מסע בזמן הוא אחד ממושגי המדע הבדיוני המסקרן ביותר. אבל זה מעורר שאלות רבות - הן עבור פיסיקאים והן של פילוסופים - ויכול להוביל גם לפרדוקסים שונים. "פרדוקס הסבא שנרצח" הוא אחד מהם.
המושג מסע בזמן נמצא בשימוש נרחב בספרות ובקולנוע, ללא קשר לז'אנר. לעתים קרובות במרכז כל הסיפורים הללו ניצבים השינויים שעשה המטייל באירועי העבר, המביאים לאסונות של ממש בעתיד. כדאי לזכור לפחות את סיפורו של ריי ברדבורי "והרעם התנדנד".
דילמה זו, הידועה גם כפרדוקס הסבא שנרצח, מייצגת את ההתנגדות העיקרית של פיסיקאים ופילוסופים למסע בזמן: הפגיעה האפשרית בסיבתיות. ובעוד שמסע בזמן הוא עדיין ספקולציות, התוצאות הסבירות של הפרת סיבתיות וכיצד הטבע יכול למנוע אותן מתווכחות בלהט בקרב מדענים כמו סטיבן הוקינג וקיפ ת'ורן.
מהו "פרדוקס סבא שנרצח"
פרדוקס סבא שנרצח מייצג מצב היפותטי בו נוסע בזמן נוסע אחורה בזמן ועושה משהו שגורם לו לעולם לא להתקיים (בדרך כלל נחשב מוות מקרי של סבו של המטייל) או אירוע שהופך את נסיעתו לבלתי אפשרית … הפרדוקס נובע מהעובדה שאדם זה מעולם לא נולד. ומכיוון שמעולם לא היה כך, כיצד יוכל לחזור אחורה בזמן ולהרוג את סבא? לפיכך, עצם הרעיון של מסע בזמן מוביל להפרה אפשרית של הסיבתיות - הכלל כי סיבה תמיד קודמת להשפעה.
בואו נדמיין תרחיש שבו ממציא צעיר מוכשר - נקרא לו יוג'ין - יוצר מכונת זמן בשנת 2018. מכיוון שיוג'ין מעולם לא הכיר את סבו, הוא מחליט לנסוע אחורה בזמן לפגוש אותו. לאחר מחקר מדוקדק, הוא מגלה בדיוק היכן סבו - עדיין צעיר ורווק - בשעה 15:43 ב- 22 בנובמבר 1960. הוא נכנס למכונת הזמן ומתחיל את דרכו.
לרוע המזל, ז'ניה מתייחס לכל דבר באופן מילולי, וכאשר גילה היכן יהיה סבו, הוא הלך בדיוק למקום הזה. הוא "נוחת" בדיוק היכן שסבא שלו צריך להיות ברגע זה … עם תוצאה מאוד צפויה. לאחר שעשה בדיקת DNA מהירה, הוא מבין שזה באמת היה אביו של אביו, חוזר לרכב ומחכה להיעלמותו.
מה לעשות אחר כך
פיסיקאים ופילוסופים הציעו מספר פתרונות לפרדוקס. עקרון העקביות העצמית של נוביקוב, שפותח בשנות ה -70 על ידי הפיזיקאי הרוסי איגור דמיטריביץ 'נוביקוב (אבולוציה של היקום, 1979), מציע להשתמש בקווים גיאודיים כדי לתאר את עקמומיות הזמן (בערך כיצד מתעקמת עקמומיות החלל בתיאוריה הכללית של איינשטיין. של תורת היחסות). הקימורים הסגורים, דמויי הזמן, לא ישברו שום קשר סיבתי הנמצא על אותה עקומה. העיקרון גם מניח כי מסע בזמן יהיה אפשרי רק באזורים שבהם קיימות עקומות סגורות אלה - למשל בנוכחות חורי תולעת, כפי שתוארו על ידי קיפ ת'ורן ועמיתיו בחורי תולעת משנת 1988, מכונות זמן ותנאי האנרגיה החלשה. (חורי תולעת, מכונות זמן ומצב האנרגיה החלשה). במקרה זה, אירועים יהיו מחזוריים ועקביים.זה, בתורו, מרמז שמטיילים בזמן לא יוכלו לשנות את העבר - אם באמצעות סוג של מחסומים פיזיים ובין אם מחוסר היכולת לבצע בחירה כזו. לכן, לא משנה כמה התאמצה יבגני, הוא לא היה מצליח להנחית את מכוניתו בדיוק באותה נקודה, גם אם הוא היה נחוש פתאום להרוג את סבו.
מאוחר יותר הורחב הרעיון הזה על ידי תלמידי הקלטק פרננדו אשבריה וגונאר קלינגהמר בשיתוף עם קיפ ת'ורן. במאמרם הם הציגו כדור ביליארד שנזרק אל העבר דרך חור תולעת לאורך מסלול שבסופו של דבר ימנע ממנו להיכנס אליו. הם טענו כי התכונות הפיזיות של חור התולעת ישנו את מסלול הכדור באופן שלא יפריע לעצמו, או שהכדור לא יוכל להיכנס לחור התולעת עקב הפרעה ממשית מבחוץ.
כך, אם תעקבו אחר התיאוריה של נוביקוב, כל הפעולות שנוסע המטייל הופכות לעובדה מוגמרת, ומשקיפים על אירועים אלה מונעים מלראות את אופק הקאוצ'י.
עם חזרתנו לשנת 2018, מגלה יבגני שלנו כי בית משפחתו נעלם, כמו גם עקבות אחרים לקיומו. לאחר שקרא על התיאוריה של נוביקוב וכדורי ביליארד של מדעני הקלטק, הוא מקלל את היקום על חוסר מעש. וברגע זה הוא מבין שאולי היקום לא התערב, שכן הדבר דרש פעולה מתקנת כלשהי. הוא רץ בחזרה למכונת הזמן כדי לשנות את פעולותיו שלו ולהציל את עתידו.
הפתרון של נוביקוב עשוי להיראות קצת מופרך, שכן הוא בהחלט דורש מנגנונים רבים שעדיין אינם ידועים לפיסיקה. מסיבה זו הקהילה המדעית דוחה פתרון זה ל"פרדוקס של הסבא שנרצח ".
האם יכול להיות פתרון כלכלי יותר לפרדוקס, הבנוי על היבטים קיימים כבר של הפיזיקה שהציגו תיאוריות אחרות? מסתבר שהשערה כמו הפרשנות של עולמות רבים למכניקת הקוונטים יכולה לספק אותה. הפרשנות העולמית של מכניקת הקוונטים ממהרת לעזור!
פרשנות העולמות הרבים למכניקת הקוונטים הוצעה על ידי יו אוורט השלישי בשנות החמישים כפתרון לבעיית קריסת תפקודי הגלים שנצפתה בניסוי המפורסם של יאנג.
כשהוא עובר דרך החריץ, ניתן לתאר את האלקטרון על ידי פונקציית גל עם הסתברות סופית לחלוף בין חריץ 1 או חריץ 2. כאשר אלקטרון מופיע על המסך, הוא נראה כמו גל מטושטש. ובמקרים אחרים, הוא מתבטא כחלקיק. זה נקרא קריסת פונקציית גל. במילים אחרות, נראה שהגל נעלם, וחלקיק נשאר במקומו. זה, בתורו, גורם מרכזי בפרשנות של קופנהגן למכניקת הקוונטים. אך המדענים לא הבינו מדוע פונקציית הגל קרסה.
אוורט שאל שאלה נוספת: האם פונקציית הגל בכלל קורסת?
הוא הציג מצב בו פונקציית הגל ממשיכה לצמוח באופן אקספוננציאלי מבלי להתמוטט. כתוצאה מכך, היקום כולו רוכש אחד משני מצבים אפשריים: "העולם" שבו החלקיק עבר בחריץ מס '1, וה"עולם "בו החלקיק עבר בחריץ מס' 2. אוורט טען כי אותו חלק "חלוקה" של מצבים מתרחשת בכל אירועי הקוונטים, שתוצאותיהם המרובות קיימות בעולמות שונים במצב של סופרפוזיציה. פונקציית הגל נראית לנו כאילו היא קורסת, מכיוון שאנו חיים באחד העולמות הללו שאינם מסוגלים לתקשר אחד עם השני.
מכאן שכאשר יוג'ין מגיע בשנת 1960, היקום מחולק. הוא כבר לא בעולם שממנו הוא בא (שיהיה זה מס '1 בעולם). במקום זאת, הוא יצר וכבש עולם חדש. כשהוא נוסע לעתיד, הוא נע יחד עם הכרונולוגיה של העולם הזה. הוא מעולם לא התקיים בו ולמעשה אף פעם לא הרג את סבו. סבו ממשיך להתקיים בבריאות טובה בעולם מספר 1.
לְסַכֵּם
כמובן שאף אחד מהפתרונות וההשערות המוצעים לא הופך את מסע הזמן למציאות. תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין והמגבלות על מהירות אובייקט בעל מסה מהוות חסמים רציניים לכך. עם זאת, הם מספקים פתרונות מעניינים לחידה. למרבה האירוניה, הפתרון הסביר ביותר ל"פרדוקס הסבא שנרצח "נובע מהשערה פיזית אחת, שהולידה סיפורים פנטסטיים עוד יותר מרעיונות והשערות רבות אחרות שהביעו מדענים במאה השנים האחרונות.
למרבה הפלא, פרשנות העולמות הרבים עשויה לענות גם על חידה נוספת הקשורה למסע בזמן. אם טכנולוגיה כזו תהיה אי פעם יותר מאשר בדיה, איפה כל הזמן נוסעים? מדוע הם עדיין לא באו אלינו כדי לספר לנו על תגליתם?
התשובה הסבירה היא שאנו חיים בעולם קדמוני בו נועדו ליצור מכונות זמן. והממציאים וחבריהם המטיילים פשוט מגיעים לעולמות אחרים, שהם עצמם מייצרים. אם זה נכון, אז המצאת מכונת הזמן תוביל את עולמנו לעובדה שפיזיקאים וממציאים רבים ייעלמו ממנו.