در جست‌وجوی زمان از دست رفته

[Hamed]

زمان چیست؟ چرا زمان رو به جلو می‌رود؟ آیا زمان واقعیت دارد؟
مفهوم زمان یكی از اسرارآمیزترین مفاهیم در تاریخ فیزیك بوده است و در حال حاضر نیز از مسائل دشوار فیزیك معاصر به‌شمار می‌رود. این مطلب آخرین مطالعات و نظریه‌های فیزیكی را درباره زمان معرفی و بررسی می‌كند.
هیچ‌كس بهتر از فرنس كرایوس حساب زمان در دستانش نیست. در آزمایشگاه او در موسسه ماكس پلانك واقع در كراچینگ آلمان كه مركزی مختص اپتیك كوانتومی است، دقیق‌ترین زمان‌سنجی تاریخ انجام شده است. به این معنا كه كوچك‌ترین بازه‌های زمانی را كه تاكنون مشاهده شده‌اند، اندازه‌گیری كرده‌اند.
كرایوس برای انجام این كار از پالس‌های لیزر فرابنفش استفاده كرده است تا حركت‌های بسیار سریع و كوتاه الكترون‌های درون اتم را ردگیری كند. این پدیده‌ها كه او به دنبال كاوش آنهاست، تنها حدود ۱۰۰ آتوثانیه طول می‌كشند.
برای داشتن تصور بهتری از این بازه زمانی در نظر آورید كه نسبت ۱۰۰ آتوثانیه به یك ثانیه، مانند نسبت یك ثانیه به ۳۰۰ میلیون سال است! حتی تصورش هم غیرممكن است، اما چنین بازه زمانی‌ای در طبیعت وجود دارد و حتی اندازه‌گیری هم شده است.
● كمترین واحد زمان
با این حال حتی كارهای كرایوس هم از كوچك‌ترین مقیاس زمانی بسیار فاصله دارد. یك محدوده زمانی به نام «ابعاد پلانك» وجود دارد كه حتی آتوثانیه نیز در برابر آن مانند میلیون‌ها سال است.
این مقیاس مرز فیزیك شناخته‌شده را مشخص می‌كند؛ ناحیه‌ای كه در آن فواصل و بازه‌های زمانی آنقدر كوتاه هستند كه بسیاری از مفاهیم فضا و زمان شروع به فروپاشی ‌كنند.
زمان پلانك یعنی كوچك‌ترین واحد زمانی كه معنای فیزیكی دارد، ۱۰ به توان ۴۳- ثانیه است. این مقدار كوچك‌تر از یك ‌تریلیونیم تریلیونیم آتوثانیه است. ماورای آن چیست، آیا زمانی كوچك‌تر از آن هم وجود دارد؟ این زمان ناشناخته است، حداقل برای امروز.
تلاش برای درك زمان‌هایی پایین‌تر از ابعاد پلانك، منجر به جهش‌های عجیبی در فیزیك شده است. به طور خلاصه مساله این است كه آیا امكان دارد آن زمان (زمانی كوچك‌تر از زمان پلانك) در بنیادی‌ترین سطح واقعیت فیزیكی وجود نداشته باشد.
اگر چنین است، پس زمان چیست و چرا اینقدر واضح و قدرتمندانه دارای حضوری مطلق در تجربه شخصی ماست؟
سیمون ساندرز، فیلسوف فیزیك از دانشگاه آكسفورد در پاسخ به این نوع مسائل می‌گوید: «معنای زمان به طرز وحشتناكی برای فیزیك معاصر مساله‌ساز شده است. وضعیت آنقدر مشكل است كه بهترین كاری كه شخص می‌تواند انجام دهد، اعلام لاادری‌گری است. یعنی نداشتن هیچ موضع و ترجیحی نسبت به این مساله.»
مشكل زمان از یك قرن قبل آغاز شد، وقتی نظریه‌های نسبیت خاص و نسبیت عام اینشتین، تصور معمول از زمان را به عنوان یك ثابت جهانی درهم ریخت. یكی از پیامدهایش آن بود كه گذشته، حال و‌ آینده مطلق نیستند. نظریه‌های اینشتین همچنین چالشی جدی در فیزیك به‌وجود آورد، زیرا قوانین نسبیت عام (كه گرانش و ساختار بزرگ مقیاس جهان را توصیف می‌كند) با قوانین فیزیك كوانتومی (كه بر جهان خرد حكومت می‌كند) ناسازگار به‌نظر می‌رسد.
حدود چهار دهه قبل دو فیزیكدان مشهور یعنی جان ویلر كه در آن زمان در دانشگاه پرینستون بود و برایس دویت از دانشگاه كارولینای‌شمالی، معادله‌ای عجیب و خارق‌العاده ارائه دادند كه چارچوبی ممكن برای سازگاری بخشیدن به نسبیت و مكانیك كوانتومی فراهم می‌كرد. اما معادله ویلر-دویت همواره مناقشه‌برانگیز بوده است، زیرا به سهم خودش پیچیدگی عجیب‌تری از فهم ما نسبت به زمان به نظریه نسبیت اضافه كرده است.
كارلو روولی، فیزیكدانی از دانشگاه مدیترانه‌ای مارسی در فرانسه می‌گوید: «زمان ناگهان از معادله ویلر-دویت ناپدید می‌شود و این موضوعی است كه برای بسیاری از نظریه‌پردازان معما شده است.
شاید بهترین راه برای فكر كردن درباره واقعیت كوانتومی كنار گذاشتن زمان باشد. به این ترتیب توصیف بنیادی از جهان باید بی‌زمان باشد.»
تا به حال هیچ‌كس در استفاده از معادله ویلر-دویت برای یكی‌كردن نظریه كوانتوم و نسبیت عام موفق نشده است. با این حال اقلیت قابل‌توجهی از فیزیكدان‌ها شامل روولی معتقدند هر نظریه موفقی از تلفیق دو شاهكار فیزیك قرن بیستم نهایتا جهانی را توصیف خواهد كرد كه در آن زمان به‌طور اجتناب‌ناپذیری وجود ندارد.