بزرگنمايي:
سیاست و بازاریابی - گجت نیوز / دانشمندان موفق به کشف مکانی در اعماق کیهان شدهاند که در آن زمان به عقب حرکت میکند. آیا چنین موضوعی امکان پذیر است؟
گروهی از فیزیکدانان در آفریقای جنوبی با بررسی ریاضی فروپاشی ستارههای نوترونی به نتیجهای غیرمنتظره رسیدند. پژوهشگران دانشگاه فناوری دوربان و دانشگاه کوازولو ناتال در مدلهای خود مشاهده کردند که در شرایط فوق العاده قدرتمند درون این جرم کیهانی، زمان ظاهرا رفتاری معکوس پیدا میکند و گویی به عقب جریان دارد.
مکانی در کیهان که در آن زمان به عقب حرکت میکند
البته این پدیده چیزی نیست که بتوان مستقیما آن را مشاهده یا تجربه کرد، اما نتایج محاسبات و مدلهای فیزیکی به اندازهای دقیق و قابل توجه بودهاند که توجه دانشمندان را به خود جلب کرده و بحثهای جدی علمی درباره آن شکل گرفته است. این پژوهش که در مجله علمی European Physical Journal C منتشر شده به یکی از بنیادیترین مفاهیم فیزیک میپردازد و آن «پیکان زمان» است. این مفهوم توضیح میدهد که ما زمان را همیشه در حال حرکت به سمت آینده تجربه میکنیم و نه برعکس.
ریشه این موضوع به مفهوم آنتروپی بازمیگردد. این اصل توضیح میدهد جهان به طور طبیعی از نظم به سمت بینظمی حرکت میکند. برای مثال، اگر لیوانی روی زمین بیفتد و خرد شود، قطعات آن هرگز خود به خود دوباره به شکل اولیه بازنمیگردند یا گرمایی که از یک اتاق خارج میشود، به صورت طبیعی دوباره در همان نقطه جمع نمیشود. تمام این مثالها نشان میدهند که روند رخدادها در جهان ما تنها در یک جهت جریان دارد و آن رو به جلو است.
وقتی نظریه پیکان زمان نقض میشود
بازار
اما زمانی که دانشمندان رفتار یک ستاره نوترونی در حال فروپاشی را وارد مدلهای ریاضی کردند، با نتیجهای عجیب روبهرو شدند. روند معمول آنتروپی ظاهرا وارونه شده بود. آنها مشاهده کردند که هرچه فروپاشی ستاره شدیدتر میشود، برخی از کمیتهای مرتبط با آنتروپی به جای افزایش یافتن، به تدریج کاهش پیدا میکنند. از دیدگاه ریاضی، این وضعیت شبیه آن است که بینظمی کمتر شود و جهان به سمت نظم بازگردد؛ اتفاقی که در شرایط عادی تقریبا غیرممکن به نظر میرسد.
برای درک بهتر این موضوع، تصور کنید خمیردندانی که از تیوب بیرون آمده، ناگهان خودش دوباره به داخل برگردد. فیزیکدانان معمولا از چنین مثالی برای توضیح جهت یک طرفه زمان استفاده میکنند، چون در دنیای عادی چنین چیزی رخ نمیدهد. اما محاسبات مربوط به ستارههای نوترونی نشان میدهد که در این محیطهای فوق العاده چگال، رفتار سیستم میتواند به چیزی شبیه همین سناریو غیرممکن نزدیک شود.
دلیل این پدیده به نوعی رقابت میان دو شکل از آنتروپی مربوط میشود. آنتروپی معمولی تمایل دارد همه چیز را پراکنده و نامنظم کند، اما آنتروپی گرانشی برعکس عمل میکند و ماده را به سمت فشردگی و تراکم بیشتر میکشاند. در محیطهایی با گرانش عادی، آنتروپی معمولی غالب است. اما در ستارههای نوترونی که از شدیدترین میدانهای گرانشی جهان برخوردارند، گرانش آن قدر قدرتمند میشود که میتواند رفتار معمول آنتروپی را تحت تأثیر قرار دهد و معادلات را به سمت نوعی «وارونگی زمانی» سوق دهد.
فیزیک شگفت انگیز بازماندههای کیهانی
ستارههای نوترونی از عجیبترین اجرام شناخته شده در کیهان هستند. این اجرام در حقیقت بقایای هسته ستارههای بسیار بزرگی هستند که پس از مرگ خود دچار فروپاشی شده و ماده آنها تا حدی فشرده شده که چگالیشان تقریبا غیرقابل تصور است. ابعاد یک ستاره نوترونی نسبتا کوچک است، به طوری که اگر بتوان روی سطح آن حرکت کرد، شاید تنها در چند ساعت بتوان دور آن را پیمود. اما همین جسم کوچک جرمی بیشتر از خورشید را در خود جای داده است.
رفتار این اجرام نیز در بسیاری از جنبهها بیشتر به سیاهچالهها شباهت دارد تا ستارههای عادی. زمانی که یک ستاره نوترونی وارد مرحله فروپاشی میشود، فیزیکدانان وضعیت انرژی آن را ناپایدار در نظر میگیرند. پژوهشگران این مطالعه نیز دقیقا همین حالت ناپایدار را وارد مدل فضا-زمان خود کردند و سپس بر اساس آن محاسبات را انجام دادند.
اهمیت این نتایج زمانی بیشتر میشود که آنها را در کنار مسئله مهبانگ قرار دهیم. جهان اولیه، طبق مدلهای کیهان شناسی، از همان آغاز مقدار عظیمی آنتروپی در خود داشته، اما با وجود این، ما هنوز در نقطهای از تاریخ کیهان قرار داریم که به نظر میرسد ظرفیت زیادی برای افزایش بیشتر بینظمی وجود دارد. این موضوع سالهاست یکی از چالشهای مهم کیهان شناسی محسوب میشود: اگر جهان از ابتدا این قدر آشفته بوده، چرا هنوز روند افزایش آنتروپی ادامه دارد؟
یکی از فرضیههایی که میتواند بخشی از این تناقض را توضیح دهد، این است که شاید در برخی نواحی یا فرایندهای خاص کیهانی، نوعی وارونگی زمانی رخ داده باشد؛ گویی بخشهایی از جهان به طور مخفیانه در جهت مخالف جریان معمول زمان عمل کردهاند تا تعادل کلی کیهان حفظ شود.
البته پژوهشگران این مطالعه تأکید میکنند که قصد ندارند ادعا کنند معمای «پیکان زمان» را حل کردهاند. آنها این تحقیق را تنها گامی کوچک در مسیر طولانی فهم رفتار گرانش، فضا-زمان و ساختارهای افراطی کیهانی میدانند. در نگاه آنها، هر پژوهش تازه تنها بخشی از تصویر بزرگتر را روشن میکند و یافتههای امروز، پایهای برای پرسشها و کشفیات بعدی خواهد بود.