מאמר מספר 49 על זמן - המשך (על מסע בזמן)

מאמר מספר 49 על זמן - המשך (על מסע בזמן)

מאת  עמי אור

זהו  מאמר שישי מתוך שישה

נושא המסע בזמן כבר מזמן אינו נחל סופרי מד"ב, פיזיקאים מכובדים עוסקים בנושא ברצינות רבה.

האם מסע בזמן אפשרי?

התשובה היא כן ולא.

ראשית אנו נוסעים בזמן כל הזמן – מהעבר אל העתיד. כלומר "קצב הנסיעה" שלנו הוא קבוע. כשמדברים על מסע בזמן, מדברים על האפשרות לנסוע קדימה או אחורה בזמן, בקצב השונה מקצב הזמן המוכר לנו.

ראשית נדון באפשרות של מסע לעתיד.

מסע לעתיד אינו מופרך כלל מבחינה פיזיקלית. תורת היחסות הפרטית של אינשטיין מ 1905 וההרחבה שלה לתורת היחסות הכללית ב 1915, הראו ש:

א.    יש  חסם עליון למהירות האור שהיא כ – 300 אלף קילומטרים בשנייה.

ב.     שהמהירות הנצפית ע"י שני צופים הנעים אחד מול השני בכל זווית שהיא, אינה המהירות המצרפית שלהם וכי כל צופה ימדוד את המהירות של השני כמקסימום מהירות האור.

ג.      תנועה במהירות הקרובה למהירות האור תגרום היווצרות 3 אפקטים: התקצרות הזמן, התקצרות האורך והגדלת המסה.

ד.    הזמן מאיט את מהלכו בנוכחות של כבידה (כפי שמוכח מהאטת הזמן ליד אופק האירועים של חור שחור).

לעובדות אלה מספר גדול של הוכחות מעשיות בניסויים שונים, שמעידות על נכונותן.

נושא נוסף שניתן להתייחס אליו בהיבט של מסע בזמן הם, כאמור,  חורי תולעת במרחב / זמן, או כפי שהם מכונים גשרי EPR. (ע"ש הפיזיקאים איינשטיין, פודולסקי ורוזן). בהנחה שגוף חומרי יוכל לעבור דרך גשרים אלה, הוא יוכל לצאת במרחב / זמן בכל נקודה בעבר או בעתיד או במרחק גדול מנקודת המוצא.

בהסתמך על תורות היחסות ניתן לדבר על אפשרות מסע בזמן לעתיד כפי שתואר בפרדוקס התאומים בפוסט קודם: בהנחה כי יש בידנו ספינה שניתן להאיץ אותה קרוב מאוד למהירות האור (מה שבכלל לא ברור כי הוא אפשרי כי האצת הספינה למהירות כזו תדרוש אנרגיה המתקרבת אסימפטומטית לאינסוף כי המסה של הספינה הולכת וגדלה ככל שמתקרבים למהירות האור). שני תאומים שיש בידיהם שעונים מסונכרנים האחד עולה על הספינה והשני נשאר על הארץ. הספינה יוצאת לטיול בחלל במהירות האור שנמשך, נניח, 5 שנים לכל כיוון. בשובו של האח על הספינה, שיזדקן בחודשים ספורים בלבד, הוא ימצא כי אחיו שנותר על הארץ מת כבר וכי הוא דילג על עשרות שנים והגיע מנקודת מבטו לעתיד.

אפקט דומה יקרה בנוכחות של כבידה מסיבית.

מסע בזמן בקנה מידה קטן, בצורת התארכות זמן, כבר הודגם פעמים רבות במעבדה. אולם, ביצוע התארכות זמן משמעותית עבור בני אדם תתאפשר רק כאשר ניתן יהיה להגיע למהירות תנועה קרובה למהירות האור, או להתקרב לשדה כבידה חזק דיו כדוגמת השדה בקרבת חורים שחורים.

 מסע בזמן דרך לולאה דמוית-זמן או חור תולעת הוא עדיין היפותטי, ויש הטוענים שהוא איננו אפשרי, בין השאר משום שהוא מאפשר מסע אחורה בזמן. מצד שני, להשערה כי מסע אחורה בזמן איננו אפשרי, הקרויה "השערת שמירת הכרונולוגיה", אין עדיין ראיות ניסיוניות או אפילו סיבות תאורטיות. למעשה, ההתנגדות היחידה לסוג כזה של מסע בזמן נובעת מהאפשרות שהוא יוביל לפרדוקסים, הקרויים "פרדוקסים של מסע בזמן". בעיות אלו לא מונעות ממסע בזמן, על גרסאותיו השונות, להופיע כמוטיב מרכזי בספרות המדע הבדיוני, ובסרטי הקולנוע של ז'אנר זה.

פרדוקסים של מסע בזמן - פרדוקס של מסע בזמן הוא שם כולל למספר מצבים של פרדוקס, של "מצב שלא ייתכן" הנובע משינוי של אירועים שקרו בעבר. פרדוקסים כאלה הם מצב בו מסע בזמן, לא משתלב עם ההיגיון האנושי.

הסיבה העיקרית לפרדוקסים מסוג זה היא ההנחה כי קיים ציר זמן אחד ויחיד. שכן קיום של כמה צירי זמן נפרדים, מעין עולמות מקבילים, פותר לבטח את הפרדוקס.

 מסע אחורה בזמן, גם אם הוא אפשרי מבחינה פיזיקלית, עלול להביא למספר פרדוקסים, כלומר להצביע על חוסר ההבנה שלנו את העולם. כך למשל, לפי פרדוקס הסבא, או כפי שהוא נקרא פרדוקס העקביות, המהווה את אחד הפרדוקסים של מסע בזמן, אדם נוסע לאחור בזמן והורג את סבו קודם שיפגוש את רעייתו, סבתו של הנוסע. כתוצאה מכך הוא לא אמור להיוולד, משמע הסבא לא יכול להירצח, שכן אין בעצם מי שיחזור בזמן ויעשה זאת וחוזר חלילה.

יש כמה דרכי להתמודד עם פרדוקס זה:

1.     להניח שמסע אחורה בזמן איננו אפשרי ("השערת שמירת הכרונולוגיה").

2.     האירועים שקרו בעבר בגלל הנסיעה בזמן הם חלק מהעבר והסבא מעולם לא נרצח – מה שנקרא "השערת העקביות העצמית של נוביקוב". לפי השערה זו, מסע בזמן אינו גורם לפרדוקסים מכיוון שישנו רק יקום אחד, עם היסטוריה אחת קבועה, וכל מה שקרה – כבר קרה. במילים אחרות, נוסע הזמן, יוכל לעשות בעבר רק את מה שכבר קרה.

3.     "הזמן מואס בשינויים", ולכן יגרום לכך שכל אירוע שיוביל לשינוי העבר לא יקרה. למשל הרובה שבו ישתמש האדם לירות בסבו, יתקע, או המכונית שתוביל אותו למקום בו התעתד לירות בסבו, לא תניע וכדומה. השערת העקביות העצמית, יכולה לגרום לתרחישים מגוחכים. אפילו אם האדם ינסה להתנקש בסבו אלפי פעמים בדרכים שונות, כל אחד מניסיונות ההתנקשות חייב בהכרח להיכשל. בשלב מסוים, האדם עלול לחשוד שחוקי הפיזיקה הידועים, פשוט לא חלים עליו, כדי למנוע את הפרדוקס בכל מחיר. דבר זה סותר הנחה בסיסית בפיזיקה, לפיה חוקי הפיזיקה זהים עבור כל מערכת ואינם תלויים במקום ובזמן.

4.     פירוש העולמות המרובים  - על פי תורת הקוונטים כל אירוע יכול קרות וקריסת פונקציית הגל יוצרת שני עתידים. במקרה זה הירי בסב יגרום לפיצול היקום ויצירת יקום חדש ובו קו זמן חדש שבו הסבא מת אבל נוסע הזמן חי בקו זמן שונה. (הטרילוגיה "בחזרה לעתיד" על כל שלושת חלקיה, משתמשת בפירוש זה). בהקשר של מסע אחורה בזמן, מושגת כאן דרך להימנע מפרדוקסים. כך למשל, ייתכן שאותו אדם שחוזר אחורה בזמן והורג את סבו, ממשיך בהיסטוריה אחרת, ולא בהיסטוריה שבה הוא נכנס למכונת הזמן. ההיסטוריה החדשה שלו מתרחשת במקביל להיסטוריה המקורית שממנה הוא יצא, כלומר היא מצויה בעולם מקביל. אחת הפרשנויות הפופולריות של תורת הקוונטים, פרשנות אוורט (Everett) או "העולמות המרובים", גורסת שבכל פעם שמתבצעת מדידה, ההיסטוריה של היקום מתפצלת למספר היסטוריות נפרדות – אחת לכל תוצאה אפשרית של המדידה. פרשנות אוורט מספקת מנגנון טבעי לייצור היסטריות מרובות – אפילו בלי שום מכונת זמן – ובמאמר מפורסם משנת 1991, הפיזיקאי דיוויד דויטש (Deutsch) הראה שייתכן שניתן להשתמש במנגנון זה לפתרון פרדוקסים של מסע בזמן.

5.     המסע אחורה בזמן אפשרי והפרדוקסים יסתדרו בדרך שהיא מעבר ליכולת הבנתנו, או לפחות מעבר ליכולת הבנתנו הנוכחית.

 הפרדוקס כאן טמון בשאלה האם הסב חי או מת והאם הבן נולד או שאינו נולד.

 פרדוקס הסבא מחזק את תאוריית קיומם של יקומים אחרים: כלומר כל החלטה כל פעולה, כל שינוי אפילו הכי זעיר גורמת לפיצול היקום. לפי התאוריה הנ"ל האדם שחזר בזמן ורצח את סבו, מייצר יקום חדש עם רצף פעולות חדשות בו סבו מת והוא לא נולד.

 מצב המחקר הנוכחי בכלל, וחוסר קיומה של תורת כבידה קוונטית בפרט, מונעים מאיתנו בשלב זה להתמודד עם השאלה המסקרנת לגבי האפשרות לנוע אחורה בזמן, ולהכריע לגבי קיומו או אי קיומו של חץ זמן מקרוסקופי מוגדר.

 פרדוקס הבליה או פרדוקס שרוך הנעל - (ע"ש הברון מינכהאוזן אשר מרים את עצמו על ידי משיכת שרוכי נעליו) - נניח שאדם בונה מכונת זמן, הוא לוקח אחת מתמונותיו המפורסמת של לאונרדו דה וינצ'י ונוסע לתקופת הרנסנס, שם הוא פוגש בצייר ונותן לו את התמונה. לאונרדו דה וינצ'י מתרשם מאוד מן היצירה ומחליט להציג אותה  כיצירה שלו (הוא לא הכין עותק מן היצירה). אם כך הדבר, בתום מספר מאות שנים, האדם יבנה את מכונת הזמן, ייסע לעבר וימסור ללאונרדו את התמונה, ושוב יעברו מאות, ושוב תיבנה המכונה וחוזר חלילה.

גרסה אחרת של פרדוקס זה היא: נניח כי אני חוקר זמן ובניתי מכונת זמן. אני "מת" על היצירות של בטהובן ומכיר את כולן בעל פה כולל התווים שלהן. בניתי את מכונת הזמן כדי לנסוע לעבר לשנת 1820, ולפגוש את המלחין הדגול.  אני מגיע לשם ומחפש אותו ואין מישהו כזה. מאחר שאני מכיר את יצירותיו אני כותב את התווים ומפרסם אותם תחת שמו.

בשני המקרים למעלה, הפרדוקס הוא: אז מי צייר את התמונה? לא לאונרדו אז מי? ומי יצר את כל יצירותיו של בטהובן?

(אגב בסדרה ד"ר WHO יש פרק בו נוסעי הטרדיס פוגשים בואן גוך בדיוק בנושא זה או סדרת סרטי הטרמינטור עם ארנולד שוורצנגר)

הבליה בפרדוקס זה נגרמת מכך שהתמונה מזדקנת בכל קפיצת זמן כזו בכמה מאות שנים, ולכן לבסוף תיהרס, מה שישבור את הלולאה.

 הבעיה הלוגית כאן היא מתי הלולאה תסתיים, ומדוע.

 פרדוקס מכונת מגלה העתידות - אדם יוצר מכונה שתראה מה שיקרה בעתיד, האדם יראה מה שכתוב במכונה וינסה להימנע מכל מה שיהיה כתוב בה. הבעיה כאן היא, מה יהיה כתוב במכונה? ואם בכלל יהיה כתוב? האם בכלל תהיה מכונה כזו? הפרדוקס נוצר כיוון שאם האדם ימנע ממעשים שעלולים לגרום לשינוי העתיד, הרי הוא יוצר עתיד השונה ממה שהוא ראה, ואז עולה השאלה איך המכונה הראתה לו את העתיד הזה.

מקור מכון דוידסון: בשנת 1950, במהלך ארוחת צהריים, שאל הפיזיקאי אנריקו פרמי (Fermi), "אם אכן יש חיים תבוניים ביקום, היכן הם?" בהתייחס לכך שמעולם לא פגשנו חייזרים וגם לא נתקלנו בראיות לקיומם, כגון שידורי רדיו שמעידים על חברה טכנולוגית. את אותה שאלה אפשר לכוון גם לנוסעים בזמן: "אם אכן המסע בזמן אפשרי, היכן הם הנוסעים?"

השאלה, המכונה גם "פרדוקס פרמי", היא כבדת משקל. אחרי הכול, אילו הייתה אפשרות לנסוע בזמן, האם לא היינו נתקלים בשלל צופים מהעתיד בנקודות מפתח בהיסטוריה? הרי לא סביר להניח שכולם יצליחו להסוות את עצמם בצורה מושלמת, בלי לשגות בעיצוב הבגדים שהם לובשים, במבטא ובאוצר המילים שהם דוברים וכן הלאה. כמובן, ייתכן שהמסע בזמן אפשרי, אבל השימוש בו זהיר ומבוקר עקב כל הסכנות המפורטות כאן.

ב - 28 ביוני 2009 הפיזיקאי סטיבן הוקינג עשה "ניסוי" מדעי שנועד לענות על השאלה אחת ולתמיד. הוא הביא כיבוד, בלונים ובקבוקי שמפניה, ערך מסיבה סודית לנוסעים בזמן בלבד, אך הפיץ את ההזמנה אליה רק למחרת היום. אם לא יגיעו, טען, זאת הוכחה שמסע בזמן לעבר אינו אפשרי. ואכן הניסוי עלה יפה והנוסעים בזמן לא הגיעו. "ישבתי שעה ארוכה וחיכיתי – אבל אף אחד לא בא", סיפר בפסטיבל המדע של סיאטל ב-2012.

ללן רשימה (חלקית) של ספרים, סרטים וסדרות הנוגעים למסע בזמן (מקור ויקיפדיה):