آيا تا به حال شده قصد انجام كاري را داشته اما هرگز فرصت انجامش را نيافته باشيد؟ آرزوي رفتن به سال‌ها پيش و ملاقات با شخصيت‌هاي برجسته تاريخي چطور؟ ديدن آينده و پيشرفت‌هاي بشر، وضعيت زمين و ساكنانش، در يك‌صد سال بعد هم جالب خواهد بود...

همه اين اي‌كاش‌ها و آرزوها و اما و اگرها، بعضي اوقات ذهن آدمي ‌را عجيب درگير خود مي‌كنند. "مسافرت در زمان" شايد راه حل باشد، و يا شايد از چاله به چاه افتادن. جالب اينجاست كه حتي مسافرت در زمان، خود نيز اما و اگرها و ناسازگاري‌هايي دارد

هيچ انگاره‌اي مانند مسافرت در زمان انديشه و تخيل آدمي ‌را به جوش و خروش نمي‌اندازد. توانايي سفر به هر نقطه‌اي در گذشته يا آينده. داخل ماشين زمان خود بنشينيد به عقب برگشته و اتفاقات مهم تاريخي را از نزديك مشاهده و با مردمي‌كه در آنجا هستند صحبت كنيد. چه كسي را مي‌خواهيد در گذشته ملاقات كنيد؟ لئوناردو داوينچي؟ فردوسي؟ مي‌توانيد برگرديد و خودتان را در سنين جوان‌تر ملاقات كنيد و به جلو رفته و ببينيد كه در آينده چه قيافه‌اي خواهد داشت... اين قابليت‌ها است كه باعث شده مسافرت در زمان موضوع بسياري از فيلم‌ها و كتاب‌ها شود.

در هر حال، به نوعي همه ما مسافران زمان هستيم. همان‌طور كه در حال خواندن مجله هستيد و كاري جز خواندن "دانشمند" انجام نمي‌دهيد، زمان در اطرافتان در حال حركت است. آينده پيوسته به گذشته تبديل مي‌شود، و هر كاري كه هم‌اكنون در حال انجامش هستيد، در چشم به‌هم زدني تبديل به گذشته‌اي تغيير‌ناپذير شده است. اين بدان‌معني است كه ما در حال حركت در زمان هستيم.

انگاره سفر در زمان براي قرن‌ها وجود داشته است، اما با مطرح شدن نظريه نسبيت خاص توسط آلبرت اينشتين، سفر در زمان از لحاظ نظري ممكن شد. تا به حال امكان سفر در زمان نه توسط كسي اثبات شده و نه كسي آن‌را انكار كرده است. چندي پيش استيفن ‌‌هاوكينگ فيزيكدان مشهور انگليسي، اظهار كرد كه سفر در زمان تنها رو به جلو و به آينده امكان‌پذير است. 

با وجود اين‌كه نويسنده‌هاي داستان‌هاي علمي‌ـ‌تخيلي، انگاره‌‌هاي بزرگي چون ساخت ماشين زمان را براي سفر در زمان، سال‌ها در ذهنشان مي‌پروراندند، بيشتر فرضيه‌‌هاي سفر در زمان تكيه به چنين ماشيني ندارند. به‌جاي آن، سفر در زمان احتمالا از راه يك پديده طبيعي انجام خواهد شد كه ما را به طور هميشگي بين نقاط مختلف منتقل خواهد كرد. اين پديده‌هاي فضايي كه حتي از وجود برخي از آنها مطمئن نيستيم، شامل موارد زير مي‌شوند:

•  سياه‌چاله‌ها و كرچاله

•‌ كرم‌چاله‌ها

 •رشته‌ها يا نوار‌هاي كيهاني

سياه‌چاله‌ها

وقتي ستاره‌اي با اندازه‌اي بيش از چهار برابر جرم خورشيد به پايان عمرش مي‌رسد و تمام سوختش را مصرف مي‌كند و مي‌سوزاند، زير فشار وزن خود فرو مي‌پاشد و مي‌رُمبد. اين رُمبش و انفجار از داخل، سياه‌چاله‌اي با گرانشي بسيار گران به‌وجود مي‌آورد كه حتي نور، ياراي فرار از آن را ندارد. هر چيزي به محض رسيدن به كرانه فرار يا افق رويداد، به داخل سياه‌چاله مكيده مي‌شود. كرانه فرار، محدوده يا افقي است در اطراف سياه‌چاله‌ كه هرچيزي پس از گذر از آن، ديگر امكان فرار از گرانش بسيار زياد سياه‌چاله را نخواهد داشت.

شكل يك سياه‌چاله شبيه به قيفِ بستني قيفي است كه در بالا گشاد و به سمت پايين باريك‌تر شده و در انتها به يك نقطه مي‌رسد، نقطه‌اي كه تكينگي ناميده مي‌شود. در تكينگي، قوانين فيزيك وجود ندارند و كارايي خود را از دست مي‌دهند و ماده در آنجا به طور غيرقابل شناسايي درهم مي‌شكند. اين نوع سياه‌چاله‌هاي بدون چرخش، به خاطر تلاش‌هاي دانشمند آلماني "كارل شوارتز شيلد"، به سياه‌چاله‌هاي شوارتز شيلد معروف هستند.

نوع ديگري از سياه‌چاله‌ها به نام "كرچاله" معروف هستند. كرچاله‌ها، سياه‌چاله‌هاي چرخندهاي هستند كه مي‌توانند گذرگاه سفر در زمان يا مسيري براي سفر به دنياهاي موازي باشند. در سال 1963، "رُي كر" رياضي‌دان نيوزلندي، نخستين نظريه واقع‌گرايانه را براي سياه‌چاله‌هاي چرخنده ارائه كرد. در اين نظريه، ستارگان در حال مرگ به نوترون‌هاي چرخنده‌اي تبديل مي‌شوند كه مي‌توانند نيروي گرانشي كافي براي جلوگيري از تشكيل تكينگي را ايجاد كنند. وجود سياه‌چاله بدون تكينگي، باعث شد كه اين دانشمند به اين باور برسد كه مي‌توان بدون خرد شدن توسط نيروي گرانش بي‌نهايت در مركز يك سياه‌چاله، وارد آن شد.

اگر سياه‌چاله‌هاي كر واقعا وجود داشته باشند، اين امكان وجود دارد كه بتوان واردش شد و از سوي ديگرش به سلامت و از يك سفيد‌چاله خارج شد. يك سفيد چاله دقيقا عملكردي وارونه يك سياه‌چاله دارد، يعني به‌جاي كشيدن همه چيز به داخل خود به واسطه نيروي گرانش، به خاطر مواد مرموز تشكيل‌دهندة خود با انرژي منفي، همه چيز را به بيرون مي‌فرستد و از خود دور مي‌كند. اين سفيدچاله‌ها راه خواهند بود براي رفتن به زمان يا دنيايي ديگر.

با توجه به اطلاعات كمي‌ كه راجع به سياه‌چاله‌ها داريم، چاله‌هاي كر امكان وجود دارند. هرچند "كيپ ثورن" از موسسه فناوري كاليفرنيا (يا همان كلتِك معروف) معتقد است كه قوانين فيزيك تشكيل چنين ساختار و شكلي را مانع مي‌شوند. وي مي‌گويد كه چنين راهي براي وارد شدن به يك سياه‌چاله و خارج شدن از آن وجود ندارد، و تلاش هر چيزي براي وارد شدن به يك سياه‌چاله، منجر به نابودي‌اش حتي قبل از رسيدن به تكينگي خواهد شد.

كرم‌چاله‌ها

ثورن معتقد است امكان وجود نوع ديگري ساختار تونلي‌شكل در كيهان مي‌رود كه مي‌توان از آن به‌عنوان گذرگاهي براي سفر در زمان استفاده كرد. كرم‌چاله‌ها كه به پل‌هاي اينشتين ـ روزِن نيز معروف هستند، در صورت وجود، نه تنها بيشترين پتانسيل را براي سفر در زمان در خود دارند، بلكه اين امكان را فراهم مي‌آورند كه در كسري از ثانيه، از زمين به نقطه‌اي از كيهان با فاصلة چندين سال نوري دورتر سفر كنيم.

كرم‌چاله‌ها بر اساس نظريه نسبيت عام اينشتين و از اين‌كه هر جرمي ‌باعث خم شدن منحني فضا ـ زمان مي‌شود، نتيجه‌گيري شدند. براي درك اين انحنا و خميدگي، دو نفر را در نظر بگيريد كه پارچه‌اي را از دو طرف محكم كشيده و نگه داشته‌اند، طوري كه پارچه مانند سطح ميز بيليارد تراز باشد. اگر توپ بيس بالي را در ميانة پارچه رها كنيد، توپ به وسط پارچه مي‌غلتد و وزنش باعث انحناي پارچه در آنجا مي‌شود. حال اگر يك تيله را در گوشه پارچه قرار دهد و رهايش كنيد، به سبب انحنايي كه توپ بيس بال در پارچه ايجاد كرده، به سمت توپ بيس بال حركت خواهد كرد.  

در فضا، حجم‌هايي كه بر قسمت‌هاي مختلف كيهان فشار وارد مي‌كنند، ممكن است در نهايت به هم رسيده و تونلي را شكل دهند كه همان كرم‌چاله است. بنابراين ما قادر خواهم بود از زمين به كهكشاني ديگر رفته و "نسبتا" سريع هم برگرديم. براي مثال، تصور كنيد كه مي‌خواهم به ستاره شباهنگ  واقع در صورت فلكي سگ بزرگ درست زير صورت فلكي شكارچي سفر كنيم. ستاره شباهنگ در فاصلة حدود 9 سال نوري (حدود 90 تريليون كيلومتر) از زمين قرار دارد. واضح است كه اين فاصله براي رفتن و برگشتن چنان دور است كه مسافرانش مجال بازگو كردن آن‌چه ديده‌اند را نخواهند يافت. دورترين مكاني كه انسان تا به حال به آنجا سفر كرده، "ماه" در فاصله حدودا 400 هزار كيلومتري بوده است. اگر مي‌توانستيم كرم‌چاله‌اي را بيابيم كه ما را به فضاي اطراف ستاره شباهنگ مرتبط كند، مي‌توانستيم از فاصله چندين تريليون كيلومتري سفر معمول فضايي صرف‌نظر كرده و تنها در چشم بر هم‌زدني، اين فاصله را از ميان‌بر كرم‌چاله طي كنيم.

ريسمان كيهاني

نظريه ديگري كه از آن براي امكان سفر در زمان استفاده شده است، انگاره ريسمان‌هاي كيهاني (يا تارهاي كيهاني يا نوارهاي كيهاني) است كه توسط "جي ريچارد گات" فيزيكدان دانشگاه پرينستون در سال 1991 ارائه شد. اين نوارها همان‌طور كه از اسمشان پيداست، رشته‌هايي هستند كه در ابتداي شكل‌گيري كيهان به‌وجود آمدند. اين رشته‌ها ممكن است در تمام طول كيهان زير فشار بسيار زياد به‌طور خطي قرار داشته باشند.

اين رشته‌هاي كيهاني با اندازه‌اي كوچك‌تر از اتم، نيروي گرانشي بسيار زيادي بر روي اشياي گذرنده از نزديكشان ايجاد مي‌كنند. اشياي متصل شده به يك رشته كيهاني قادرند با سرعت غير قابل‌باوري حركت كند. اين سرعت اعجاب‌آور، به خاطر نيروي گرانشي هنگفت تارها است كه فضا ـ زمان را از شكل انداخته و به نوعي تاب مي‌دهند. با نزديك كردن دو رشته به هم، يا يك رشته به يك سياه‌چاله، ممكن است به اندازه كافي فضا ـ زمان خم شود كه منحني‌هاي نزديك از لحاظ زماني تشكيل شوند كه مي‌توان آنها را براي سفر در زمان مورد استفاده قرار داد.

يك فضاپيما با استفاده از گرانش ايجاد شده توسط دو رشته كيهاني، يا يك رشته و يك سياه‌چاله، مي‌تواند به يك ماشين زمان براي سفر به گذشته تبديل شود. براي اين كار، فضاپيما بايد به دور رشتة كيهاني گردش كند. به‌هر حال در رابطه با عدم وجود يا وجود و شكل اين تارها، گمانه‌زني‌هاي فراواني وجود دارد. گات خود بر اين باور است كه براي رفتن به يك سال عقب‌تر، به حلقه‌‌هاي از تارهاي كيهاني كه نصف جرم ـ انرژي كل كهكشان است نياز خواهد بود.