يعد الوقت أحد الأشياء القليلة التي نعتبرها منتظمة وغير متغيرة. ولكن هل هو حقا ثابت جدا؟.
يعرف الوقت أو الزمن بأنه التقدم الظاهر للأحداث من الماضي إلى المستقبل. وفي حين أنه من المستحيل تحديد طبيعة الوقت تماما، إلا أننا جميعا نتشارك العديد من التجارب المشتركة المقيدة بالوقت: تؤدي الأسباب بشكل طبيعي إلى تأثيرات، ونتذكر الماضي ولكن ليس المستقبل، ويبدو أن تطور الوقت مستمر ولا رجوع فيه.
هل الوقت نسبي؟
كشفت نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين أن تجربة تدفق الوقت مرتبطة بالمراقب ووضعه. وفي السابق، افترض عمل إسحاق نيوتن وجود "ساعة رئيسية" تحافظ على تزامن الوقت في جميع أنحاء الكون. ولم يُعتقد حقا أن هذه الساعة موجودة، لكن المفهوم سمح لمعادلات نيوتن بالعمل. وكانت الفكرة الأساسية هي أن جميع المراقبين يمكنهم الاتفاق على اللحظة الزمنية نفسها، وفقا لموسوعة الإنترنت للفلسفة.
ومع ذلك ، بناء على العمل الذي سبقه، اكتشف أينشتاين أن مرور الوقت أمر نسبي. وفي النسبية الخاصة، تتحرك الساعات المتحركة ببطء. وكلما تحركت في الفضاء بشكل أسرع، تقدمت ببطء عبر الزمن. وكلما اقتربت من سرعة الضوء، زاد هذا التأثير.
وفي العقود التي انقضت منذ أن اقترح أينشتاين هذا المفهوم لأول مرة، أجرى الفيزيائيون قياسات متعددة توضح هذا التأثير. وستدق ساعة ذرية على متن طائرة نفاثة بمعدل أبطأ من ساعة على الأرض. ولا يوجد جسيم دون ذري يسمى الميون لفترة كافية للانتقال من الغلاف الجوي، حيث يتم تكوينه عندما تصطدم الأشعة الكونية بجزيئات الهواء، إلى الأرض. ولكن نظرا لأن الميونات تسافر بسرعة قريبة من سرعة الضوء، يبدو أنها موجودة لفترة أطول من منظورنا، ما يسمح لها بإكمال رحلتها. وعندما طور أينشتاين نظريته عن النسبية العامة، وسع هذا المفهوم، المعروف باسم "تمدد الوقت"، ليشمل المواقف التي تنطوي على الجاذبية. ويؤدي وجود الجاذبية القوية أيضا إلى إبطاء مرور الوقت، لذا فإن الساعة الموجودة في بئر جاذبية قوية (على سبيل المثال، على سطح الأرض أو بالقرب من ثقب أسود) ستدق بمعدل أبطأ من الساعة في منتصف الفضاء، وفقا للفيزيائي كريستوفر س.بيرد.
هل السفر عبر الزمن ممكن؟
السفر عبر الزمن إلى المستقبل ليس مسموحا به فقط - إنه أمر إلزامي. وفي الواقع، مع كل ثانية تمر، نتحرك جميعا إلى الأمام نحو مستقبلنا. والمستقبل لا مفر منه، ومن المستحيل الهروب. لكن حقيقة النسبية توضح أن "القفز" إلى الأمام في الوقت المناسب أمر مقبول تماما.
وعلى الرغم من مرور بضع سنوات فقط على مركبة الفضاء، إلا أن عقودا أو حتى قرونا تكون مرت على الأرض، اعتمادا على مدى سرعة تحرك الصاروخ، وفقا لمجلة Cosmos. وفي مثال من الحياة الواقعية، شهد رائد فضاء ناسا سكوت كيلي وقتا أقل ببضعة أجزاء من الثانية من وقت توأمه مارك (سكوت أصغر أيضا بست دقائق)، وذلك بفضل قضاء وقت أطول في الفضاء، والسفر بسرعات تبلغ حوالي 17500 ميل في الساعة.
لكن يبدو أن السفر عبر الزمن إلى الماضي ممنوع - على الأقل في جميع التجارب والملاحظات التي أجريت على الإطلاق. أولا، يثير الاحتمال كل أنواع القضايا غير المريحة، مثل مفارقة الجد الشهيرة التي تسأل عما سيحدث إذا عدت بالزمن إلى الوراء وقتلت جدك: لن تكون موجودا، لذلك لن تكون قادرا على العودة في الوقت المناسب لارتكاب الفعل.
ثانيا، لا توجد آلية معروفة في الفيزياء تسمح بالسفر إلى الوراء في الزمن. وبينما يمكن بناء مواقف معينة للسفر عبر الزمن في النسبية العامة، تتطلب تلك المواقف كيانات لا يبدو أنها موجودة في كوننا (مثل المادة ذات الكتلة السالبة، أو الأسطوانات الطويلة بلا حدود).
ومع ذلك، لا يمتلك الفيزيائيون حاليا فهما كاملا لسبب حظر السفر عبر الزمن إلى الماضي.
هل يمكن عكس الوقت؟
تقريبا جميع القوانين والمعادلات التي يستخدمها الفيزيائيون لفهم العالم الطبيعي متناظرة في الوقت المناسب.
وهذا يعني أنه يمكن عكسها دون تغيير أي نتائج. على سبيل المثال، إذا كنت ستشاهد مقطع فيديو لكرة ترتفع في الهواء وتسقط مرة أخرى، بدون أي سياق آخر، فلن تتمكن من معرفة ما إذا كان الفيديو يتم تشغيله للأمام أو للخلف.
ومع ذلك، هناك جانب واحد في الفيزياء يبدو أنه يحترم تدفق الوقت: مفهوم الإنتروبيا، وهو مقياس للاضطراب في نظام ما. ووفقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، ترتفع الإنتروبيا دائما في نظام مغلق، ولا يمكن عكس هذا التطور.
ولا يعرف الفيزيائيون ما إذا كان نمو الإنتروبيا يؤدي إلى ظهور "سهم" الزمن أم أنه مجرد مصادفة، وفقا لموسوعة ستانفورد للفلسفة.
هل الوقت محدد أم مستمر؟
تعامل جميع النظريات الفيزيائية تقريبا الوقت على أنه سلسلة متصلة، وهي أيضا الطريقة التي ندرك بها تدفق الوقت. لا توجد "وحدة" أصغر بمرور الوقت. وتتدفق جميع الأحداث بسلاسة دون انقطاع أو توقف في اليوم التالي.
ومع ذلك، فإن إحدى نظريات الجاذبية الكمومية، تسمى الجاذبية الكمية الحلقية، تفترض وجود أصغر وحدة ممكنة من الزمكان. وستمثل هذه الوحدة أصغر امتداد ممكن للمساحة والمدة الزمنية. وفي هذه النظرية، ما نعتبره وقتا سلسا ومستمرا هو في الحقيقة تقدم متقطع متوقف عن الحركة من الماضي إلى المستقبل. ولكن نظرا لأن هذا يحدث لفترة وجيزة للغاية، يبدو أنه مستمر، مثل دمج إطارات الفيلم معا، وفقا لمقال نشره الفيزيائي كارلو روفيلي عام 1998 في مجلة Living Reviews of Relativity.
هل الوقت حقيقي؟
تأمل العلماء والفلاسفة وغيرهم في طبيعة الزمن. وعلى الرغم من أننا تعلمنا الكثير عن الوقت، مثل حقيقة تمدد الوقت والعلاقة المحتملة بين الوقت والإنتروبيا، إلا أننا لم نتمكن من التوصل إلى وصف كامل للوقت.
وجادل بعض الفلاسفة والفيزيائيين بأن ما نختبره كوقت هو مجرد وهم، قطعة أثرية من وعينا. ومن وجهة النظر هذه، فإن مرور الوقت ليس حقيقيا. الماضي والمستقبل موجودان بالفعل في مداهما الكامل، بنفس الطريقة التي يوجد بها الفضاء بأكمله بالفعل. وما نشعر به على أنه تدفق للوقت هو نتيجة ثانوية للطريقة التي تعمل بها أدمغتنا بينما نعالج المعلومات الحسية من بيئتنا، وفقا لعالم الفيزياء شون كارول.