.همه ما در طول رودخانه زمان شناور هستیم
اما آیا این رودخانه سرچشمه‌ای دارد؟
زمان چگونه از بند رها شد؟
برخی باور دارند زمان .به آرامی و ابدی در جریان است
...دیگران می‌گویند اصلا در جریان نیست
.در هر کسری از ثانیه ناگهان بوجود می‌آید
برجسته‌ترین ذهنها در .فیزیک نمی‌توانند توافق کنند
...اما آزمایشهای جدید شاید پاسخ
بزرگترین راز حل نشده در .تاریخچه کیهان را دربرداشته باشد
...راز
.زمان کی شروع شد
...فضا
...زمان
.خود زندگی
.رازهای کیهان در میان کرمچاله قرار دارد
‏.:: www.bolboljan.net ::.
کی متولد شدید؟
.به نظر می‌رسد سوال ساده‌ای باشد
.تنها یک سال خاص، یک ماه خاص و یک روز خاص را می‌گویید
.اما سرتاسر دنیا زمان متفاوت درک می‌شود
.در عربستان سعودی، قرن 15 است
.در اسراییل قرن 58
.و ما در 24 محدوده زمانی متفاوت زندگی می‌کنیم
همگی ما زمان را ...نسبت به نقطه شروعی اندازه‌ می‌گیریم
.نقطه‌ای که ما انتخاب کردیم
...اما اگر واقعا بخواهیم بدانیم که زمان چیست
باید بدانیم که ساعت کیهانی .چه زمانی شروع به کار کرده
آیا زمان وقتی شروع شد که کیهان آغاز گشت؟
یا به شکل دیگری شروع شد؟
.یکبار در مسابقه دوچرخه‌سواری بودم
می‌خواستم با سرعت معرکه‌م .چند تا از دوستان را تحت تاثیر قرار دهم
.پس هر چه در توان داشتم گذاشتم
مسابقه نزدیکی بود، آنقدر .نزدیک که فکر کردم مساوی شدیم
.یک نفر از بچه‌ها گفت که رقیب من سریعتر بوده
.اما آن یکی گفت من سریعتر بودم
خب، درک کدام یک از زمان درست بوده؟
.به شکلی همگی ما درست می‌گفتیم
.زمان میزانی برای تغییر است
اما از کجا بدانیم که چیزها تغییر می‌کنند؟
ما به چیزی که حسهایمان ...به ما می‌گویند وابسته هستیم
.و اصولا به چیزی که می‌بینیم وابسته هستیم
.به نور وابسته هستیم
...در فضای خلا
.نور با سرعت ثابت 300،000 کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند
.این واقعیتی پذیرفته شده در کیهان است
...و این واقعیت، "جانا لوین" کیهان‌شناس می‌گوید
.که به نور رابطه منحصربه‌فرد با زمان می‌بخشد
...در واقع بسیار قابل توجه است
.که سرعت نور یک حد است
.هرگز سریعتر نیست .هرگز کندتر نیست
...برای درک نسبیت زمان
.واقعا نیاز داریم نور را درک کنیم
و زمانی که در مورد ...طبیعت نور فکر می‌کنیم
.تمام بینشهای آشنای ما ناگهان عوض می‌شوند
...اگر سرعت نور ثابت است
...پس زمان و فضا باید بسته به
.نقطه نظر خاص شما تغییر کند و عوض شود
...اینشتین" این بینش عمیق را داشت"
وقتی در مورد ...چیزی ساده مثل نور شروع به فکر کردن کرد
...و متوجه شد اگر نور برای همه در کیهان
...یکسان باشد
...صرفنظر از اینکه آنها چقدر سریع حرکت می‌کنند
...یا در کجای کیهان هستند
...آنگاه فضا و زمان باید برای ناظران متفاوت
.متفاوت باشد
.این یعنی اینکه زمان بسیار شخصی است
بسته به اینکه کجا هستید .و با چه سرعتی حرکت می‌کنید
...و روشی که حرکت خود را در زمان می‌بینید
شاید روشی نباشد که دیگران .حرکت شما در زمان را می‌بینند
...برای مثال فرض کنیم، "جانا" یک بدل داشته باشد
.که سوار مترو و تاکسی نیویورک می‌شود
...اگر بدل "جانا" یک تاکسی بگیرد
...و آن تاکسی با سرعت شگفت‌انگیزی حرکت کند
.زمان برای هر زن متفاوت جاری خواهد شد
...اگر با سرعت با تاکسی از کنارم رد شود
برای من به نظر می‌رسد .که زمان او کندتر می‌گذرد
...از نظر بدل من، خیابان با وجود من در آن
...از کنار او با سرعت زیادی رد می‌شویم
و تا جایی که به او مربوط است .زمانش معمولی است
.این زمان من است که کند شده
...برای درک اینکه چرا این اتفاق می‌افتد
...تصور کنید "جانا" یک لیزر دوسر را روشن کند
...که پرتوهایش از پیاده‌روی زیر او
.و بالکنی که بالای سر اوست، بازتاب کند
.این پالسها یک ساعت نوری را شکل می‌دهند
.هر بازتاب لیزر یک تیک است
...جانا" نور را می‌بیند که بالا و پایین می‌رود"
اما بدل سوار بر تاکسی او .چیزی کاملا متفاوت می‌بیند
...از نقطه نظر تاکسی
...نور به نظر یک خط قطری دراز می‌آید
و بنابراین به نظر می‌رسد ساعت من .زمان زیادی لازم دارد تا کار کند
.پس به نظر می‌رسد زمان من کند می‌گذرد
...اگر بدل "جانا" لیزری را در تاکسی روشن کند
...او می‌بیند که پرتو به سقف و کف تاکسی
.درست بالای سر و زیر او برخورد می‌کند
اما "جانا" در خیابان می‌بیند .که پرتو قطری حرکت می‌کند
به خاطر اینکه این پرتو مسافت طولانی‌تری .را باید برود، به نظر کندتر می‌آید
...از نقطه نظر من در خیابان
...اگر به داخل تاکسی نگاه کنم
...می‌بینم که نورشان یک خط قطری دراز است
و بنابراین فکر می‌کنم ساعتشان زمان .زیادی را طول می‌دهد تا یک تیک داشته باشد
.از نقطه نظر من، ساعت آنها کند کار می‌کند
.این اثر هر چه سریعتر بروید بیشتر می‌شود
...اگر تاکسی به سرعت نور برسد
...حد سرعت در کیهان
.زمان بیرون تاکسی به نظر می‌رسد که ایستاده است
...اگر آن تاکسی با سرعت نور حرکت می‌کرد
مثل این بود که ساعت من ...هرگز کار نمی‌کند
.انگار که زمانم ایستاده، انگار زمان منجمد شده
خب، کدام ناظر درست می‌گوید؟
جانا"یی که ایستاده؟"
یا "جانا"یی که در حرکت است؟
...بدلم و من به طور اساسی
...در مورد گذر زمان اختلاف داریم
.و درست است
.هر دو درست می‌گوییم، زمان نسبی است
.نسبی به این معنا که زمان واحد جهانی وجود ندارد
با اینحال، یک لحظه بوده ...که وقتی تمام نقطه نظرها همزمان باشند
...باید یکسان به نظر برسد
...لحظه‌ای که همه چیز از یک مکان بوجود آمد
.مهبانگ
....یکی از سخت‌ترین چیزها برای درک کردن
...ایده مهبانگ و آفرینش کیهان
این است که خود زمان در این ...رویداد بزرگ شاید شروع شده باشد
که فضا در مهبانگ بوجود آمده .و زمان آغاز شده
.قبل از مهبانگمان، شاید هیچ فضا یا زمانی نبوده
...جانا" باور دارد که مهبانگ احتمالا"
...وقتی بوده که تمام جریانهای متفاوت زمان در کیهان شروع شده
...و از آن به بعد، زمان
در مکانهای مختلف بسته .به اینکه آن مکانها با چه سرعتی حرکت می‌کنند، متفاوت گذشته
...اما می‌توانیم مکانهایی را در کیهانمان بوجود آوریم
که زمان به نظر برسد بایستد و بعد دوباره شروع شود؟
...اگر بتوانیم رویدادی را از نور پنهان کنیم
امکان دارد بتوانیم از زمان نیز پنهانش کنیم؟
...اینها سوالاتی هستند که
.پرفسور "الکس گایتا" از خودش می‌پرسد
...بازیکن سابق تنیس رقابتی
...الکس" یک فیزیکدان در دانشگاه کورنل"
.که در اپتیک بسیار سریع تخصص دارد
....این فناوری معمولا
.برای انتقال پر سرعت اطلاعات استفاده می‌شود
...اما بعد از خواندن یک مقاله
...که توسط نظریه‌پردازی در کالج سلطنتی نوشته شده بود
متوجه شد که ممکن است .شکافی را در زمان بوجود آورد
.می‌دانید، نور یک آشفتگی الکترمغناطیسی است
...لحظه‌ای که همه چیز شروع به تغییر کند
آن لحظه نشان‌دهنده این است .که زمان در حال گذر است
...پس تمام این تغییرات در حال روی دادن
...تمام این آشفتگی‌های الکترومغناطیسی را بوجود می‌آورند
که می‌توانیم تشخیص دهیم .و به عنوان گذر زمان اندازه بگیریم
...چیزی که متوجه شدیم روشی است
...که در واقع تنها خاموش کردن لامپهاست
...بعد روشن کردن آنهاست بدون اینکه
.حس کنید که آنها اصلا خاموش شده‌اند
...چه اتفاقی می‌افتد اگر
...لامپی را خاموش کنید که به زمان می‌تابد
آنقدر طولانی که یک رویداد را پنهان کند؟
"برای مثال فرض کنید "الکس .با پسرش "مکس"بازی نزدیکی دارد
.به امتیاز سرنوشت‌ساز می‌رسد و می‌خواهد برنده شود
...اگر "الکس" بتواند حفره‌ای در زمان ایجاد کند
...هیچکس نمی‌تواند ببیند که این کار را می‌کند
"برای ناظران، از جمله پسرش، "الکس .ست را بدون درنگی می‌برد
.در حال حاضر، این کار غیرممکن است
.اما تمام چیزهای بزرگ از کوچک شروع می‌شوند
...این عاملی مهم در آزمایش "الکس" است
.عدسی‌های جداکننده زمان
...سیگنالهای نور و زمان را طوری متمرکز می‌کند
که یک عدسی شیشه‌ای نور .را در فضا متمرکز می‌کند
...در خلا، سرعت نور ثابت است
اما آن سرعت وقتی نور ...از درون ماده‌ای عبور کند تغییر می‌کند
.یا وقتی به یک پرتوی دیگر نور بخورد
.عدسی‌های جداکننده زمان از هر دو روش استفاده می‌کنند
الکس" پرتو لیزری را" ...به یک پرتو نور شلیک می‌کند
.کمی آن را کند می‌کند
...این پرتو سپس از یک شیشه عبور می‌کند
...که به دو بخش تقسیم می‌شود
.که هر کدام طول موج متفاوتی دارند
طول موج پایینتر از ...طول موج بالاتر جلو می‌افتد
.که یک شکاف کاملا تاریک را از خود به جا می‌گذارد
...هر چیزی در آن شکاف دیدنش غیرممکن است
.چون هیچ نوری آنجا نیست
...این نور از یک عدسی زمان دیگر می‌گذرد
که پرتو را بدون هیچ .تغییر قابل دیدنی یکپارچه می‌کند
...با استفاده از این ابزار
الکس" شکافهایی را بوجود آورد" .که تقریبا یک میلیاردیم ثانیه دوام می‌آورند
...شاید چندان زیاد به نظر نرسد
...اما در دنیای پر سرعت انتقال اطلاعات
.مهم است
...بیایید فرض کنیم شما جریانی از داده‌ها دارید
...و نمی‌خواهید اصلا آن را قطع کنید
...اما می‌خواهید مقداری از اطلاعات را
...وارد این جریان داده کنید
.و بعد آن را بیرون بکشید
...خب، با بوجود آوردن این شکاف
می‌توانید شکاف را بوجود آورید ...جریان نور را آشفته نکنید
...کمی داده وارد کنید، منتقلش کنید
...و بعد آن داده را بیرون بکشید
.و بعد جریان داده را به حالت اول برگردانید
.و آن اطلاعات از گذر زمان پنهان خواهند بود
امروز، بوجود آوردن شکاف نوری ...که یک ثانیه دوام بیاورد
.نیازمند ماشینی به طول 300،000 کیلومتر است
بنابراین "الکس" باید مسابقه تنیسش را .از راه سخت برنده شود
.اما این فناوری با سرعت در حال رشد است
...در اصل، آزمایشهایی بوده‌اند
...که توانستند نور را به اندازه
.ده هفتم، ده هشتم کند کنند
.در آینده نزدیک،ممکن است بیشتر هم بشود
...امکان دارد بتوانید تقریبا نور را متوقف کنید
نور را برای مدت زمان ...به نسبت طولانی ذخیره کنید، چندین ثانیه
...و بعد به راحتی آزادش کنید تا به راهش ادامه دهد
.دوباره به سرعت نور برسد
...کار "الکس" و جانا" رابطه عمیق
.بین ناظران،نور و گذر زمان را بررسی می‌کند
...این سوال را بوجود می‌آورد
آیا زمان وجود دارد اگر کسی نباشد که آن را ببیند؟
...یک دانشمند می‌گوید نه
.زمان بسیار بعدتر از آنچه فکر می‌کنیم بوجود آمد
...چند بار در اتاق تاریکی بیدار شده‌اید
و اصلا نمی‌دانستید چه زمانی است؟
چندین دقیقه یا ساعت گیج بوده‌اید؟
وقتی خواب هستید، هیچ .حسی از گذر زمان ندارید
.شاید تجربه‌های کیهانی زمان نیز به همین شکل باشد
...مهبانگ لحظه‌ای بود که کیهانمان متولد شد
اما اگر بلافاصله بیدار نشده باشد چه؟
امکان دارد زمانی بوده باشد که کیهان زمانی نداشته؟
...پرفسور "لری شولمن" کمی از مکانش دور است
.در درسدن آلمان
...خانه اصلی او دانشگاه کلارکسون نیوریوک است
.که اغلب در زیر ورقه ثابتی از یخ قرار دارد
...چندان فرقی نمی‌کند،"لری" می‌گوید
...در حالت اولیه کیهان
.زمان وجود نداشته
...لری" رفتار سیستمهایی را بررسی می‌کند"
...که از تعداد زیادی ذره تشکیل شده‌اند
.مثل آبی که در این فواره یا در کیهان است
...مکانیک آماری نیز می‌تواند به ما بگوید
.رابطه نور با زمان چیست
.نور اطلاعات رویدادها را حمل می‌کند
از آن برای اینکه بفهمیم .چه اتفاقی دارد می‌افتد استفاده می‌کنیم
...اما چون نور سرعت محدودی دارد
هر چیزی که می‌بینیم .در واقع در گذشته اتفاق افتاده
...برای مثال نور از خورشید
حدود 8 دقیقه طول می‌کشد تا برسد ...به خاطر فاصله 150 میلیون کیلومتری
...و متوجه می‌شوید که با سرعت 300،000 کیلومتر بر ثانیه
این مدت زمانی است .که طول می‌کشد نور برسد
...پس برای مثال اگر خورشید منفجر شود
...از آن خبردار نمی‌شوید
.تا هشت دقیقه بعد از این رویداد
...نور دوردست‌ترین بخشهای کیهان
13.8میلیارد سال است .که به سمت ما سفر کرده
.یعنی زمانی که کیهان در مهبانگ شروع شده
...کیهان اولیه چیزی نبود
...به جز میدانی از ذرات باردار
.یک ابر چگال داغ از پلاسما
...فوتونها، ذرات نور
.نمی‌توانستند در این سوپ فاصله زیادی را طی کنند
...بعد در حدود 380،000 سال از زندگی کیهان
.تغییر ناگهانی به نام بازترکیب رخ داد
.زمانی که اتمها شروع به شکل‌گیری کردند
...قبل از بازترکیب
...اگر یک الکترون و یک پروتون
...بهم می‌رسیدند و به طور موقت پیوند می‌خوردند
...توسط فوتونی که از راه می‌رسید دچار اصطکاک شده
.و از هم جدا می‌شدند
...بازترکیب فرآیندی است
...که در آن الکترونها و پروتونها
...که در پیش از این رها
...و جدا از هم در پلاسما بودند
.سرانجام بهم می‌رسند
.کمی شبیه به هاکی است
.اگر تصور کنید که توپ هاکی یک فوتون است
این رودخانه "الب" است .و گاهی‌اوقات یخ می‌زند
...با فرض اینکه برای این اتفاق صبر کنم
...و با توپ هاکی خود بیرون بروم
.می‌توانم بدون هیچ مشکلی آن را به کنار رودخانه شوت کنم
.اما کیهان درست بعد از مهبانگ سرشار از ذرات بود
...حالا تصور کنید که اطراف من چندین دروازه‌بان باشد
...که از دروازه‌ای محافظت نمی‌کنند
بلکه تنها مطمئن می‌شوند .که توپ هاکی من از آنها رد نمی‌شود
...پس تمام این دروازه‌بانها این اطراف می‌ایستند
و هر بار که توپ را شوت می‌کنم ...یکی از آنها جلویش را می‌گیرد
.این توپ عبور نمی‌کند
.لری" می‌گوید این همان کیهان اولیه است"
فوتونها نمی‌توانستند ...از الکترونها و پروتونهای دروازه‌بان عبور کنند
.پس نور جریان نداشته
به عبارت دیگر، این دروازه‌بانها ...کمی غیرمعمول هستند
...و یکی درمیان پسر،دختر،پسر،دختر هستند
اما در ابتدا به خاطر .ماسکهای بزرگشان این را نمی‌دانستند
...بعد از مدتی یکی از آنها ماسکش را برمی‌دارد
.و پسری که نزدیک اوست می‌گوید:اوه
.بعد توپ می‌تواند از همانجا عبور کند
...زمانی که فوتونها توانستند به آسانی فرار کنند
.جهان به شدت تغییر کرد
...در کیهان اولیه، فوتونها هرگز نمی‌توانستند آزادانه حرکت کنند
.و هیچ راهی برای تغییر دادن آن نبود
لری" ادعا می‌کند" .این به این معناست که زمان وجود نداشته
...تنها بعد از بازترکیب
...وقتی کیهان سرد شده و اتمها شکل گرفتند
.نور شروع به حرکت آزادانه کرده
لری" می‌گوید در این زمان" .ساعت کیهان شروع به کار کردن کرده
.اولین نقطه، هرگز حتی یک زمان هم نبوده
....اما سرانجام، چیزی به اسم زمان بوجود آمده
که به روشی که .همه چیز تغییر می‌کرده ادامه داده
این می‌تواند حقیقت تولد ...زمان در کیهان ما را توضیح دهد
اما اگر کیهان ما بمیرد، زمان با آن خواهد مرد؟
...این فیزیکدان فکر می‌کند که زمان براستی بنیادی است
.زمان همیشه هست
.این فضاست که می‌آید و می‌رود
.زمان به جلو حرکت می‌کند، و هرگز به عقب حرکت نمی‌کند
فیزیکدانها می‌گویند به این خاطر .که انرژی همیشه پراکنده می‌شود
...اگر به اندازه کافی زمان را به عقب برگردانید
.می‌بینید که تمام انرژی کیهان بهم می‌رسد
.در مهبانگ، همه چیز در یک نقطه متمرکز شده
.نمی‌توانید زمان را بیشتر از این عقب ببرید
یا شاید بتوانید؟
..."فیزیکدان "شان کارول
...از موسسه فناوری کالیفرنیا
.بیشتر کارش را صرف تفکر در مورد زمان کرده
...با اینکه سرچشمه زمان یک راز است
...شان" از یک چیز مطمئن است"
...در کیهان ما، زمان جهتی دارد
.پیکانی که از میان هر چیزی رد می‌شود
.زمان معیار تغییر در کیهان است
...اگر چیزی در جهان عوض نمی‌شد
.راهی برای فهمیدن درک گذر زمان وجود نمی‌داشت
.همه چیز همیشه در یک لحظه می‌بود
.ساعتی در کار نبود
.خود زمان به طور کلی معنایی نداشت
...به محض اینکه چیزی تغییر کند، مهم نیست که چقدر کوچک باشد
.زما جریان می‌یابد
.و کیهان ما در یک حالت تغییر دائمی است
...در سحرگاه کیهان
مقدار عظیمی از انرژی .در یک نقطه متمرکز شده بود
.بعد مهبانگ از راه رسید
...از آن موقع، با گذر هر ثانیه
.آن انرژی بیشتر و بیشتر پراکنده می‌شود
اندازه‌گیری آن انرژی .در حال پراکنده شدن آنتروپی نام دارد
...شان" باور دارد که حرکت به جلو زمان، پیکان زمان"
.حرکت ثابت از آنتروپی کم به آنتروپی زیاد است
اما چه چیزی پیکان زمان را به حرکت وامی‌دارد؟
...معمایی که داریم این است که
...آنتروپی تمایل به افزایش دارد
اما مهبانگمان یک موقعیت ...با آنتروپی بسیار بسیار پایین بوده
پس چگونه اینطور پیش رفته؟
از کجا چنین چیزی آمده؟
همه چیزی که در فیزیک می‌شناسیم .در آنتروپی در حال افزایش است
...پس اگر به مهبانگ برگردید
.هیچ مکانی با آنتروپی پایینتر نبوده که بتواند از آن شکل بگیرد
...شان" شک دارد که پاسخ"
این است که کیهان ما .فرزند یک کیهان دیگر است
اما آن کیهان چه شکلی بوده؟
...شاید این شکلی
.تصور کنید کیهان در تعادل باشد
.در یک حالت آنتروپی بالا .تهی شده باشد
...تنها به آرامی در فضا قرار گرفته
.بسیار شبیه به این آب در این محفظه
.هیچ حرکتی نمی‌بینید
...حالا تصور کنید که در این کیهان
...که تمام انرژی پراکنده شده
...ناگهان یک ناحیه چگال انرژی بوجود آید
.بسیار شبیه به این بسته قرصهای گازدار
این آب گازدار از ناحیه کوچک ...و چگال با آنتروپی پایین شروع می‌کند
...درست مانند کیهانمان که نزدیک به مهبانگ اینطور بوده
...اما بعد منبسط و سرد شدیم، کهکشانها شکل گرفتند
.و پیکان زمان از گذشته به آینده پیشرفت می‌کند
همچنین، این آب گازدار فش‌فش می‌کند ...و آنتروپیش بالا می‌رود
.چون با آب اطرافش مخلوط می‌شود
...و سرانجام، درست مانند کیهانمان
...به تعادل باز خواهد گشت
...و پیکان زمان متوقف خواهد شد
...آب گازدار به تعادل می‌رسد
...بوسیله آبی که در اطرافش بوده
و ما به حالتی بازمی‌گردیم ...که دیگر تغییری در کار نیست
.حالتی بدون هیچ پیکان زمانی
...اما چگونه ممکن است یک کیهان مرده
...بدون زندگی، ستارگان، یا ماده جامد
کیهانی دیگر را متولد کند؟
...طبق گفته فیزیک کوانتوم، حتی یک فضای تهی
.نوسانات بسیار کوچک انرژی را حس خواهد کرد
...این یعنی اینکه هر از چندگاهی
.چیزی از هیچی بوجود می‌آید
.هسته اتمی یک عنصر پرتوزا را درنظر بگیرید
.همانجا آرام قرار گرفته .بهش نگاه می‌کنید
...وقتی بهش نگاه می‌کنید تغییری نمی‌کند
...اما احتمال دارد که هر ثانیه از هم بپاشد
.که ذره‌ای جدید را بوجود آورد
...چیزی که می‌گوییم این است که خود فضازمان
...ممکن است مانند این هسته‌ها پرتوزا باشد
...فقط به جای اینکه ذره‌ای جدید بوجود آورد
.می‌تواند یک کیهان کاملا جدید بسازد
کیهانهای جدید ممکن است .مدام بوجود آیند
...یک نوسان کوانتومی تصادفی در یک کیهان باستانی
...کیهانی بسیار قدیمی،که زمان در آن از هم پاشیده
.ممکن است حتی کیهانمان را متولد کرده باشد
...این فرآیند شروع بدون پیکان زمان
...کیهانی جدیدی را می‌سازد، که پیکانی دارد
...و این پیکان تنها مدتی دوام می‌آورد
...همانطور که کیهان منبسط و سرد می‌شود
...اما زمانی که به تعادل رسید، پیکان متوقف می‌شود
.این رویداد ممکن است بسیار بسیار بسیار بسیار بسیار تکرار شود
...بگذارید اینطور بگوییم
...شاید بی‌نهایت بار تکرار شود
...اما حتما تعداد خیلی خیلی زیادی
...پس امکان دارد که کیهانی که ما از آن آمده‌ایم
.اصلا اولین کیهان نبوده
.مهبانگمان شاید آغاز نبوده
زمان کیهانمان ممکن است ...اجدادی داشته که قبل از آن زندگی کردند
.و فرزندانی بعد از اینکه این کیهان از بین برود
...اما شاید حقیقتی عمیقتر در مورد زمان وجود دارد
...حقیقتی که هرگز آن را نمی‌فهمیم
.تا وقتی که بپذیریم واقعا وجود ندارد
بدون زمان چه کار می‌کردیم؟
چگونه می‌توانستیم رویدادهای ...زندگی‌مان را دنبال کنیم
بدون اینکه تپش ثابت دقیقه‌ها،روزها و سالها را داشته باشیم؟
.اما ممکن است هیچکدام از اینها واقعی نباشد
...ممکن است زمان
.چیزی به جز یک سراب نباشد
...این باوری است
.که فیزیکدان نظری "کارلو رولی" دارد
...به عنوان دانشجویی در کشورش ایتالیا
...کارلو" بر روی سنگرهایی بود"
.که برضد طغیان حرکت فاشیست مبارزه می‌کرد
...در دهه 70 جوان بودم
.و رویای بزرگی در مورد تغییر جهان وجود داشت
.شکست خوردیم .جهان را تغییر ندادیم
...و بنابراین فکر کنم وارد علم شدم
چون فکر می‌کردم ...یک راه دیگر برای تغییر دادن دنیا وجود دارد
.و شاید در اینجا موفقتر باشم
...کارلو" مرکز فیزیک نظری"
.یک اتاقک تفکر در جنوب فرانسه را ترک می‌کند
.اما باز هم قوانین را می‌شکند
به عنوان رهبر ...نظریه زمان گرمایی
...او پرچمی را برای یک تغییر الگو
.در فیزیک بنیادی بالا می‌برد
...به طور خلاصه
...زمان گرمایی پیشنهاد می‌دهد که زمان وجود ندارد
.حداقل در سطح بنیادی واقعیت
این ایده که هیچ زمانی ...در سطح بنیادی وجود ندارد
.به هیچ وجه چندان پیچیده نیست
.بگذارید برایتان مثالی بزنم
تصور کنید که شما چیزی ...را توصیف می‌کنید که در زمان روی می‌دهد
.مانند این نوسان در زمان
منظورمان چیست؟
...منظورمان این است که چیزی وجود دارد
.که نسبت به زمان حرکت می‌کند
اما زمان چیست؟
.زمان موقعیت این عقربه است
...پس چیزی که واقعا اینجا مشاهده می‌کنیم
...کاری که واقعا اینجا می‌کنیم مقایسه کردن این حرکت
.با حرکت عقربه‌های این ساعت است
پس توصیف می‌کنیم ...که تغییر زمانی عقربه چگونه است
اما چیزی که واقعا می‌بینیم این است ...که چگونه این زاویه
.نسبت به این زاویه تغییر می‌کند
پس، بدون زمان کار کردن ...به این معنی است که تنها جهان را
براساس روشی که ...متغیرهای متفاوت
...نسبت به یکدیگر تغییر می‌کنند توصیف کنیم
...بدون اینکه اصلا زمان نادیدنی را
.وارد این جریان کنیم
ایزاک نیوتن" مفهوم متغیر" ...تی" را برای زمان معرفی کرد"
.تا چگونگی حرکت اجسام را توصیف کند
...اما فیزیک کوانتوم با زمان متفاوت‌تر
.از سیستم کلاسیک "نیوتن" رفتار می‌کند
..."در واقع، در مقیاس "پلانک
...کوچکترین واحد جهان فیزیکی
.متغیرهای زمان جواب نمی‌دهند
کارلو" فکر می‌کند" ...تنها راه برطرف کردن این تناقض
این است که به زمان "نیوتن" برگردیم .و از شر متغیر "تی" خلاص شویم
...او به طور کامل نظریه کوانتوم را
.بدون استفاده از زمان دوباره فرمولبندی کرده
.اما این تنها شروع کار است
...بخش جالب در واقع بخش دوم است
...چونکه اگر این ایده را بپذیریم
...که زمانی در سطح بنیادی وجود ندارد
.با اینحال زمان را تجربه می‌کنیم
زمان برای ما می‌گذرد، درسته؟ .در زمان زندگی می‌کنیم
پس این تجربه زمان از کجا می‌آید؟
.کارلو" فکر می‌کند پاسخ گرما باشد"
...وقتی گرما را به ماده اضافه می‌کنید
فرآیندهای برگشت‌ناپذیر ...شروع به روی دادن می‌کنند
.رویدادهایی که جبران نمی‌شوند
.چیزهایی که در زمان تغییر می‌کنند
پس، هر بار که نوعی ...کمبود برگشت‌پذیری در زمان وجود داشته باشد
.گرما وجود دارد
...پس زمان به گرما گره خورده
و فکر می‌کنم ایده اصلی ...این باشد که گرما از زمان نمی‌آید
.بلکه این زمان است که از گرما می‌آید
...و گرما ترمودینامیک است
.و متوجه شدیم که ترمودینامیک آماری است
.پس زمان به آمار گره خورده
.ما جزییات ریز طبیعت را نمی‌دانیم
.تنها میانگین را درک می‌کنیم
.تنها یک دانش آماری داریم
.فرض کنیم "کارلو" یک اجاق دارد
برای اندازه‌گیزی تمام ...اندرکنشهای کوانتومی داخل اجاق
نیازمند این است .که میلیاردها اندازه‌گیری انجام دهد
.اما هیچکس نمی‌تواند این کار را بکند
...پس در عوض می‌گوید
.این اجاق 450 درجه حرارت دارد
...دما یک میانگینی از انرژی‌های
.در ذرات بیشمار یک سیستم است
...چیزی که وقتی از توصیف
اتفاقی که در دنیای کوانتومی ...دست‌ می‌کشیم به آن می‌رسیم
.و "کارلو" می‌گوید زمان هم همینطور است
اگر می‌توانستیم ...تمام جزییات جهان را ببینیم
.به نوعی جهانی بی‌زمان را می‌دیدیم
.این چیزی که به عنوان زمان حسش می‌کنیم را نمی‌دیدیم
..."برای "کارلو
.زمان تنها بیانی از اطلاعات محدود است
.سطح بنیادی کیهان بی‌زمان است
...اما در سطوح بزرگتر واقعیت
...وقتی اندرکنشهای ماده و گرما
...اثرات دیدنی را پدید می‌آورند
.چیزی که آن را زمان می‌نامیم متولد می‌شود
...زمان وقتی شروع شد که سیستمی
به جای اندرکنش داشتن ...تنها با همسایه‌ش
.با مجموعه‌ای بزرگ از سیستمها اندرکنش داشت
...پس زمان وقتی شروع شد که سیستمی
...اطلاعات جزیی پیدا کرد
.نه اطلاعات کامل در مورد اطرافش
زمان با نادانی ما شروع می‌شود .و با نادانی ما رشد می‌کند
...این دیدگاهی افراطی از کیهان است
اما "کارلو" هرگز از .به چالش طلبیدن مشکلات نترسیده
آیا "کارلو" درست می‌گوید؟
...آیا زمان تنها شکست ما در درک
پراکندگی گرماست؟
.این زن می‌گوید یک احتمال دیگر وجود دارد
.زمان واقعی است
...اما یک تریلیون تریلیون در هر ثانیه
.متولد می‌شود باز متولد می‌شود
...وقتی از جایی به جای دیگر می‌روم
حسهایم به من می‌گویند .که در یک عمل پیوسته روی می‌دهد
...اما برطبق مکانیک کوانتومی، هر حرکتی
...در واقع مجموعه‌ای از حرکات میکروسکوپی
.در میان فضاست
ها؟
...هیچکس تا به حال متوجه نشده
...چگونه این نظریه مکانیک کوانتومی را در مورد زمان به کار برد
.اما برخی از دانشمندان دارند بسیار نزدیک می‌شوند
...اگر موفق شوند، باید یک ایده جدید و عجیب را بپذیریم
...هر کسر کوچکی از ثانیه
.زمان دوباره و دوباره بوجود می‌آید
"مانند همه ما "فی داکر .جریان زمان را حس می‌کند
...او دختری بود
...بعد یک دانشجو
و حالا فیزیکدانی در .کالج سلطنتی لندن است
...هیچ چیز بنیادی‌تر از تجربه‌های ما
.نسبت به تجربه‌هایی که در زمان داریم نیست
.از گذر زمان آگاهیم
.به نظر می‌رسد که زمان جریان دارد
به سختی می‌توانیم ...به زندگی‌هامان معنا دهیم مگر اینکه
برخی رویدادهای گذشته ثابتی ...داشته باشیم که اتفاق افتاده‌اند
...و هرگز تغییر نمی‌کنند
...و برخی از رویدادهای تغییرکننده آینده
...که آزاد هستند و هنوز اتفاق نیافتاده‌اند
و برخی از لحظه‌های مرموز ...و گریزان حال
.که به نظر می‌رسد از آن دو جدا هستند
.این ایده به نظر روشن می‌آید
...اما در واقع،برخلاف بهترین نظریه علمی‌مان
.از اینکه جهان چگونه کار می‌کند است
...نظریه نسبیت
به ما می‌گوید که فضا و زمان .به طور گریزناپذیری بهم پیوسته‌اند
...تمام زمانی که وجود خواهد داشت
.در بلوکی که آن را فضازمان می‌نامیم وجود داشته
...همانطور که از تولد تا مرگ پیش می‌رویم
...به رد شخصی خودمان
.در طول این چشم‌انداز منجمد فضازمان نگاهی می‌اندازیم
اما "فی" باور دارد .که این کیهان یک بلوک منجمد نیست
...یک توده در حال گسترش است
.که از دانه‌های کوانتومی فضا و زمان ساخته شده
...فضازمان به نظر ما پیوسته و صاف است
اما به خاطر اینکه ...خیلی بزرگ هستیم اینطور است
.و چیزها را در مقیاس بزرگ می‌بینیم
...پس، اگر یک مکعب جامد از چیزی را تصور کنیم
...به عنوان مثال مکعب شکر
...بخشی از فضازمان را نشان می‌دهد
.که از فاصله دور به نظر جامد است
.شبیه به یک تکه است
...اما می‌دانیم که اگر زوم کنیم
...و به ساختار بنیادی‌تر آن نگاه کنیم
.می‌بینیم که به دانه‌ها تجزیه می‌شود
.این ایده مدل دانه‌ای بودن فضازمان هم همینطور است
.در مقیاسهای کوچک و بنیادی دانه‌ای و ذره‌ایست
.در مقیاسهای بزرگ به نظر می‌رسد صاف و پیوسته است
.این دانه‌ای بودن را متوجه نمی‌شویم
دانه فضازمان چقدر کوچک است؟
.به طرز غیرقابل تصوری کوچک
تقریبا یک میلیون تریلیون ...تریلیون تریلیونیوم
.یک ثانیه
...این چیزی است که فیزیکدانها باور دارند
.کوچکترین واحد ممکن اندازه‌گیری است
...فی" فکر می‌کند فضازمان"
از توده بسیار شگفت‌آوری ...از این دانه‌های به شدت کوچک ساخته شده
.که آن را اتمهای فضازمان می‌نامد
...این ایده دو مفهوم
...اینکه فضازمان به طور بنیادی اتمی است
...یا در مقیاس بسیار کوچک ریزریز یا دانه‌ای است را
...با مفهوم علیت
این واقعیت که علت باید .پیش از معلول باشد، پیوند می‌دهد
...پس برای مثال اگر صدایی بلند بشنوم
...من را می‌ترساند
.و ممکن است فنجان قهوه‌م را بندازم
.پس علت صدای بلند بود
.معلول انداختن فنجان قهوه‌م است
...اگر همانطور که نسبیت اصرار دارد
... تمام فضا و زمان وجود داشته
،فنجان قهوه‌ای که همیشه خواهد افتاد ...همیشه می‌افتد
.همیشه افتاده است
..."اما به نظر "فی
کیهان مجموعه‌ای از رویدادهایی است .که تا ابد در حال رشد کردن هستند
وقتی این مجموعه از رویدادهای مرتبط ...را مشاهده می‌کنیم
...چیزی که آن را یک مجموعه علتی می‌نامد
.گذر زمان را درک می‌کنیم
...یک مجموعه علتی می‌تواند
.با جمع شدن اتمهای جدی فضازمان رشد کند
...و این تولد جدید اتمهای فضازمان
.ممکن است همان گذر زمان باشد که می‌شناسیم
...چیزی که به عنوان حال تجربه می‌کنیم
.تولد این اتمهای جدید فضازمان است
.اتمهای قدیمی نمی‌میرند
روی هم جمع می‌شوند .تا چیزی که گذشته می‌نامیم را بوجود آورند
.آینده باید متولد شود
...زمانی که یک اتم فضازمان متولد شد و موجود شد
.آنگاه بخشی از گذشته می‌شود
...پس به این ترتیب
...حسهایمان متوجه می‌شوند
...که گذشته ثابت است
که گذشته اتفاق افتاده .و امکان ندارد که تغییر کند
...زمان شاید یک رودخانه پیوسته نباشد
.بلکه به جای آن بارانی از رویدادهاست
پس، کدام مفهوم زمان درست است؟
آیا به سرچشمه زمان نزدیک می‌شویم؟
.شاید بزودی بفهمیم
در این آزمایشگاه، محققان ...در حال کردن روی آزمایشی هستند که
...ممکن است برای همیشه
.درک ما از زمان و کیهان را تغییر دهد
.زمان ممکن است در مهبانگ شروع شده باشد
.ممکن است همیشه در جریان بوده باشد
یا ممکن است .تریلیونها بار در هر ثانیه متولد شود
.این بحث امکان دارد دهه‌ها به طول بیانجامد
.یا ممکن است همین امروز تمام شود
...چونکه شاید سرانجام آزمایشی را داشته باشیم
.که نشان دهد ذات واقعی زمان چیست
...در دانشکده برکلی دانشگاه کالیفرنیا
...پرفسور "هارتموت هافنر"در حال ساختن یک حلقه زمان است
.جسمی که مانند این دیسک خواهد چرخید
...اما در حالی که این حلقه فلزی
...با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی شناور می‌شود
یک حلقه زمان توسط .یک حرکت در زمان شناور خواهد شد
...اگر فایده داشته باشد
...این آزمایش یک نظریه بحث‌برانگیز را ثابت می‌کند
نوسانات کوانتومی که ...در فضا مشاهده شده‌اند
.در زمان نیز وجود دارند
...ما فیزیکدانها تقارن را دوست داریم
.و یک تقارن مثل فضا و زمان است
...دوست داریم با آنها یکسان رفتار کنیم
...پس هر چیزی که در فضا مشاهده کنیم
...فکر می‌کنیم که باید در زمان هم ببینیم
و این در واقع ...توصیف کیهان را ساده
.یا باشکوه‌ترش می‌کند
...مهندس نانو "تانگکانگ لی"، نیز در برکلی
.یک آزمایش حلقه زمان طراحی کرده
...او به سراغ "هارتموت" رفت
یک متخصص در به دام انداختن .و مطالعه ذرات اتمی
.اما "هارتموت" شکهای خودش را داشت
...در ابتدا ، فکر می‌کردم
.دیوونه‌اند
.منظورم این است که ایده مسخره‌ایه
و بعدش شروع به صحبت کردن کردیم .و متوجه شدیم، اوه، صبر کن
.واقعا عجیبه اما درست میگن
.باید همینطوری باشد
...روی این الکترود
...داخل یک فضایی با پهنای یک تار موی انسان
...هارتموت" و تیمش یک چشم‌انداز کاملا ایستا را بوجود می‌آورند"
.چشم‌اندازی که از انرژی بیرون جدا شده
...برای بیشتر کاهش دادن انرژی این سیستم
...باید یونهای کلسیم را به دام بیاندازد
و آنها را تا چندین میلیاردیم ...یک درجه بالای صفر مطلق سرد کند
.سردتر از هر چیزی که تا به حال سرد شده
این باعث می‌شود یونها ...به حالت پایه خودشان برسند
.حالت حداقل انرژی ممکن
تنها آنگاه امکان دارد .اثرات فضا از زمان جدا ‌شوند
...این بلبرینگها را به عنوان یونهای کلسیم درنظر بگیرید
...و می‌خواهیم 100 تا از این یونهای کلسیم را
.وارد اتاقک خلا خود کنیم
...پس، در دماهای معمولی
...این یونها با سرعت در جهتهای تصادفی حرکت می‌کنند
اما وقتی آنها را سرد کنیم، این حلقه را ...شکل می‌دهند و کند می‌شوند
...و همانطور که انتظار دارید در نقطه‌ای
.این حلقه از حرکت بازمی‌ایستد
...نمی‌چرخد
...اما اگر این نظریه درست باشد
.حلقه باید حرکت کند، بچرخد
...یک جسم در حالت پایه نباید حرکت کند
.چونکه نه انرژی مصرف و نه تولید می‌کند
اما مکانیک کوانتومی به ما می‌گوید .که صفر معنای صفر را نمی‌دهد
حتی در حالت پایه، هنوز .نوسانات کوانتومی وجود دارند
...در مکانیک کوانتومی، همیشه حرکت ریز محدودی
.در حالت پایه وجود دارد
...همه چیز حرکت خواهند کرد
.اما به یک شکل هدایت نشده
...چیزی که دنبالش هستیم چیزی است
.که هنوز در یک جهت خاص حرکت داشته باشد
اگر هدایت شده باشد .به شکلی متفاوت خواهد شد
...منجمد کردن یونها به آنها اجازه می‌دهد
...تنها حرکات ریز تصادفی در فضا داشته باشند
.آنقدر کوچک که نمی‌تواند این حلقه را به حرکت درآورد
...اما اگر این حلقه یون به هر طرفی گردش کند
به این معناست که .یک نوسان در زمان وجود دارد
...از نقطه نظر نظریه، به هیچ وجه روشن نیست
.که در این دماهای پایین چه اتفاقی می‌افتد
افرادی هستند که می‌گویند ...این حلقه باید حرکت کند
.و دیگران می‌گویند که نباید حرکت کند
...اگر حلقه زمان کار کند
.آنگاه هم فضا و هم زمان نوسان خواهد داشت
...این شاید نظریه "فی داکر" که فضازمان
به طور مداوم در حال تولید خودش .در محیطهای کوانتومی است، را پشتیبانی کند
...حداقل نشان خواهد داد که
...فضا و زمان به طور گریزان‌ناپذیری
.در قلمروی کوانتومی بهم پیوند دارند
...پس، این نوسانهای کوانتومی در فضا وجود دارند
...اما با زمان به عنوان چیزی رفتار می‌کنیم
.که می‌توانید به طور بسیار دقیق آن را بشناسید
...خب، راستش چیزی که بسیار در موردش حس خوشحالی می‌کنم
...این است که اگر مکانیک کوانتوم نیز در نظر بگیرد
...زمان نیز برفکی است، پس به این ترتیب
...نمی‌توانید بگویید دقیقا زمان چیست، تنها تقریبی
.که شما نوسانات زمان را دارید
...و هرگز با چیزی کار نکردم
...که زمان در آن نوسان داشته باشد، پس
وقتی می‌بینمش شاید .برای من خیلی عادی به نظر بیاید
...اگر سرچشمه زمان را پیدا کنیم
.به یکی از سخت‌ترین معماهای آفرینش پاسخ دادیم
...اما شاید نیز بفهمیم
...که زمان برای کیهان بی‌معنی است
...زمان تنها برای ما اهمیت دارد
...چونکه ما را بین خاطرات گذشته‌مان
.و رمزوراز آینده نگه می‌دارد