زمان ممکن است فقط به جلو حرکت نکند – کارشناسان می‌گویند ممکن است به عقب نیز برگردد

معمولاً زمان از دیروز به فردا در یک خط مستقیم حرکت می‌کند. بسیاری از مردم این موضوع را بدون تردید می‌پذیرند، اما برخی از دانشمندان مشکوک‌اند که حس ما از پیشروی زمان ممکن است یک جهت کاملاً متفاوت را نادیده گرفته باشد.

شواهد جدید نشان می‌دهند که زمان ممکن است هم‌زمان در هر دو جهت عمل کند، هرچند که ما از جریان معکوس آن بی‌خبر باشیم. این پژوهش به سرپرستی دکتر آندریا روکو، دانشیار فیزیک و زیست‌شناسی ریاضی در دانشگاه سوری، انجام شده است.

آیا زمان واقعاً فقط به جلو حرکت می‌کند؟

دکتر روکو توضیح می‌دهد:
“یکی از راه‌های درک این موضوع این است که به فرآیندی مانند پخش شدن شیر ریخته‌شده روی میز نگاه کنید؛ واضح است که زمان در حال حرکت به جلو است. اما اگر این صحنه را برعکس پخش کنید، مانند یک فیلم، بلافاصله متوجه می‌شوید که چیزی اشتباه است – باور اینکه شیر دوباره به داخل لیوان بازگردد دشوار خواهد بود.”

او اشاره می‌کند که برخی قوانین فیزیکی نسبت به جهت زمان بی‌طرف هستند، اما جهان روزمره ما چنین بی‌طرفی‌ای را منعکس نمی‌کند. این تضاد باعث کنجکاوی درباره این موضوع شده که آیا زمان فقط در یک جهت حرکت می‌کند، یا اینکه این تصور ما تنها یک تفسیر راحت از واقعیت است.

فیزیک کوانتومی نشان می‌دهد که زمان ممکن است معکوس شود

در دنیای کوانتوم، ذرات بسیار ریز رفتاری عجیب و غیرطبیعی از خود نشان می‌دهند که در مقیاس‌های بزرگ‌تر مشاهده نمی‌شود.

وقتی این ذرات با محیط خود تعامل می‌کنند، نوعی “سیستم کوانتومی باز” تشکیل می‌دهند که می‌تواند انرژی یا اطلاعات را به روش‌هایی نامحسوس از دست بدهد.

دانشمندان گمان می‌کردند که وقتی این اطلاعات وارد یک محیط بسیار بزرگ شوند، بازگشتی برای آن‌ها وجود ندارد و این امر ایده‌ی یک خط زمانی یک‌طرفه را تقویت می‌کند. اما این مطالعه جدید، این باور را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که معادلات بنیادی امکان یک مسیر معکوس مخفی را نیز فراهم می‌کنند.

عامل شگفتی

مدل‌های ریاضی یک سازگاری غیرمنتظره در معادلات را هنگام وارونگی زمان آشکار کردند. محققان متوجه شدند که برخی اصلاحات، که معمولاً برای ساده‌سازی ریاضیات به کار می‌روند، اصلاً امکان جریان معکوس زمان را از بین نمی‌برند.

دکتر توماس گاف، که مسئول محاسبات این پژوهش بود، می‌گوید:
“نکته‌ی شگفت‌انگیز این بود که حتی پس از ساده‌سازی معادلات، آن‌ها همچنان به‌طور یکسان در هر دو جهت – جلو و عقب – رفتار می‌کردند. این امر به این دلیل بود که ‘هسته‌ی حافظه’ متقارن است.”

راه گریزی که اجازه می‌دهد زمان به عقب حرکت کند

یکی از جزئیاتی که اغلب نادیده گرفته می‌شود، “عامل گسستگی زمان” است که نوعی تعادل خاص را در معادلات حفظ می‌کند.

در حالی که تجربه‌ی روزمره‌ی ما فرض می‌کند که زمان فقط می‌تواند به جلو برود، این عامل گسستگی، مسیر معکوس را از نظر ریاضی معتبر نگه می‌دارد.

از نظر عملی، این بدان معناست که یک سیستم، از لحاظ نظری، می‌تواند مسیری را دنبال کند که در حالت وارونه نیز طبیعی به نظر برسد. در مقیاس‌های بزرگ‌تر، ما به ندرت این پدیده را مشاهده می‌کنیم، زیرا آشوب و پیچیدگی چنین معکوس‌هایی را از دید مستقیم پنهان می‌کنند.

امکان وجود دو جهت زمانی

به گفته‌ی کارشناسان، قانون دوم ترمودینامیک همچنان معتبر است، حتی اگر دو جهت زمانی ممکن باشد.

آنتروپی، که میزان بی‌نظمی را اندازه‌گیری می‌کند، از هر نقطه‌ای که به عنوان “آغاز” در نظر گرفته شود، افزایش می‌یابد؛ بنابراین، هر جهت همچنان از دیدگاه خود، غیرقابل‌برگشت به نظر می‌رسد.

به عبارت دیگر، شما نمی‌توانید به‌طور خودبه‌خودی شیر ریخته‌شده را به داخل لیوان برگردانید، اگر آن رویداد را به عنوان نقطه‌ی شروع خود در نظر بگیرید. قوانین، یک جهت مطلق و واحد برای زمان را تحمیل نمی‌کنند؛ بلکه فقط بیان می‌کنند که بی‌نظمی تمایل دارد از هر نقطه‌ی آغازین انتخابی افزایش یابد.

حرکت زمان به جلو و عقب

برخی بر این باورند که اگر جهان یک شرایط اولیه‌ی مشخص داشته باشد، ممکن است دو جهت زمانی هم‌زمان از آن منشأ گرفته باشند. ما تنها یکی از این جهت‌ها را دنبال می‌کنیم، اما ممکن است جهت دیگری نیز از همان نقطه‌ی کیهانی اولیه در حال گسترش باشد.

این ایده ممکن است جسورانه به نظر برسد، اما پرسش‌های بنیادی را در مورد اینکه چرا زمان در تجربه‌ی روزمره‌ی ما فقط در یک جهت حرکت می‌کند، مطرح می‌کند.

در دنیای فیزیکی، ما شاهد وقوع رویدادها در یک توالی رو به جلو هستیم – آب می‌ریزد اما برعکس جمع نمی‌شود، افراد پیر می‌شوند نه اینکه جوان‌تر شوند، و وقایع گذشته ثابت باقی می‌مانند در حالی که آینده نامشخص است.

با این حال، برخی نظریه‌های علمی نشان می‌دهند که این حرکت رو به جلو ممکن است یک ویژگی ذاتی زمان نباشد، بلکه نتیجه‌ی نحوه‌ی ادراک و تعامل ما با جهان باشد.

با مطالعه‌ی تقارن‌های پنهان در سیستم‌های کوانتومی، محققان در حال بررسی این موضوع هستند که آیا زمان دارای یک تعادل بنیادی است که به آن اجازه می‌دهد تحت شرایط خاصی به هر دو جهت حرکت کند.

این مطالعات سعی دارند تعیین کنند که آیا جریان ظاهراً یک‌طرفه‌ی زمان تنها یک محدودیت در تجربه‌ی انسانی ما است یا یک قانون عمیق‌تر در طبیعت.

این پژوهش در مجله‌ی Scientific Reports منتشر شده است.