سفر در زمان چیست؟ به زبان ساده

سفر در زمان چیست؟ به زبان ساده

سفر در زمان چیست

هر کسی قادر است در زمان سفر کند، چه آن را درک کند و چه نکند، با سرعت یک ثانیه در ثانیه به طور پیوسته در حال پیشرفت است. نظریه نسبیت انیشتین نشان می دهد که ما در یک پیوستار چهاربعدی به نام فضا – زمان وجود داریم که در آن فضا و زمان می توانند جای خود را عوض کنند.

 عکسی از فیلم "ماشین زمان"
بازیگر راد تیلور ماشین زمان خود را در عکسی از فیلم “ماشین زمان” به کارگردانی جورج پال آزمایش می کند.

انیشتین کشف کرد که وقتی شما در فضا سریع تر حرکت می کنید، حرکت شما در طول زمان کند می شود و در نتیجه روند پیری کندتر می شود. در حوزه نسبیت، یک ایده اساسی این است که هیچ چیز نمی تواند از سرعت نور که حدود ۱۸۶۰۰۰ مایل در ثانیه (۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه)یا معادل یک سال نوری در سال است، پیشی بگیرد. با این حال، رسیدن به این سرعت ممکن است. به عنوان مثال، اگر یک سفینه فضایی با ۹۹ درصد سرعت نور حرکت کند، فاصله یک سال نوری را تنها در طول یک سال از یک ناظر روی زمین پوشش خواهد داد.

حالا نوبت به بخش جذاب ماجرا می رسد. برای فضانوردان داخل این سفینه فضایی، این سفر تنها حدود هفت هفته طول خواهد کشید. این به خاطر پدیده ای به نام اتساع زمان است، نتیجه نسبیت که به این معنی است که فضانوردان به طور موثر حدود ۱۰ ماه به آینده می پرند.

سفر با سرعت بالا تنها راه تجربه اتساع زمان نیست؛ میدان های گرانشی، حتی میدان نسبتا ضعیف روی سطح زمین نیز می توانند اثر مشابهی ایجاد کنند. در حالی که این موضوع ممکن است در زندگی روزمره ما نادیده گرفته شود، جاذبه به طور قابل توجهی ضعیف تر از ۱۲۴۰۰ مایل (۲۰ هزار کیلومتر)بالاتر است. این موضوع به خصوص برای ماهواره های GPS پیامدهای قابل توجهی دارد، چرا که ارتفاع بالاتر و سرعت سریع تر آن ها نیازمند همگام سازی دقیق ساعت با ماهواره های زمینی برای عملکرد صحیح است.

برای اثرات دراماتیک تر، ما می توانیم میدان های گرانشی قوی تر را در اطراف سیاه چاله ها کشف کنیم و فضا – زمان را برای ایجاد کرم چاله ها تحریف کنیم – مفهومی که از نظریه نسبیت انیشتین سرچشمه می گیرد. اگرچه از لحاظ تئوری امکان پذیر است، اما حمل و نقل عملی از طریق یک کرمچاله، همانطور که در هالیوود به تصویر کشیده شده است، به دلیل نیروهای گرانشی مخرب در نزدیکی سیاه چاله غیر ممکن است. با این حال، در حوزه فضا – زمان، خروج یک کرمچاله می تواند در زمانی زودتر از ورود آن باشد که نشان دهنده سفر بالقوه به گذشته است.

نظریه های فضا – زمان که به گذشته باز می گردند، از نظر فنی “منحنی های زمان بسته” نامیده می شوند، مفهومی که اغلب در مجلات علمی جدی مورد بحث قرار می گیرد. در حالی که ممکن است پیچیده به نظر برسد، منحنی های زمان مانند بسته اساسا در مورد سفر در زمان هستند.

نمونه ای از سفر در زمان چیست؟

در حالی که انسان ها نمی توانند از ماشین زمان برای بازگشت به گذشته استفاده کنند، اما ما می دانیم که ساعت های هواپیما و ماهواره ها با سرعت متفاوتی نسبت به روی زمین تیک می زند. اساساً همه ما دائماً در زمان حرکت می کنیم. به عنوان مثال، ما بین هر مجموعه ای از تولدها یک سال پیر می شویم.

۴ نوع سفر در زمان چیست؟

چهار نوع سفر در زمان (و آنچه در مورد خود و جهان اطراف ما می گویند)

دیدن آینده. در این داستان ها، در واقع اطلاعات است که در زمان سفر می کند. …

سفر به آینده. …

سفر به گذشته. …

حلقه های زمان. چرا نمی توانیم در زمان سفر کنیم؟

سفر در زمان همچنین قانون دوم ترمودینامیک را نقض می کند که می گوید آنتروپی یا تصادفی همیشه باید افزایش یابد. زمان فقط می تواند در یک جهت حرکت کند – به عبارت دیگر، شما نمی توانید یک تخم مرغ را باز کنید.

آیا می توانیم در زمان سفر کنیم؟

به طور خلاصه: بله، و شما در حال حاضر این کار را انجام می دهید – حرکت به سمت آینده با نرخ ثابت یک ثانیه در ثانیه.

شما همیشه در طول زمان با همان سرعت در حال پیشرفت هستید، چه در حال تماشای خشک شدن رنگ ها باشید و چه بخواهید زمان بیشتری را با یک دوست خارج از شهر بگذرانید.

با این حال، این نوع سفر در زمان نیست که بسیاری از نویسندگان علمی تخیلی را مجذوب خود کرده یا ژانری را با بیش از ۴۰۰ عنوان در ویکی پدیا تحت عنوان “فیلم هایی در مورد سفر در زمان” ایجاد کرده است. در فرنچایزهایی مانند “دکتر هو”، “سفر ستاره ای” و “بازگشت به آینده”، شخصیت ها از وسایل نقلیه وحشی برای سفر به گذشته یا آینده استفاده می کنند. پس از این سفره ای زمانی، آن ها با پیامدهای تغییر گذشته یا حال براساس اطلاعات آینده دست و پنجه نرم می کنند که با مفهوم جهان های موازی یا جدول زمانی متناوب تداخل دارد.

با اینکه بسیاری از مردم شیفته ایده تغییر گذشته یا ترسیم آینده پیش از زمان هستند، هیچ کس نوع سفر در زمان را که در داستان های علمی تخیلی دیده می شود، نشان نداده است. علاوه بر این، روش پیشنهادی برای ارسال فرد در دوره های زمانی قابل توجه بدون ایجاد آسیب وجود نداشته است. همان طور که استفان هاوکینگ فیزیکدان در کتاب خود با عنوان “سیاه چاله ها و جهان های کوچک” (بانتام، ۱۹۹۴)اشاره کرد، ” بهترین شواهدی که ما داریم این است که سفر در زمان ممکن نیست، و هرگز نخواهد بود، این است که ما توسط دسته های توریست از آینده مورد هجوم قرار نگرفته ایم.”

در حالی که علم از درجاتی از خمش زمان پشتیبانی می کند، مانند نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین، فیزیکدان، که نشان می دهد زمان یک توهم نسبت به یک ناظر است. ناظری که با سرعتی نزدیک به نور حرکت می کند، زمان را بسیار آهسته تر از ناظری که در حال استراحت است، تجربه خواهد کرد. به همین دلیل است که فضانورد اسکات کلی کمی کم تر از یک سال در مدار نسبت به برادر دوقلوی خود روی زمین قرار گرفت.

نظریه های علمی دیگری نیز در مورد سفر در زمان وجود دارد که شامل فیزیک خاص مربوط به کرم چاله ها، سیاه چاله ها و نظریه ریسمان است. با این حال، بیشتر اوقات، سفر در زمان موضوعی است که در کتاب های علمی تخیلی، فیلم ها، برنامه های تلویزیونی، کمیک ها، بازی های ویدیویی و غیره مورد بررسی قرار می گیرد.

 آیا می توانیم به آینده یا گذشته سفر کنیم؟   

آیا سفر به آینده امکان پذیر است یا گذشته؟ در حال حاضر، ما نمی توانیم با سرعتی بیشتر از آنچه که به طور طبیعی در حال پیشرفت هستیم، به آینده سفر کنیم. با این حال، امکان تسریع گذر زمان، البته با افزایش های کوچک وجود دارد. این پدیده در افراد بسیار کمی که از سطح زمین سفر کرده اند، مشاهده شده است.

چه کسی رکورد جهانی سفر در زمان را در اختیار دارد؟

سرگئی کریکالف با طی کردن ۰.۲ ثانیه در آینده به رکوردی منحصر به فرد دست پیدا کرده است. اگرچه این موضوع ممکن است به اندازه ادعاهای سفر به سال ۱۹۲۸ توسط برخی افراد هیجان انگیز به نظر نرسد، اما همچنان یک دستاورد قابل توجه در زمینه سفر در زمان است.

آیا سفر در زمان از طریق سیاه چاله ها برای انسان امکان پذیر است؟

کرم چاله ها
آیا می توانیم با استفاده از کرم چاله ها در زمان سفر کنیم؟ اول، باید یکی را پیدا کنیم.

براساس گزارش لایو ساینس، ساعت قرار گرفته در نزدیکی یک سیاه چاله در مقایسه با ساعت قرار گرفته بر روی زمین، با سرعتی فوق العاده آهسته تیک می خورد. همانطور که در فیلم میان ستاره ای به تصویر کشیده شده است، سپری کردن یک سال در نزدیکی یک سیاه چاله می تواند برابر با ۸۰ سال گذر از روی زمین باشد. این موضوع نشان می دهد که سیاه چاله ها به طور بالقوه می توانند به عنوان ابزاری برای سفر به آینده مورد استفاده قرار گیرند.

نسبیت خاص و سفر در زمان به آینده نزدیک

برادران دوقلوی اسکات و مارک کلی، هر دو فضانورد، در مطالعات مهمی در مورد تأثیر فضا بر بدن انسان شرکت کرده‌اند. آلبرت انیشتین نظریه نسبیت خاص خود را در سال ۱۹۰۵ توسعه داد، که همراه با نظریه نسبیت عام بعدی، به سنگ بنای فیزیک مدرن تبدیل شد. نسبیت خاص ارتباط بین فضا و زمان را برای اجسامی که با سرعت ثابت در یک خط مستقیم حرکت می کنند را توضیح می دهد.

به زبان ساده، این نظریه ادعا می کند که همه چیز در رابطه با چیز دیگری سنجیده می شود، هیچ چارچوب مرجع مطلقی وجود ندارد. سرعت نور بدون توجه به اینکه کجا و چگونه اندازه گیری می شود ثابت می ماند. و هیچ چیز نمی تواند از سرعت نور فراتر رود. این اصول منجر به سفر در زمان واقعی می شود: ناظری که با سرعت بالا حرکت می کند زمان را با سرعت کمتری نسبت به مشاهده کننده در حالت استراحت تجربه می کند.

در حالی که انسان به سرعت نزدیک به نور شتاب نمی گیرد، فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی با سرعت ۱۷۵۰۰ مایل در ساعت (۲۸۱۶۰ کیلومتر در ساعت) حرکت می کنند. اسکات کلی که پس از برادر دوقلویش مارک به دنیا آمد، ۵۲۰ روز را در مدار گذراند، در حالی که مارک ۵۴ روز را در فضا ثبت کرد. تفاوت در تجربیات زمانی آنها در طول عمرشان در واقع باعث افزایش فاصله سنی بین آنها شده است.

نسبیت عمومی و جی پی اس سفر در زمان

تأثیر مدار پایین زمین بر طول عمر یک فضانورد ممکن است حداقل باشد، بیشتر برای شوخی خواهر و برادر مناسب است تا برای افزایش عمر واقعی یا بازدید از آینده دور. با این حال، اتساع زمانی بین افراد روی زمین و ماهواره‌های GPS در فضا اهمیت دارد.

آرایش ماهواره‌های جی‌پی‌اس
این تصویر ، آرایش ماهواره‌های جی‌پی‌اس را نشان می‌دهد که در مدارهای دور به دور زمین می‌چرخند.

سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) متکی به شبکه ای از ماهواره ها در مدار بالای زمین، در حدود ۱۲۵۰۰ مایل (۲۰۱۰۰ کیلومتر) است که با سرعت ۸۷۰۰ مایل در ساعت (۱۴۰۰۰ کیلومتر در ساعت) حرکت می کند. طبق نسبیت خاص، اجسامی که سریع‌تر حرکت می‌کنند زمان را کندتر تجربه می‌کنند. برای ماهواره های GPS با ساعت اتمی، این اثر هر روز ۷ میکروثانیه کاهش می یابد.

علاوه بر این، نسبیت عام بیان می‌کند که ساعت‌های نزدیک‌تر به یک جرم گرانشی بزرگ، مانند زمین، کندتر از ساعت‌های دورتر حرکت می‌کنند. از آنجایی که ماهواره‌های GPS از مرکز زمین بسیار دورتر از ساعت‌های سطحی هستند، ۴۵ میکروثانیه دیگر به زمان روزانه ماهواره‌ها اضافه می‌کند. ترکیب این اثرات منجر به ۳۸ میکروثانیه اضافه می شود.

برای حفظ دقت GPS، مهندسان باید این زمان اضافی را جبران کنند. ساعت‌های اتمی روی ماهواره‌ها تا زمانی که ۳۸ میکروثانیه بیشتر از ساعت‌های معادل روی زمین کار نکنند، به روز بعد حرکت نمی‌کنند.

اگرچه این سفر در زمان ممکن است بی‌اهمیت به نظر برسد، به خصوص در مقایسه با فاصله سنی بین برادران کلی، برای دقت بیش از حد فناوری مدرن GPS بسیار مهم است. توانایی این سیستم برای برقراری ارتباط با ماهواره ها، تعیین دقیق مکان را هم در فضا و هم در زمان تضمین می کند.

Navstar-2F GPS satellite.
Navstar-2F GPS satellite.

آیا سفر به آینده از طریق نسبیت امکان پذیر است؟

آیا سفر در زمان هرگز اتفاق خواهد افتاد؟ به گفته ناسا، سفر در زمان ممکن است، اما نه آن طور که شما فکر می کنید. نظریه نسبیت آلبرت انیشتین نشان می دهد که زمان و حرکت به یکدیگر بستگی دارند و هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور که ۱۸۶۰۰۰ مایل در ثانیه است حرکت کند. سفر در زمان از طریق چیزی به نام “اتساع زمان” اتفاق می افتد.

 آیا سفر در زمان می تواند از پارادوکس ها جلوگیری کند؟

طبق تحقیقات آنها، سفر در زمان می تواند سازگار و عاری از پارادوکس های منطقی باشد. با این حال، این امر مستلزم تثبیت نتایج همه مناطق فضا-زمان به جز دو منطقه است. در چنین سناریویی، حتی با حلقه‌های زمانی بسته، موجودیت‌ها می‌توانند آزادی انتخاب خود را بدون ایجاد پارادوکس حفظ کنند.

آیا سفر به آینده بدون رفتن به گذشته امکان پذیر است؟

مطالعه می گوید سفر در زمان ممکن است، اما تغییر گذشته امکان پذیر نیست

محاسبات نظری نشان می دهد که سفر در زمان امکان پذیر است. با این حال، این بدان معنا نیست که شما می توانید گذشته را تغییر دهید. محققان می گویند سفر در زمان از نظر تئوری بر اساس قوانین فیزیک امکان پذیر است. اما آنها همچنین استدلال می کنند که مسافران زمان نمی توانند گذشته را به روشی قابل اندازه گیری تغییر دهند.

 آیا انیشتین ادعا کرد سفر در زمان ممکن است؟

آلبرت انیشتین در مورد سفر در زمان چه گفت؟ انیشتین پیشنهاد کرد که می توان با حرکت با سرعت نور به آینده سفر کرد. اگر این اتفاق بیفتد، فرد کندتر از زمینی که با سرعت کمتری حرکت می کند پیر می شود.

پارادوکس پدربزرگ

بیایید پارادوکس پدربزرگ را از زبان نویسنده سایت dedoimedo بررسی کنیم.

بیایید بیشتر در مورد زمان صحبت کنیم. در مقاله قبلی، مدل زمان خود را به اشتراک گذاشتم، که شبکه پیچیده ای از رویدادها است که با انرژی (رنگ) و بردار سه بعدی (جهت) برای هر ذره تعریف شده است که در اطراف کیهان پیچیده می شود. زنجیره ای از رویدادها را نخ می نامند و نخ ها با هم بافت زمان را تشکیل می دهند. در گذشته، درباره سفر در زمان و اینکه چرا آن غیرممکن به نظر می‌رسید، صحبت کردم.

امروز می‌خواهم پارادوکس معروف پدربزرگ را بررسی کنم که می‌گوید غیرممکن است که به زمان برگردید و پدربزرگ خود را ترور کنید. پارادوکس به این صورت است: شما در زمان به عقب سفر می کنید و پدربزرگ خود را قبل از ملاقات با مادربزرگتان می کشید. این بدان معناست که شما هرگز به دنیا نیامده‌اید، بنابراین نمی‌توانید به گذشته سفر کنید تا پدربزرگ خود را بکشید، یعنی پدربزرگ شما زندگی کرده است، و شما متولد شده‌اید، و غیره – ایجاد یک حلقه بی پایان که منطق و قوانین شناخته شده فیزیک را به چالش می‌کشد. در حالی که توضیحات مختلفی وجود دارد، من می خواهم یک توضیح جدید را بر اساس نظریه خود پیشنهاد کنم.

پارادوکس پدربزرگ، تجدید نظر 

در مدل من، زمان شبکه ای از رویدادها است، یک بلوک لگو با رنگ و اندازه ای خاص، که به شدت در اطراف صفحه هذلولی کیهان قرار گرفته است. بیایید روی ذره فردی تمرکز کنیم. زندگی یک ذره با رویدادهایی تعریف می شود که از یک نقطه خاص شروع می شود و به جلو می رود یا با یک ذره دیگر به نابودی ختم می شود. لحظات سرنوشت ساز، مصادیق آفرینش و نابودی است که دوست دارم آن ها را گره و چنگال بنامم.

در مقاله اولیه‌ام، وابستگی‌های بین ذره‌ای را به عنوان بخشی از توابع انرژی، جدا از Threads توضیح دادم. اما اگر زمان ذره در معادله گنجانده شود چه؟ از نظر منطقی، این تنها زمانی معنا پیدا می کند که ذره متولد یا از بین برود، زیرا رویداد ارتباط خود را با صاحب خود از دست می دهد. با این حال، Thread لغو نمی شود زیرا تخریب ذره، فعل و انفعالات گذشته را پاک نمی کند.

گره ها نشان دهنده ادغام رویدادهای جداگانه هستند، در حالی که چنگال ها نشان دهنده جداسازی رویدادهای ادغام شده هستند. به عبارت دیگر، اگر دو ذره برای ایجاد ذرات جدید نابود شوند، این دو رویداد در یک گره ادغام می شوند. تولد دو یا چند ذره از فروپاشی یک ذره تبدیل به چنگال می شود. حالا چرا اینها مهم هستند؟

رشته های زمانی، در عین اینکه به زمان (رویدادها) معنا می بخشند، به خودی خود بی معنا هستند. اگر بتوانیم برهمکنش ذرات را به گونه‌ای ایجاد کنیم که Threads به طور خودسرانه گره خورده و چنگال شود، می‌توانیم سناریوهایی ایجاد کنیم که در آن ذرات از نقاط زمانی مختلف در Fabric of Time برهم کنش داشته باشند. این سفر در زمان خواهد بود. تنها سوال باقی مانده این است که چگونه به آن دست یابیم؟

سوال پشت پارادوکس پدربزرگ چیست؟

پارادوکس در پارادوکس پدربزرگ زمانی به وجود می‌آید که یک مسافر زمان سناریویی را ایجاد می‌کند که با خود تناقض دارد، جایی که معلول مقدم بر علت است. در این شرایط، اگر پدربزرگتان را قبل از بچه دار شدن بکشید، هیچ وقت یکی از والدینتان به دنیا نمی آمد. در نتیجه، شما هرگز متولد نمی شوید.

چگونه می توانید از پارادوکس پدربزرگ اجتناب کنید؟

یکی از راه‌حل‌های پارادوکس پدربزرگ، مفهوم جهان‌های موازی است که نشان می‌دهد ممکن است نسخه‌های موازی و متعددی از واقعیت وجود داشته باشد. طبق این نظریه، سفر در زمان می‌تواند یک جهان موازی جدید ایجاد کند که در آن رویداد متناقض می‌تواند بدون تأثیر بر جدول زمانی اصلی رخ دهد.

 تفاوت بین پارادوکس پدربزرگ و پارادوکس بوت استرپ چیست؟

Maudlin به Popular Mechanics توضیح می دهد: “پارادوکس بوت استرپ در سناریوهای خاص سفر در زمان از نظر منطقی سازگار رخ می دهد. برخلاف پارادوکس پدربزرگ، که سناریویی متناقض و در نتیجه غیرممکن است، در یک داستان بوت استرپ، همه چیز به شیوه ای منطقی منسجم کنار هم قرار می گیرد.”

منحنی های زمانی بسته

منحنی زمان مانند بسته (CTC) یک ایده نظری در نظریه نسبیت عام است. در یک CTC، مسیر یک جسم در فضازمان یک حلقه تشکیل می دهد، که در نهایت به همان مختصات در فضا و زمان باز می گردد. به عبارت ساده تر، یک CTC نتیجه معادلات فیزیک است که امکان سفر در زمان را پیشنهاد می کند.

به طور معمول، یک CTC از معادلاتی مشتق شده است که شامل کشیدن فریم است، جایی که یک جسم عظیم یا میدان گرانشی قوی حرکت می‌کند و بر فضازمان تأثیر می‌گذارد. بسیاری از سناریوهای مربوط به CTC ها اغلب شامل یک سیاهچاله است که می تواند یک تکینگی در فضازمان ایجاد کند و گاهی اوقات منجر به کرم چاله شود.

یکی از جنبه های مهم یک CTC این است که اعتقاد بر این است که مسیر شی در هنگام دنبال کردن منحنی تغییر نمی کند. خط جهانی بسته است، به این معنی که به خودش حلقه می زند و خط زمانی اصلی را تشکیل می دهد، و این “همیشه” بوده است.

اگر از CTC برای سفر در زمان به گذشته استفاده می شد، تعبیر رایج این است که مسافر زمان همیشه بخشی از گذشته بوده است. بنابراین، وقتی مسافر زمان به طور ناگهانی ظاهر می شود، هیچ تغییری نسبت به گذشته ایجاد نمی شود.

تاریخچه منحنی های بسته زمانی

اولین پیش‌بینی منحنی زمان‌مانند بسته در سال ۱۹۳۷ توسط ویلم جاکوب ون استاکوم انجام شد و توسط ریاضی‌دان کرت گودل در سال ۱۹۴۹ توسعه یافت.

انتقاد از منحنی های زمان بندی بسته

در حالی که از نظر فنی در موقعیت های تخصصی مجاز است، بسیاری از فیزیکدانان در دستیابی عملی سفر در زمان تردید دارند. استیون هاوکینگ یک حدس حفاظتی زمانی ارائه کرد و پیشنهاد کرد که قوانین جهان از هرگونه امکان سفر در زمان جلوگیری می کند.

منحنی‌های زمان‌بندی بسته در فرهنگ عامه

از آنجایی که منحنی‌های زمان‌مانند بسته تنها شکل تئوری مجاز سفر در زمان به عقب در نسبیت عام هستند، تلاش‌ها برای سفر در زمان دقیق علمی اغلب شامل این مفهوم می‌شوند. با این حال، داستان‌ها ممکن است برای تنش دراماتیک منحرف شوند، و تمایل به امکان تغییر تاریخ دارند.

به عنوان مثال، داستان کوتاه علمی تخیلی “همه شما زامبی ها” نوشته رابرت ای. هاینلین و مجموعه تلویزیونی Lost دارای منحنی های زمانی بسته هستند. در هر دو مورد، شخصیت‌ها در زمان به عقب سفر می‌کنند، اما اعمال آنها رویدادهای گذشته را تغییر نمی‌دهد. در عوض، آنها همیشه بخشی از آن رویدادها بودند.

فیزیک CTC به چه معناست؟

طبق ویکی‌پدیا، در فیزیک ریاضی، منحنی زمان‌مانند بسته (CTC) مسیری در فضازمان است که یک ذره مادی آن را دنبال می‌کند و با بازگشت به نقطه شروع، حلقه‌ای بسته را تشکیل می‌دهد.

مسیر زمانی چیست؟

یک مسیر زمان مانند در اصل یک منحنی بسته در فضازمان است که یک فضازمان خاص به عنوان مسیر حرکت یک جسم اجازه می دهد. این مسیرها برای مفهوم ماشین های زمان اساسی هستند. چگونه یک منحنی بسته زمانی را توصیف می کنید؟

یک منحنی زمانی بسته ظاهر فیزیکی ندارد زیرا یک مفهوم انتزاعی است. هیچ خط نور مرئی یا خطوط جهانی مرتبط با آن وجود ندارد.

سفر در زمان، آنتروپی و آشفتگی

مروری سریع بر ترمودینامیک

bouncy
با بررسی این تصویر استروب از یک توپ در حال بازتاب، نمی توانید با اطمینان بگویید که آیا توپ به سمت راست حرکت می کند و با هر بازتاب انرژی خود را از دست می دهد، یا اینکه به سمت چپ حرکت می کند و با هر بازتاب یک ضربه پر انرژی دریافت می کند. قوانین فیزیک تحت تحولات معکوس زمان متقارن هستند، و با این حال ما تنها فلش زمان را به عنوان در حال اجرا در یک جهت خاص (رو به جلو)درک می کنیم. دلیل این موضوع هنوز مشخص نیست.

به جای کاوش در آنتروپی با تعاریف و فرمول های پیچیده، بیایید آن را در زمینه ترمودینامیک بررسی کنیم. قانون اول ترمودینامیک بر انرژی تمرکز می کند – اینکه چگونه شکل ها را تغییر می دهد و این اصل که شما نمی توانید چیزی را از هیچ بسازید. قانون دوم به آنتروپی می پردازد – آنچه در مورد تبدیل گرما به کار و گذار از نظم به بی نظمی آشکار می کند.

به گفته اینشتین، این قوانین اساسی ترین در علم هستند:

یک نظریه زمانی تاثیرگذارتر است که دارای مقدمات ساده باشد، به چیزهای مختلف مربوط باشد و کاربرد وسیعی داشته باشد. – آلبرت انیشتین

bocky nocky
از تورم تا انفجار بزرگ، تولد و مرگ ستارگان، کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها، تا سرنوشت نهایی انرژی تاریک ما، می‌دانیم که آنتروپی هرگز با گذشت زمان کاهش نمی‌یابد. اما ما هنوز نمی‌دانیم که چرا زمان خودش به جلو می‌رود. با این حال، ما کاملا مطمئن هستیم که آنتروپی راه حل نیست.

اصول ترمودینامیکی در زمینه های مختلف علمی، از کیهان شناسی گرفته تا زیست شناسی مولکولی و نظریه اطلاعات، اعمال می شود. به دلیل محدودیت فضا، نکات کلیدی را ساده و برجسته می کنم.

قانون اول ترمودینامیک: بقای انرژی

در طول قرن نوزدهم، انقلاب صنعتی متکی به موتورهایی بود که گرما را به کار تبدیل می کردند. ترمودینامیک برای درک این موتورها پدیدار شد. قانون اول، که شامل بقای انرژی است، توضیح می دهد که چگونه گرما در یک موتور بخار به کار تبدیل می شود. ایجاد یک ماشین حرکت دائمی از نوع اول غیرممکن است—شما نمی توانید بیش از آنچه که صرف می کنید انرژی دریافت کنید.

سیستم ها به طور طبیعی به سمت حالت های انرژی پتانسیل پایین تر حرکت می کنند مگر اینکه آنتروپی مداخله کند. تفاوت انرژی به اشکال مختلف مانند انرژی کار، گرما، تابش، انرژی الکتریکی یا شیمیایی آزاد می شود.

قانون دوم ترمودینامیک: آنتروپی و جریان گرما

رودولف کلازیوس مشاهده کرد که گرما به طور خود به خود از دماهای بالا به پایین جریان می یابد. هنگامی که یک مکعب یخ وارد قهوه داغ می شود، گرما از گرم به سرد منتقل می شود و باعث می شود یخ سریعتر با اختلاف دما بیشتر آب شود.

کلازیوس آنتروپی را که با حرف S مشخص می شود به عنوان معیار بی نظمی معرفی کرد. با انتقال سیستم ها از نظم به بی نظمی، آنتروپی افزایش می یابد.

اختلال اندازه گیری آنتروپی

مجموعه ای از ورق های بازی را به ترتیب و سپس بی نظم در نظر بگیرید. در ترتیب سفارشی، می توانید موقعیت کارت را دقیقاً شناسایی کنید. در حالت نامنظم، شما برای تعیین کورکورانه کارت مشکل دارید که نشان دهنده کمبود اطلاعات است.

ارتباط بین آنتروپی و نظم/بی نظمی در انتقال حرارت نهفته است. گرم کردن یک سیستم، مانند ذوب یخ به آب یا آب به بخار، حرکت مولکولی را افزایش می دهد و محلی سازی را کاهش می دهد. این منجر به دانش کمتر در مورد جزئیات سیستم می شود.

آنتروپی، انتقال حرارت و اطلاعات

افزایش آنتروپی تنها به انتقال حرارت بستگی ندارد. به عنوان مثال، افزودن طعم دهنده لیمو به آب آن را پراکنده می کند و آنتروپی را بدون انتقال حرارت قابل توجه افزایش می دهد. این تغییر “آنتروپی اختلاط” نامیده می شود.

زمان آنتروپیک چیست؟

زمان آنتروپیک این ایده است که زمان از الگویی پیروی می کند که در آن جهان تمایل دارد از نظم به سمت بی نظمی حرکت کند. این یک قانون درک شده از طبیعت را پیشنهاد می کند.

آیا زمان بدون آنتروپی وجود دارد؟

در سیستم‌های طبیعی که آنتروپی ثابت می‌ماند، مانند ابری از ماده بدون برخورد که به طور آدیاباتیک منبسط می‌شود، زمان همچنان به جلو می‌رود. این کار را برای همه ناظران بدون توجه به تغییرات آنتروپی – به ویژه با سرعت یک ثانیه در ثانیه – انجام می دهد.

سفر در زمان آنتروپی چیست؟

آنتروپی یک مفهوم آماری است و سفر در زمان شامل یک حلقه در یک فضازمان ۴ بعدی ایستا است. این به این معنی است که یک رویداد قبل از وقوع آن خاطره ای وجود دارد که نشان دهنده عدم وجود اراده آزاد و بدون تغییرات آماری است. به طور منطقی، سفر در زمان ممکن است تنها در یک فرآیند قطعی که آنتروپی را حفظ می کند، امکان پذیر باشد.

آیا آنتروپی می تواند زمان را معکوس کند؟

بر اساس این ایده، در یک سیستم بسته، آنتروپی (اندازه گیری بی نظمی و تصادفی) ثابت می ماند یا افزایش می یابد. اگر جهان ما یک حلقه بسته باشد که به شکل یک توپ است، آنتروپی آن هرگز نمی تواند کاهش یابد. این بدان معناست که جهان به نقطه قبلی باز نخواهد گشت.

arrow
تاریخ کیهان و پیکان زمان که برای هر ناظری در هر جایی همیشه در یک جهت و با سرعت یکسان به جلو می رود.

تعاریف

  1. سفر کردن در زمان:

    سفر در زمان مفهومی است که یک فرد یا یک شی می تواند بین نقاط مختلف زمان، به جلو یا عقب حرکت کند.

  1. نظریه نسبیت:

    نظریه ارائه شده توسط آلبرت انیشتین، که نشان می دهد مکان و زمان در یک پیوستار چهار بعدی به نام فضازمان به هم مرتبط هستند. همچنین نشان می‌دهد که زمان می‌تواند بر اساس عواملی مانند سرعت و گرانش گشاد یا کشیده شود.

  1. اتساع زمان:

    اتساع زمان پدیده ای است که توسط نظریه نسبیت توصیف شده است، که در آن زمان برای یک ناظر در حال حرکت نسبت به یک ناظر ساکن یا در میدان های گرانشی قوی تر کندتر می گذرد.

  1. فضا-زمان:

    فضا-زمان یک چارچوب چهار بعدی است که سه بعد فضا را با یک بعد زمان ترکیب می کند. این یک مفهوم مرکزی برای نظریه نسبیت است.

  1. کرمچاله ها:

    کرم چاله ها تونل های فرضی در فضازمان هستند که می توانند نقاط دوردست جهان را به هم متصل کنند. آنها اغلب با خم شدن یا تاب برداشتن فضازمان همراه هستند.

  1. سیاه چاله ها:

    سیاهچاله ها مناطقی در فضازمان هستند که گرانش آنقدر قوی است که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از آنها فرار کند. آنها از فروپاشی ستارگان عظیم تشکیل می شوند.

  1. نسبیت خاص:

    نسبیت خاص شاخه ای از نظریه اینشتین است که با اجسام در حال حرکت با سرعت ثابت، به ویژه نزدیک به سرعت نور سروکار دارد. این مفهوم اتساع زمان را معرفی می کند.

  1. نسبیت عام:

    نسبیت عام نظریه انیشتین است که گرانش را به عنوان انحنای فضازمان ناشی از جرم و انرژی توصیف می کند. وجود پدیده هایی مانند اتساع زمانی در میدان های گرانشی قوی را پیش بینی می کند.

  1. آنتروپی:

    آنتروپی مفهومی مرتبط با قانون دوم ترمودینامیک است که بیان می کند تصادفی یا بی نظمی در یک سیستم در طول زمان افزایش می یابد. اغلب به عنوان دلیلی ذکر می شود که چرا سفر در زمان ممکن است با چالش هایی روبرو شود.

  1. حلقه های زمانی:

    حلقه های زمان به موقعیت هایی در روایت های سفر در زمان اشاره دارد که در آن رویدادها خود را تکرار می کنند و حلقه ای را در خط زمانی تشکیل می دهند. این مفهوم معمولاً در داستان های علمی تخیلی بررسی می شود.

  1. پارادوکس زمانی:

    پارادوکس زمانی رخ می دهد که اقدامات یک مسافر زمان منجر به نتیجه متناقض یا غیرمنطقی شود. معروف ترین مثال پارادوکس پدربزرگ است که در آن فرد از وجود پدربزرگ خود جلوگیری می کند.

  1. چندجهانی:

    نظریه چندجهانی وجود جهان های متعدد را پیشنهاد می کند که هر کدام مجموعه ای از قوانین فیزیکی و ثابت های خاص خود را دارند. گاهی اوقات در بحث های مربوط به عواقب سفر در زمان به آن استناد می شود.

  1. ماشین زمان:

    ماشین زمان وسیله ای فرضی است که امکان سفر در زمان را فراهم می کند، همانطور که معمولاً در داستان های علمی تخیلی به تصویر کشیده می شود. اغلب یک عنصر اصلی در داستان هایی است که مفهوم سفر به گذشته یا آینده را بررسی می کنند.

منابع

https://www.popularmechanics.com

https://physics.stackexchange.com

https://www.forbes.com

https://pi.math.cornell.edu

https://www.magiscenter.com

 https://physics.stackexchange.com

https://www.daviddarling.info

https://physics.stackexchange.com

https://www.dedoimedo.com

https://www.popularmechanics.com

https://www.yourdictionary.com

https://piggsboson.medium.com

https://www.discovermagazine.com

https://study.com

https://www.businessinsider.com

https://bigthink.com

https://www.usatoday.com

https://newsroom.carleton.ca

https://crimereads.com

https://spaceplace.nasa.gov

https://medium.com

https://www.thoughtco.com

https://www.livescience.com

https://www.space.com

https://www.livescience.com

 

۰ ۰ رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
www.novin.com
مقالات پیشنهادی سایوتک
Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Post Type Selectors

سفر در زمان چیست؟ به زبان ساده

فهرست