونه خواهد بود. همانطور که گفته شد در بین دنیاهای موازی مربع، دایره است و یک استوانه متصل کننده بین این دو دایره است، حال این مسیر در دنیای سه بعدی چگونه خواهد بود آن مسیر از دو کره و یک استوانه چهاربعدی تشکیل شده که از آن با نام سیاهچاله یا کرمچاله یاد می کنند.

همانطور که در تصویر می بینید، خمش فضا و جاذبه به صورت خمش یک صفحه ی دو بعدی نشان داده شده و این به دلیل محدودیتهای تصور ما از چهاربعد و خمش سه بعد در راستای چهارم می باشد. و در واقع منظور از «در جادویی» در فلت لند همان چیزی است که در تصویر نشان داده شده است. در تصویر نیز دو صفحه موازی را می بینید که به وسیله یک استوانه به هم متصل شده اند و محل تلاقی این استوانه با دو صفحه به صورت دایره خواهد بود که به دلیل جاذبه ی زیاد و مکش به سمت استوانه صفحه در اطراف دایره به درون استوانه خمیده شده و اگر از بالا به آن نگاه کنیم آن را به صورت یک دایره خواهیم دید.


حال یک موجود دو بعدی را تصور کنید که به سمت این سیاهچاله ی دو بعدی حرکت می کند. او هر چه به مرز این دایره نزدیک می شود دیگر اثری از دایره نخواهد دید او به دایره نزدیک می شود اما به داخل آن نمی رود و در مرز دایره حرکت او به صورت عمودی و در راستای سوم انجام می گیرد و او روی دیواره ی استوانه چرخش خواهد داشت تا اینکه از سوی دیگر استوانه خارج شود.

همین نیز در مورد سیاهچاله های دنیای ما صادق است و کره ای که ما خواهیم دید در واقع مرز بین دنیای ما و استوانه ی چهار بعدی یا همان در ورود به استوانه چهار بعدی خواهد بود. در اینجا منظور ما از استوانه چهاربعدی همان کرمچاله است. حال اگر جسمی به سیاهچاله نزدیک شود به داخل کره کشیده نمی شود و در مرز کره در راستای چهارم تغییر مسیر خواهد داد و در روی دیواره ی استوانه ی چهار بعدی که خود این دیواره، سه بعدی است حرکت خود را ادامه خواهد داد و این همان چیزی است که از آن به کش آمدن یاد شده. گفته می شود وقتی شخصی به سیاهچاله ای نزدیک می شود کم کم جاذبه ی سیاهچاله روی او بیشتر می شود به طوریکه مثلاً جاذبه در پاهایش بیشتر حس می شود و رفته رفته این اثر در او بیشتر می شود به طوریکه بدن او شروع به کش آمدن می کند اما منظور از این کش آمدن همان حرکت یا تغییر مسیر در راستای چهارم خواهد بود. جهتی که برای ما قابل تصور نیست و تصوری هم از حرکت در این جهت نداریم و به این دلیل حرکت در این مسیر را به صورت کش آمدن تصور می کنیم.


۶. اما این سیاهچاله واقعا چیست و چگونه به وجود می آید؟

اگر یک ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از آنجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده می‌شود و یک حفره سیاه رنگ مثل یک قیف درست می‌کند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. اما این حفره‌ها بر دو نوع هستد. یک نوعشان نمی‌چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در آنجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشد نابود می‌شود. اما یک نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برای همین ته قیف یک قاعده داره که به شکل حلقه است. مثل یک قیف واقعی است که ته آن باز است. همین نوع سیاهچاله است که می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله می‌رسد که درست عکس آن عمل می‌کند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب می‌کند. از همین جاست که می‌توانیم پا به زمانها و جهان های دیگر بگذاریم.


کرم چاله ها: کرمچاله یک سکوی دیگر گذر از زمان است که می‌تواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته‌اند و می‌کشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد می‌شود. اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله‌ای که آن توپ ایجاد کرده است می‌رود. این نظر انیشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد می‌کنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگر فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یک محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین آن خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرند، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد می کنند می تواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل می‌گویند کرم چاله. این امید است که کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشد. در اصل می‌شود گفت کرمچاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یک سفیدچاله است و می‌تواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب می‌تواند ما را در زمان جابجا کند.


شاید سفر در زمان سالها پیش از باور نکردنی ترین صحبتها می بود اما هم اکنون تحقیقات و شواهد علمی به جایی رسیده که ما را به سفر در زمان امیدوار کرده و آن را نامحتمل نمی داند و بشر روزی به این مهم دست خواهد یافت.

 

برگرفته از وبلاگ انجمن ریاضی دانشگاه آزاد اسلامی همدان
مرضیه کریمی رادپور

به اشتراک بگذارید !

یک دیدگاه

  1. iran

    بسیار خوب

دیدگاه شما چیست !؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


سه + چهار =

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>


اشتراک در خبرنامه

ایمیل خود را ثبت کنید تا از تازه ترین مطالب شگفتیها باخبر شوید. سپس در ایمیلی که از طرف گوگل برایتان ارسال میشود بر روی لینک فعالسازی کلیک کنید تا فعال شود. لطفا ایمیل خود را بدون www در اول آن و کاملا با حروف کوچک وارد کنید.

به شگفتیها امتیاز دهید