תארו לעצמכם שתוכלו לצאת למסע במכונת זמן ולצפות במופע הבכורה של להקת הביטלס או לקפוץ כמה שנים קדימה, ולראות אם יש סיבה לאופטימיות. זה נשמע כמו מדע בדיוני, אך חוקרים בטכניון מדווחים כי פיתחו מודל תיאורטי של מכונת זמן, אשר בעתיד הרחוק עשוי לאפשר לבני הדורות הבאים לנסוע אל העבר. מאמר על כך התפרסם אתמול (שבת) בכתב העת המדעי Physical Review.
"מכונת זמן" מעין זו, שיכולה להביאנו לעבר ולעתיד, מתוארת בספרי מדע בדיוני רבים, שהחלוץ שבהם הוא כנראה "מכונת הזמן" של הסופר וההיסטוריון הבריטי ה.ג. וולס (Wells), שיצא לאור ב-1895. תורת היחסות של אינשטיין הניחה את התשתית המדעית לבחינת המשמעות הפיזיקלית וההיתכנות של המסע בזמן.
תורת היחסות המצומצמת נוסחה בעיקר כדי להסביר את העובדה שאי-אפשר לשנות את מהירות האור בריק; המדידה נותנת תמיד אותה תוצאה (קרוב ל-300,000 ק"מ בשנייה) בלי קשר לתנועה היחסית בין הצופה, המודד את מהירות האור, לבין מקור האור.
העובדה שמהירות האור קבועה הפכה להנחת יסוד של תורת היחסות המצומצמת, אבל מהנחת היסוד הזאת נבע שהזמן והמרחב אינם מוחלטים אלא תלויים בתנועה של המודד. תנועה יכולה להשפיע על קצב מהלך הזמן, באופן ששעון נע ייראה לנו אטי יותר משעון במנוחה. הסברים נוספים.
"על מנת לנסוע לאחור בזמן, יש להנדס את מבנה המרחב-זמן באופן מתאים", מסביר פרופסור עמוס אורי מהפקולטה לפיזיקה בטכניון. "בכך עוסקת תורת היחסות הכללית. לפיה, המרחב-זמן יכול להיות שטוח, כלומר - יש לו מבנה טריוויאלי, פשוט וחסר מורכבות, אך הוא גם יכול להיות עקום, עם קונפיגורציות שונות. לפי תורת היחסות, שדות כבידה (כוחות משיכה) – משמעותם בעצם עיקום של המרחב-זמן. תורת היחסות גם מגדירה כיצד מתעקם המרחב וכיצד
התעקמות זו מתפתחת במשך הזמן".
השאלה המרכזית היא – האם לפי העקרונות של התפתחות העקמומיות במסגרת תורת היחסות, ניתן ליצור מכונת זמן. או במילים אחרות – האם ניתן לגרום למרחב-זמן להתעקם כך, שיתאפשרו מסעות לאחור בזמן. שכן מסע כזה דורש עיקום ניכר ומשמעותי, ובצורה מאד מיוחדת, של המרחב-זמן.
מסע לאחור בזמן הוא למעשה סגירת לולאה בזמן – כך שאנו מגיעים בחזרה לאירוע שכבר נכחנו בו בעבר. במרחב השטוח לא ניתן לסגור לולאות ולחזור בזמן. על מנת שלולאות סגורות כאלה יהיו קיימות, על מרחב הזמן להיות מעוקם בצורה מסוימת.
השאלה שפרופסור אורי חוקר היא – האם חוקי הגרביטציה מרשים התפתחות של מרחבי זמן עם העקמומיות הנדרשת (לולאה סגורה בזמן). בעבר העלו מדענים מספר טענות נגד אפשרות כזו, ועתה מציע פרופסור
| מסע בזמן |
|
| המדריך המלא לנוסע בזמן |
|
תורת היחסות של אינשטיין הניחה את התשתית המדעית לבחינת המשמעות הפיזיקלית וההיתכנות של המסע בזמן. האם בעתיד נוכל לקפוץ לביקור בעתיד, או לפגוש את הורינו כשהיו ילדים? כתבה ראשונה בסדרה |
| לכתבה המלאה |
|
|
|
אורי מודל תיאורטי למרחב-זמן שכן מתפתח למצב של מכונת זמן.
המודל מתגבר על חלק מהשאלות שעד כה לא הצליחו המדענים להתגבר עליהן. אחת הטענות הקשות נגד מכונת הזמן הייתה, שעל מנת שתיווצר מכונת זמן המרחב חייב להכיל חומר עם צפיפות שלילית.
מאחר שאין בידינו חומר כזה - וגם לא ברור אם חוקי הטבע מאפשרים קיום של חומר מסוג זה בכמות הנדרשת - לא ניתן לבנות מכונת זמן. עתה בא פרופסור אורי ומציע מודל תיאורטי שלא דורש חומרים עם צפיפות שלילית. המודל שהוא מציע הוא בעיקרו מרחב ואקום שמכיל אזור עם חומר די סטנדרטי בעל צפיפות חיובית.
"המכונה היא בעצם המרחב-זמן עצמו", הוא מסביר. "אם ניצור היום מכונת זמן – איזור עם עיוות כזה במרחב שמאפשר לקווי הזמן להיסגר על עצמם – אפשר שבני הדורות הבאים יוכלו לחזור לבקר בתקופתנו. אנחנו כפי הנראה לא נוכל לחזור לתקופות קודמות, משום שקדמונינו לא יצרו למענינו את התשתית הזו".
פרופסור אורי מדגיש כי עדיין אין לנו הטכנולוגיה אשר יכולה לשלוט בשדות הגרביטציה כרצוננו, למרות שבאופן עקרוני התיאוריה כיצד לעשות זאת קיימת. "המודל שפיתחנו בטכניון הוא אכן צעד משמעותי, אך עדיין נותרו בפנינו כמה בעיות פתוחות אשר אינן פשוטות כלל", הוא מדגיש. "יתכן גם שחלק מבעיות אלו לא יפתרו גם בעתיד - זה עדיין לא ברור".
כדוגמה הוא מביא את בעיית אי היציבות, שלפיה במרחב עם מכונת זמן עשויות להתחולל הפרעות אשר ילכו ויתעצמו, עד שמרחב הזמן ישתבש במידה שתבטל את מכונת הזמן. פרופסור אורי, מהבודדים בעולם החוקר סוגיה זו, מקווה שהמשך המחקר ייתן תמונה ברורה יותר לגבי השאלות האלה.
עוד בנושא זה:
