مقدمة
تمتد مجرتنا على مدى مائة ألف سنة ضوئية من النهاية إلى النهاية ، وهي مسافة هائلة لدرجة أنها تتحدى الفهم العادي. حتى الإشارات الراديوية الأولى التي أرسلتها البشرية ، والتي تنتقل بسرعة الضوء ، لم تكن لتلامس سوى أقل من جزء ضئيل من النجوم في المجرة. اقرأ أيضا.
أسرع من الضوء (Faster Than Light – FTL )
تبدو سرعة الضوء ، المعروفة باسم الحد الأقصى للسرعة الكونية ، متناهية الصغر عند مقارنتها باتساع المجرة ، مما يجعل أي آمال في استكشاف المجرة أو الاتصال تبدو بعيدة المنال خلال حياة الإنسان. ومع ذلك ، فقد استمر السؤال منذ فترة طويلة: هل يمكن أن تكون هناك طريقة لتجاوز حد السرعة الكوني هذا وتحقيق سفر أسرع من الضوء (FTL)؟
محرك الكوبيير
لقد تحدت البراعة البشرية بلا هوادة الحد الأقصى للسرعة الكونية لأينشتاين ، بحثا عن طريقة لتحقيق السفر أو الاتصال FTL. على الرغم من عدم وجود نظام FTL عملي حالياً ، فقد استكشف الفيزيائيون إمكانيات نظرية مختلفة. أحد المفاهيم البارزة هو محرك Alcubierre الافتراضي ، المستوحى من محرك الاعوجاج في Star Trek. ويشير إلى أن التلاعب بالفضاء نفسه يمكن أن يسمح بالسفر عبر FTL. ومع ذلك ، تواجه هذه الفكرة العديد من التحديات ، مثل متطلبات المواد الغريبة ، واحتياجات الطاقة الهائلة ، والمخاطر المحتملة ، بما في ذلك انتهاكات السببية والتأثيرات الكمومية.
التأثيرات الكمومية
عند الحديث عن التأثيرات الكمومية ، فإن دمجها في أنظمة FTL مثل محرك Alcubierre يطرح تحديات كبيرة وأسئلة لم يتم حلها. بدون نظرية كاملة للجاذبية الكمومية ، تظل مفاهيم FTL هذه تخمينية ولم يتم التحقق منها.
ولا تزال جدوى هذه النظرية غير مؤكدة بسبب وجود أفكار متعددة ، ولكل منها آليات مقترحة متنوعة. يواصل الفيزيائيون استكشاف إمكانيات جديدة ، وبالتالي ، فإن استبعاد FTL تماماً كاحتمال يبدو غير مرجح.
السببية
تشترك جميع أنظمة أسرع من الضوء (FTL) في تأثير واحد واضح: فهي تسمح بالسفر عبر الزمن الذي ينتهك السببية. وبعبارة أخرى ، فإن سفر FTL يحمل في جوهره القدرة على خلق مفارقات وتناقضات في الجدول الزمني. على الرغم من أن هذا قد يبدو خيالياً ، إلا أنه يمثل تحديات خطيرة لفهمنا للكون ويثير أسئلة حول بنية الواقع ذاتها.
أثار احتمال انتهاك السببية ومفارقات السفر عبر الزمن مناقشات بين العلماء. يزعم البعض أن قوانين الفيزياء يجب أن تحظر مفارقات السفر عبر الزمن بطريقة ما. يجادل آخرون بأن السببية ربما ليست أساسية ، وأن الكون يسمح بالمفارقات. ولا يزال حل هذه المسألة مسألة مفتوحة ومعقدة. بغض النظر ، فإن حقيقة أن السفر FTL يثير إمكانية السفر عبر الزمن يسلط الضوء على كيفية تأثير هذا النقل الغريب بشكل عميق على فهمنا للمكان والزمان. تمتد الآثار إلى ما هو أبعد من الخيال وتمس أعمق أسرار الوجود.
يثير مفهوم السفر الأسرع من الضوء أسئلة مثيرة للاهتمام ويتحدى فهمنا للكون. في حين أن أنظمة FTL ليست حقيقة واقعة حالياً ، فإن السعي لاستكشاف الفضاء بدون FTL يمكن أن يعزز الشعور بالوحدة ونكران الذات ، حيث سيتم توجيه جهودنا نحو الأجيال القادمة والتقدم الجماعي للبشرية. بينما نواصل استكشاف الكون ، تظل أسرار FTL وعواقبها المحتملة موضوعاً يثير الفضول والاستكشاف.
ولكن لماذا لا يمكننا الذهاب أسرع من الضوء؟
في القرن الماضي ، حقق العلماء خطوات ملحوظة في توسيع فهمنا للكون ، والخوض في الظروف القاسية مثل العالم المجهري ، والسرعات العالية ، ودرجات الحرارة القريبة من الصفر المطلق. ومع ذلك ، من الضروري أن ندرك أن حدسنا حول العالم ينطبق فقط على مجموعة محدودة من الظروف.
على سبيل المثال ، يختلف سلوك المادة في مركز الشمس اختلافاً كبيراً عن سلوكها في يوم مشرق هنا على الأرض. قد يكون فهم وقبول مثل هذه الفروق أمراً صعبا ًبالنسبة لبعض الأشخاص. من بين العوالم المتطرفة ، يميل مفهوم الأجسام التي تتحرك بسرعات فائقة إلى التسبب في أكبر صعوبة للكثيرين ، كما هو موضح.
نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين ، التي نشرت في عام 1905 ، جلبت آثاراً محيرة للعقل. على سبيل المثال ، تقصر المسافات ، وتبطئ الساعات للأجسام التي تتحرك بسرعات عالية.
في حين أن فكرة السرعة القصوى في الكون قد تفاجئ أولئك الذين ليسوا على دراية بالفيزياء ، إلا أنها حقيقة أساسية. خلافا للاعتقاد الشائع ، فإن تفسير زيادة الكتلة مع السرعة ليس هو سبب الحد الأقصى للسرعة. بدلا من ذلك ، تنشأ استحالة تجاوز سرعة الضوء من رؤيتين حاسمتين: توحيد المكان والزمان في مفهوم واحد يسمى الزمكان ، وثبات سرعة الضوء لجميع المراقبين ، بغض النظر عن سرعاتهم النسبية.
لتوضيح المفهوم ، يتم رسم تشبيه بسيارة تتحرك على سطح مستو. يمكن أن تتحرك السيارة باتجاه الشرق فقط، أو شمالا فقط، أو في اتجاه قطري، وتجمع بين الحركة باتجاه الشرق والشمال. في النسبية ، يتم استبدال هذه الاتجاهات بمحاور الزمكان ، حيث يمثل الاتجاه الرأسي الوقت ، ويمثل الاتجاه الأفقي الفضاء.
أظهر أينشتاين أن جميع الأجسام تتحرك عبر الزمكان بنفس السرعة – سرعة الضوء. عندما يبدأ الجسم في التحرك عبر الفضاء ، فإنه يواجه الوقت بمعدل أبطأ. عندما يقترب الجسم من سرعة الضوء ، يصبح تمدد الوقت أكثر وضوحاً ، مما يجعل الوقت يبدو وكأنه يتوقف تقريباً.
هذه الفكرة الأساسية ، التي اقترحها معلم أينشتاين هيرمان مينكوفسكي ، تفسر سبب استحالة التحرك عبر الفضاء أسرع من سرعة الضوء. يكمن السبب في الحركة المستمرة للأجسام عبر الزمكان بسرعة الضوء. عندما يتحرك جسم ما عبر الفضاء فقط ، فلن يكون لديه المزيد من السرعة لاكتسابها ، ليصل إلى الحد الأقصى.
بينما يوضح هذا التفسير الحد الأقصى للسرعة عبر الفضاء ، فإن سبب السرعة الفردية عبر الزمكان لا يزال لغزاً. تعتبر خاصية أساسية للزمكان لم يتم فهمها بالكامل بعد.
خاتمة
في الختام ، فإن استيعاب مفهوم أن الأجسام تتحرك عبر الزمكان بسرعة ثابتة – سرعة الضوء – أمر بالغ الأهمية لفهم النسبية الخاصة وتأثيراتها التي تبدو غير عادية. إن قبول توحيد المكان والزمان كمكونات للزمكان يتيح فهما أوضح للظواهر النسبية.
بالرغم من ذلك يبقى السفر عبر الزمن ممكناً ليس بالبحث عن كيفية تجاوز سرعة الضوء ولكن بالبحث عن بوابات أو أنفاق زمنية تختصر علينا المسافات. وهذا ما سنناقشه في مقالات أخرى – إن شاء الله.
مراجع:
https://www.scientificamerican.com/article/is-time-travel-possible/
