از بین تمام فشاری که ما در زندگی روزمره با آن مواجه هستیم، بی‌شک «ماهیت زمان» ژرف‌ترین اثر را دارد. با سپری شدن روز‌ها، هفته‌ها، ماه‌ها و سال‌ها، زمان از گذشته به حال و آینده سیر می‌کند. اما بر طبق قوانین فیزیک حاکم بر جهان، همین رویداد‌ها فارغ از جهت حرکت زمان به وقوع خواهند پیوست. و اکنون فیزیکدانان بر این باورند که گرانش فاقد قدرت کافی برای سوق دادن تمامی اجرام موجود در جهان برای حرکت رو به جلو می‌باشد.
آیا زمان واقعاً وجود دارد یا فقط مفهومی در مغز ماست؟ بگذارید در وهله‌ی نخست مواردی را در خصوص زمان یادآوری کنیم. به دلیل روند رو به جلوی زمان، جوانان پیر شده و گذشته به حال تبدیل می‌شود که زمانی آینده بود. اما اگر برای لحظه‌ای هم که شده این دیدگاه را کنار بگذاریم و به جهان بعنوان یک کل بنگریم، درمی‌یابیم تنها چیز حاکم بر رفتار جهان «قوانین فیزیک» است. اما مشکل اینجاست که تقریباً یکی از این قوانین کاملاً برگشت‌پذیر زمانی است، بدان معنا که اثرات یکسانی رخ خواهد داد صرف‌نظر از اینکه زمان به عقب یا جلو حرکت کرده باشد.
لی بیلینگز که برای نشریه‌ی Scientific American نویسندگی می‌کند، گفت: گرانش نیوتن، الکترومغناطیس ماکسول، نسبیت عام و خاص اینشتین یا مکانیک کوانتومی و کُلیه‌ی معادلاتی که به بهترین نحو جهان ما را توصیف می‌کنند، کارساز واقع می‌شوند اگر زمان روندی رو به جلو یا رو به عقب طی کند. مثال مربوط به مؤلفه‌ی برگشت‌پذیری زمانی در جهان، مسیر سیاره‌ای است که به دور یک ستاره می‌چرخد.
«برندن کول» طی توضیحاتی گفت: خواه زمان به جلو یا به عقب حرکت کند، مدارهای سیارات از مسیرهای کاملاً یکسانی تبعیت می‌کنند. تنها تفاوت، جهت مدار است. پس آیا زمان پدیده‌ای ذهنی است؟ شاید این همان چیزی باشد که نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین در صدد گفتن آن است، اما قانون دوم ترمودینامیک چیز دیگری می‌گوید. بر اساس قانون دوم ترمودینامیک، با گذشت زمان، میزان بی‌نظمی یا آنتروپی در جهان همواره افزایش خواهد یافت. اگر شما تخم مرغی را بشکنید، در آن بی‌نظمی به وجود می‌آید و شما نمی‌توانید برگردید و بی‌نظمی ایجاد شده در آن را کم کنید.
کول می‌افزاید: به همین منظور، فیزیکدانان با بی‌علاقگی بر قانون دوم بعنوان منبع پیکان زمان تکیه می‌کنند: بعد از وقوع رویدادی باید بی‌نظمی افزایش یابد، لذا زمان فقط می‌تواند در یک جهت حرکت کند. اگر این موضوع قدری آشفته و مبهم به نظر می‌آید، به خاطر ماهیت آشفته‌ی آن است. فیزیکدانان بسیاری اکنون بر این گمان‌اند که وقتی گرانش، ذرات کوچک را وادار به برهمکنش با یکدیگر می‌کند، زمان روند رو به جلوی خود را ادامه می‌دهد و بی‌نظمی هم می‌تواند افزایش یابد. زمانی که این ذرات کوچک شروع به برهمکنش با چیزهای بزرگ‌تر بکنند، قوانین دستخوش تغییر قرار گرفته و منتظر جهانی بدون جهت می‌مانیم.
اما برای اینکه چنین چیزی اتفاق بیفتد، بی‌نظمی باید افزایش یافته باشد. یعنی جهان در سال‌های ابتدایی پیدایش از نظم بیشتری برخوردار بوده باشد. فیزیکدانان این مسئله را با نظریه‌ی «وجود جهان‌های موازی» توضیح می‌دهند. در جهان‌های موازی زمان می‌تواند در جهات جلو، عقب و هر جهت مختلف دیگری حرکت نماید. دو دانشمند در تلاش برای رمزگشایی یکی از بزرگ‌ترین معماهای علم مدرن تصمیم به آزمودن این فرضیه گرفتند که گرانش نیرویی است که پشت تمام این دیوانگی پنهان مانده است و نقشی کلیدی ایفا می‌کند.
گذر از نقطه‌ای که ذرات در آن تحت حاکمیت زمان قرار دارند و رفتن به سمت قوانین بدون جهت حاکم بر جهان، واهمدوسی(decoherence) نام دارد. بنا به توضیحات نیک استاکتون، برجسته‌ترین فرضیه‌ای که به شفاف‌سازی واهمدوسی می‌پردازد، معادله‌ی ویلر- دوویت است. بر طبق این معادله، باریکه‌ی میان مکانیک کوانتومی و مکانیک کلاسیک به خاطر گرانش از بین می‌رود. اما هنگامی که فیزیکدان‌هایی به نام دیمیتری پودولسکی از دانشگاه هاروارد و رابرت لانزا رئیس بخش پزشکی استلاس، از طریق معادله ویلر- دوویت اندازه‌گیری‌هایی را از گرانش انجام دادند، مشخص شد که با انجام محاسبات ریاضی، معادله‌ی فوق در توضیح نحوه‌ی پدیدار شدن خاصیت «حرکت رو به جلوی زمان» ناتوان می‌ماند. در واقع بر پایه‌ی نتایج آنان، اثرات گرانش آنقدر کُند ظاهر می‌شود که سهمی در زمان به خود اختصاص نمی‌دهد.
بنابر گفته‌های استاکتون، اگر گرانش آنقدر ضعیف باشد که نتواند برهمکنش میان مولکول‌ها را حفظ کند، احتمالاً فاقد قدرت لازم برای سوق دادن آن‌ها به یک جهت خواهد بود. لانزا گفت: مقاله‌ی ما نشان می‌دهد که زمان به این شکل وجود ندارد که از گذشته به آینده برود، بلکه یک ویژگی نوخاسته است که به قابلیت مشاهده‌گر در کسب اطلاعات درباره‌ی رویداد‌های تجربه شده بستگی دارد. با این اوصاف، زمان امری ذهنی بوده و توسط مشاهده‌گران یعنی ما انسان‌ها تعیین می‌گردد.
لانزا در مصاحبه با Wired بیان کرد: اینشتین در نظریه‌ی نسبیت خود نشان داد که زمان امری نسبی برای مشاهده‌گر است. با این استدلال که مشاهده‌گر خودش زمان را ایجاد می‌نماید، مقاله‌ی ما یک گام فرا‌تر می‌گذارد. البته این ایده بسیار بحث‌برانگیز می‌باشد زیرا همانطور که یاسونوری نومورا فیزیکدان دانشگاه برکلی می‌گوید، ساختار فضا – زمان مورد توجه قرار نگرفته است و باید عامل کیفی دیگری به نام «زمان مشاهده‌گر» به معادله افزوده شود.
نومورا اظهار می‌دارد: پاسخ به این بستگی دارد که آیا مفهوم زمان می‌تواند بدون دخالت دادن مشاهده‌گران در سیستم از دیدگاه ریاضی تعریف شود یا خیر. اگر بخواهیم عجیب بودن زمان را در جهان توضیح دهیم، از ابزارهای کافی بی‌بهره‌ایم. اما بنا به پیشنهاد لانزا و پودولسکی، شاید چیزی را از قلم انداخته‌ایم. و این موردِ ازقلم‌افتاده می‌تواند انرژی تاریک باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در arXiv. org منتشر شده است.
ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ
منبع: sciencealert. com