سلام دوستان عزیز علاقه‌مند به فیزیک!
بیآیید با جمله‌ای شیرین از یک دانشمند صحبتمان را شروع کنیم.
“تخیل مهم‌تر از دانش است؛ چرا که دانش محدود بوده اما تخیل تمام جهان را در برمی‌گیرد.”
آلبرت انیشتین
من اینجا هستم تا در مورد یکی از هیجان‌انگیزترین موضوعات دنیای فیزیک کمی با شما گپ بزنم. قبل آن، از شما می‌خواهم چشمانتان را ببندید و فرض کنید می‌توانید در زمان سفر کنید. بله دقیقاً منظورم سفر در زمان است! به کجا خواهید رفت؟ گذشته یا آینده؟ برایتان دلچسب‌تر است که بتوانید آینده را زودتر از آنچه که اتفاق بیفتد، ببینید و از اتفاقات آن باخبر شوید؟ و یا بتوانید به گذشته بروید و نمرۀ بد ریاضی‌تان را پاک کنید؟ آیا تمام این‌ها تنها یک تخیل است و یا واقعاً در جهان ما امکان‌پذیر است که در زمان سفر کنیم؟ اگر به دنبال پاسخ این پرسش هستید، با من همراه باشید.
نظریه‌ای که می‌خواهم به زبان ساده برایتان شرح دهم، همان نسبیت انیشتین است. قبل از هر توضیحی، خیالتان را کمی راحت کنم: قرار است همه‌چیز را بسیار خلاصه و بدون پیچیدگی برایتان بازگو کنم. پس هیچ نترسید و فقط کمی از قوۀ تخیلتان کمک بگیرید. مطمئن باشید در انتها بی‌نهایت هیجان‌زده خواهید شد.
فرض کنید سارا و سامان خواهر و برادر دوقلویی هستند که سن مشابهی دارند. سامان سوار بر سفینه‌ای می‌شود که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند. سفر او چند سال طول می‌کشد؛ درحالی‌که سارا در این مدت بی‌حرکت مانده است یا با سرعت های معمول روزمره حرکت داشته است. در واقع و همانطور که می‌بینید سرعت حرکت سارا در این چند سال بسیار بسیار کمتر از سرعت حرکت سامان بوده. بعد از چندین سال، سامان به زمین برمی‌گردد و با سارا ملاقات می‌کند. او متوجه اتفاق حیرت‌انگیزی می‌شود: سارا پیرتر از سامان شده است! با اینکه یک زمان مشابه برای هر دوی دوقلوها گذشته است و پیش از آغاز سفر سامان، هر دو سن مشابهی داشته‌اند اما حالآ، سن آنها با یکدیگر متفاوت است. چه اتفاقی افتاده؟
این یکی از جنبه‌های نظریۀ نسبیت انیشتین است که دربارۀ سفر یک‌طرفه در زمان، آن هم به آینده، صحبت می‌کند. در مثال بالا، سامان به آینده سفر کرده است. درواقع اگر بخواهم دقیق‌تر بگویم، هنگامی که شما با سرعت بسیار بسیار بالایی (سرعت‌های نزدیک به سرعت نور) حرکت می‌کنید، زمان برای شما کُندتر می‌گذرد و شما جوان‌تر می‌مانید. به این پدیده «اتساع زمان» یا «کِش آمدن زمان» می‌گویند و یکی از نتایج نظریۀ نسبیتِ خاص است. (می‌دانم هیچ‌جوره نمی‌توان تصور کرد که چگونه زمان کِش می‌آید؛ اما شما از تخیلتان کمک بگیرید!)
باید برایتان جالب باشد که بتوانید سوار سفینه‌ای شوید، استارت بزنید، راه بیفتید و آن‌قدر سرعت بالایی داشته باشید که بتوانید جوان‌تر از دوستانتان بمانید! شاید حالا دلتان بخواهد این کار را تجربه کنید و اصلاً، شاید برایتان این سوال پیش آمده که چرا تا به حال سفینه‌ای نساخته‌اند که با سرعت بسیار بسیار بالا حرکت کنیم و در زمان سفر کنیم؟ باید بگویم که متأسفانه، این در جهان فیزیکی ما ممکن نیست؛ زیرا شما جرم دارید! و در معادلات مربوط به نسبیت خاص، جرمِ نسبیتیِ شما بی‌نهایت می‌شود و اساساً در جهان فیزیکی ما، جرمِ بی‌نهایت تعریف نشده است و وجود نخواهد داشت.
البته اگر شما با اتومبیل با سرعت بسیار بالایی حرکت کنید، در حدّ خیلی خیلی کوچکی می‌توانید سفر در زمان را تجربه کنید. به عنوان مثال، فضانوردانی که در ایستگاه‌های فضایی قرار دارند و با سرعت زیاد به دور زمین می‌چرخند، بنا به سرعتشان، در حدّ کسر بسیار کوچکی از ثانیه از باقی افراد کره زمین جوان‌تر خواهند ماند.
پس داستان هیجان‌انگیز ما همین‌جا به پایان می‌رسد. اما بد نیست بدانید ذراتی هستند که آن‌قدر جرم کمی دارند (مانند ذرات بنیادی میون) که می‌توانند به سرعت‌های بالایی برسند و اتّساع زمان را تجربه کنند؛ یعنی این که شما بسته به سرعتی که در حین سفر خود دارید زمان کمتر یا بیشتری را نسبت به دیگر اشخاص تجربه می‌کنید و زودتر یا دیرتر از آنها پیر می‌شوید.
درواقع جهان اطراف ما پر از شگفتی است. شگفتی هایی که گاهی از میان معادلات خشک و بی‌روح و خشن ریاضیات بیرون کشیده می‌شوند و موجب حیرت همگان می‌شوند. ما اینجا هستیم تا شما را با این شگفتی‌ها، آن هم بدون استفاده از معادلات ریاضی (یا گاهی و آن هم با استفادۀ کمی از آنها) آشنا کنم و امیدوارم دید شما به افق‌های فراسوی زندگی روزمره، باز شود و از آن لذت ببرید.
پس بیآید عاشق علم شوید و عاشق علم بمانید!
