الجاذبية قد تحمي الكون من مفارقات السفر عبر الزمن، ولكن هناك مشكلة

نحن جميعا نعرف القواعد.

إذا قمت، لأي سبب من الأسباب، وبأي وسيلة، بالسفر عبر الزمن، فلا يجب عليك مطلقًا العثور على جدك وقتله قبل أن تتاح له فرصة الإنجاب.

إن القيام بذلك من شأنه أن يدمر الكون – لأنه إذا لم يكن لجدك ذرية، فلن تولد ولن تتمكن من العودة بالزمن إلى الوراء لقتله.

من غير الواضح تمامًا كيف سيحل الكون هذه المعضلة. ربما تمنع قوانين الفيزياء حدوث ذلك في المقام الأول. ستيفن هوكينج قال ذلك.

لكن اليوم، لدينا أخبار جيدة. لقد وجد الفيزيائيون طريقة رياضية لتجنب هذه الأزمة. هناك مشكلة صغيرة واحدة فقط: الحل الذي توصلوا إليه يقدم حالة من عدم الاستقرار يمكن أن تسبب اضطرابات صغيرة في نسيج الزمكان لتنمو بشكل كبير.

يا جيد.

اقترح هوكينج له تخمين حماية التسلسل الزمني في عام 1992 لاستكشاف مسألة ما إذا كان السفر عبر الزمن إلى الوراء ممكنًا. ينص التخمين على أن “قوانين الفيزياء لا تسمح بظهور منحنيات زمنية مغلقة”.

المشكلة هي أنه على الرغم من أن حسابات هوكينج تدعم تخمينه، إلا أن الفيزيائيين لم يتوصلوا بعد إلى أن الكون يفرض ذلك بالفعل.

إن نظرية النسبية العامة لأينشتاين، وهي أفضل وصف لدينا للجاذبية، تسمح ببعض الترتيبات الغريبة للزمكان. ومن بينها منحنيات زمنية مغلقة، وهي مسارات عبر الزمكان يمكنها، على الأقل من الناحية الرياضية، أن تقود المسافر إلى ماضيه.

وسواء كان من الممكن وجود مثل هذه المسارات بالفعل في الكون المادي، فهي مسألة أخرى تمامًا.

اشتبه هوكينج في أن التأثيرات الكمومية ستمنعها من التشكل. لكن لم يتمكن أحد من تحديد ماهية هذه الآلية بشكل قاطع.

وتساءل الفيزيائيان مصطفى إسماعيل وديفيد ماتينجلي من جامعة نيو هامبشاير عما إذا كانت الجاذبية نفسها قد تحمل الجواب. ففي النهاية، إذا كانت رياضيات الجاذبية تسمح بوجود حلقات زمنية، فربما يمكن لصيغة مختلفة للجاذبية أن تمنعها.

الآن، هناك شيء تحتاج إلى فهمه حول الجاذبية. على الرغم من أن النسبية العامة هي أفضل إطار لدينا حاليًا لوصفها، إلا أنها ليست الإطار الوحيد الذي لدينا لوصفها.

في النسبية العامة، الزمكان له هندسة موصوفة بشيء يسمى أ متري، الذي يحدد المسافات والفترات الزمنية، و أ اتصال رياضي الذي يصف كيفية تغير الاتجاهات أثناء تحركك عبر تلك الهندسة. ويرتبط الاثنان بطريقة معينة.

هناك إطار بديل للجاذبية يُسمى الجاذبية المترية المتقاربة يخفف من هذه العلاقة، مما يسمح للقياس والاتصال بالعمل بشكل أكثر استقلالية.

هذا هو المكان الذي وجد فيه إسماعيل وماتينجلي بعض المساحة للمناورة.

لقد استخدموا الجاذبية المترية لبناء نموذج يمكن أن يكون فيه للزمكان اتجاه مدمج للزمن. في ظل الظروف المناسبة، سيتحرك الزمن دائمًا للأمام على طول أي مسار يمكن أن يسلكه المسافر عبر الزمكان، مما يجعل من المستحيل العودة إلى ماضيه.

لقد أطلقوا على هذا النموذج اسم Metric-Affine Gravity Imposition Chronology. هذا صحيح. سحر.

حتى الآن جيد جدًا، أليس كذلك؟

حسنًا.

في النسبية العامة، يمكن أن تتقلب الجاذبية بطريقتين مختلفتين، وهو ما يتوافق مع الطريقتين اللتين يمكن أن تتمدد بها موجات الجاذبية وتضغط على الفضاء.

يقدم MAGIC طريقة ثالثة لتقلب الجاذبية – الوضع العددي. والوضع العددي لا يتطابق بشكل جيد مع الواقع كما نعرفه.

وعلى الخلفية الكونية التي درسها الباحثون، فإنها تعاني مما يسمى بعدم الاستقرار المتدرج. بدلاً من الانتشار كما تفعل الموجات المستقرة عادةً، يمكن أن تنمو الاضطرابات في الوضع العددي لـ MAGIC بشكل كبير، مع نمو الأطوال الموجية الأقصر بشكل أسرع.

وهذا يعني أن MAGIC، في شكله الحالي، لا يمكنه تقديم وصف ثابت للكون.

هذه هي أكبر عقبة أمام جعل نظرية الجاذبية قابلة للتطبيق. هناك بعض الأصغر أيضًا.

أولاً، تحدد MAGIC شروط حماية التسلسل الزمني محليًا فقط.

لضمان عدم قدرة الزمن على التكرار على نفسه في أي مكان في الكون، يتعين على الباحثين وضع افتراض إضافي حول البنية الشاملة للزمكان التي لم يظهروا أنها تتبع النموذج نفسه.

لذلك، في حين أنهم يستطيعون جعل MAGIC يمنع التكرارات الزمنية، إلا أنهم لم يظهروا بعد أن منع التكرار الزمني متضمن في MAGIC نفسه.

ثانيًا، تم تصميم MAGIC لمنع المقياس من الانهيار بطرق تجعل من المستحيل وصف الزمكان بشكل صحيح – لكن هذه الحماية لا تعمل في كل الظروف.

نحن لا نعلم أن هذه الأعطال تحدث بالفعل في MAGIC – ولم يثبت الباحثون حدوثها – لكنهم لم يستبعدوها أيضًا.

لذلك، لدينا إطار مصمم للقيام بأشياء محددة قد لا تقوم دائمًا بالأشياء المحددة.

ولكن هذا موافق. لأنه ليس من المفترض أن يكون MAGIC هو الحل النهائي. إنه عرض مثير للاهتمام لكيفية دمج حماية التسلسل الزمني في الجاذبية – وهي خطوة في اتجاه بحثي، وليست حلاً عمليًا حتى الآن.

وبعد اتخاذ هذه الخطوة، أصبح لدى الباحثين فكرة أوضح عن المكان الذي يجب أن يتجهوا إليه بعد ذلك.

وكتبوا: “إن تثبيت العدد العددي دون فقدان الوضع الإسقاطي المغلق الذي يشبه الزمن هو الخطوة الطبيعية التالية نحو الاكتمال الظاهري”.

لذا أخبر جدك أن يجلس. ربما يجد الفيزيائيون طريقة لإنقاذ لحم الخنزير المقدد من أحفاده الذين يسافرون عبر الزمن ويخالفون القواعد حتى الآن.

وقد تم نشر البحث في المراجعة البدنية د.

تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة فيونا ماكدونالد وتم تحريره بواسطة فيونا ماكدونالد. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا اكتشفت خطأً، يرجى اعلامنا.