مدیریت زمان و نظریه نسبیت انیشتین

کسانی ، که به فیزیک اعتقاددارند، می دانند که تمایز بین گذشته، حال و آینده، تنها توهمی ماندگار است.
آلبرت انیشتین

در این مقاله که حاصل مطالعه و تحقیق است، مصطفی علیزاده کارشناس مدیریت زمان و عملکرد تلاش می‌کند با بررسی نظریه نسبیت انیشتین، ارتباط آن را با زمان بررسی کند و به دنبال پاسخ این سؤال خواهیم بود که:
آیا زمان یک مفهوم مطلق است؟

زمان شاید عجیب‌ترین پدیده زندگی باشد!
زمان یک ماهیت ناشناخته دارد و هرچند وجود آن قابل‌لمس نیست، اما یکی از ارکان اصلی جهان هستی است: باگذشت زمان زندگی‌ها تمام می‌شوند، فرصت‌ها از دست می‌روند، زندگی‌های جدیدی به وجود می‌آیند و فرصت‌های جدیدی خلق می‌شوند…
اما آیا واقعاً همین‌گونه است؟ آیا زمان همیشه درگذر است و متوقف نمی‌شود؟
نگاه ما به زمان بسیار ساده و در حقیقت برگرفته از نگاه فیزیک نیوتونی است، نیوتون زمان را مطلق، خطی، در حال حرکت و فقط در یک‌جهت و به سمت آینده تصور می‌کرد. در این حالت زمان برای همه‌کس و در همه‌جا به یک‌شکل می‌گذرد.
اما در طول تاریخ همیشه دانشمندان بزرگی بر روی موضوع زمان تحقیق کردند، چون بشر همواره در این فکر بوده که اگر بتواند زمان را کنترل کند در حقیقت همه‌چیز را کنترل کرده است.

آلبرت انیشتین قطعاً مشهورترین این دانشمندان است که تقریباً تمام عمر خود را بر روی قوانین فیزیک صرف کرد.
ایده زمان نسبیتی (زمان متغیر نسبت به شرایط و عوامل دیگر) نتیجه‌ای مستقیم از نظریه نسبیت آلبرت انیشتین است.
از زمانی که آلبرت انیشتین نظریه نسبیت خود را (نظریه نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ و نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۶) منتشر کرد، درک ما از زمان به طرز چشمگیری تغییر کرده است، و نظریه نیوتن از زمان مطلق با مفهوم جدید زمان به‌عنوان یک بعد از فضا-زمان در نظریه نسبیت خاص و فضا-زمان به‌صورت یک منحنی پویا در نظریه نسبیت عام جایگزین شده است.
انیشتین متوجه شد که هر دو عامل فضا و زمان باید متغیر و نسبی باشند و خودشان را باهم تطبیق دهند! در حقیقت انیشتین ایده فضا-زمان را مطرح کرد و آن‌ها را از یکدیگر جدا نمی‌دانست!
به عبارت ساده‌تر زمانی که مکان تغییر کند زمان هم‌تغییر خواهد کرد، یعنی اگر شما حرکت کنید زمان کندتر خواهد شد!
ویژگی مهم بیشتر نظریه‌های انیشتین این است که هم در نتایج آزمایشگاهی و هم در مشاهدات نجومی، مدل دقیقی از واقعیت در اختیار ما قرار می‌دهند، و درواقع بسیار دقیق‌تر از فیزیک نیوتنی هستند. و در طیف گسترده‌ای از موقعیت‌ها و شرایط مختلف قابل‌اجرا می‌باشند.

مفهوم فضا-زمان

نظریه نسبیت خاص انیشتین پس از مطرح‌شدن توسط تمام فیزیکدانان کلاسیک پذیرفته‌شده است، و این فرصت را به او داد تا تحقیقات بیشتری انجام داده و نظریه عام را مطرح کند.
حالا بیایید کمی دقیق‌تر شویم و ببینیم انیشتین چه می‌گوید:
نظریه نسبیت می‌گوید وقتی جسمی حرکت کند زمان برایش کندتر خواهد شد، این یعنی حرکت بر زمان تأثیر دارد، به عبارت بسیار ساده زمانی که شما حرکت می‌کنید زمان شما کند می‌شود، مثلاً اگر شما با یک هواپیما سفر کنید و دوست شما در خانه بماند زمان شما کندتر خواهد گذشت!
سؤال این است که پس چرا ما این اختلاف‌زمان را متوجه نمی‌شویم؟
به خاطر اینکه این اختلاف‌زمان در سرعت های پایین بسیار ناچیز است، ولی وجود دارد.

در سال ۱۹۷۱ برای آزمایش نظریه انیشتین دو ساعت اتمی، یکی در فرودگاه به‌صورت ثابت و یکی در هواپیمای مسافربری که پرواز می‌کرد را قراردادند و در کمال تعجب پس از بازگشت هواپیما متوجه یک اختلاف چند میلیونیوم ثانیه شدند، دقیقاً همان چیزی که انیشتین گفته بود!
بر اساس نظریه انیشتین جاذبه هم مانند حرکت می‌تواند بر زمان اثر بگذارد و گذر آن را آهسته کند، در حقیقت هرچقدر که جاذبه بیشتر بشود زمان کندتر خواهد شد!
ثابت‌شده است برای کسی که در طبقه اول یک آپارتمان زندگی می‌کند باکسی که در طبقه بالاتر زندگی می‌کند زمان کندتر می‌گذرد! چون جاذبه در نزدیک زمین قوی‌تر است!
بیشترین جاذبه درون سیاهچاله‌ها وجود دارد و اگر بشود به درون یک سیاهچاله سفر کرد زمان در آنجا تقریباً متوقف می‌شود!

جاذبه یک سیاهچاله چند میلیون‌تا چند میلیارد بیشتر از جاذبه زمین است!
و اگر شخصی از دور شمارا نگاه کند می‌بیند که حرکت شما کند شده و حتی صدای شما آهسته‌تر شده است! در حقیقت درون سیاهچاله شما دیرتر پیر می‌شوید!
به زبان بسیار ساده اگر شما ۲ ساعت درون یک سیاهچاله باشید حدود ۵۰ سال در زمین گذشته است، یعنی اگر زمانی که شما به سفر سیاهچاله رفته‌اید شما و برادرتان ۲۰ سال داشته باشید پس از بازگشت برادر شما ۷۰ سال خواهد داشت!
و شما چند سال دارید؟ ۲۰ سال و ۲ ساعت!
البته این سفر هنوز غیرممکن است ولی ازنظر تئوری امکان آن در آینده وجود دارد.
شاید برایتان جالب باشد که هر چیزی که ارتعاش داشته باشد می‌تواند به‌عنوان ساعت استفاده شود، مثل اتم‌ها که یک فرکانس ذاتی دارند.
فرکانس ارسالی اتم سیزیوم که برابر با: “نه میلیارد و صد و نود دو میلیون و شش‌صد و سی یک هزار و هفت‌صد و هفتاد” بار در هر ثانیه هست، نگه‌دارنده رسمی زمان در دنیاست! (دقیق‌ترین ساعت جهان که در آمریکاست).
وقتی اتم سیزیوم باانرژی بمباران می‌شود، ارتعاش پیدا می‌کند و به‌اصطلاح تیک‌تاک می‌کند، و همین ساعت که در هر صد میلیون سال یک ثانیه خطا دارد! هرچند ماه یک‌بار یک ثانیه عقب می‌ماند!
دانشمندان این عقب ماندن را با نظریه نسبیت انیشتین توضیح می‌دهند.
انیشتین ثابت کرد، زمان بخشی از یک مختصاتی است که موقعیت جسم را در فضا-زمان مشخص می‌کند.
شاید این تعریف کمی گنگ به نظر برسد، البته حق با شماست!

هرمان مینکوفسکی، معلم و همکار انیشتین بود که تفسیر کلاسیک نظریه نسبیت عام انیشتین را انجام داد. مینکوفسکی مفهوم نسبیت زمان مناسب (زمان هماهنگی) را معرفی کرد.
بر اساس این تفسیر زمان واقعی بین دو رویداد که توسط یک ساعت اندازه‌گیری می‌شود شامل هر دو رویداد نیز می‌شود!
یعنی زمان مناسب نه‌تنها به خود وقایع بستگی دارد، بلکه به حرکت زمان بین دو رویداد هم‌بستگی دارد.
در حقیقت، آنچه مینکوفسکی زمان هماهنگی نامیده است، زمان ظاهری بین دو رویداد است که توسط یک ناظر از راه دور با استفاده از روش مختص خودش از اختصاص یک‌زمان به یک رخداد حاصل می‌شود.
درواقع یک رویداد هم‌مکان است و هم‌زمان! و می‌تواند توسط یک نقطه خاص در فضا-زمان، یعنی یک نقطه در فضا در یک‌لحظه خاص در زمان نشان داده شود.
بنابراین فضا-زمان به‌عنوان یک کل می‌تواند به‌عنوان مجموعه‌ای از تعداد نامحدودی حوادث موردتوجه قرار گیرد!
در این تعریف تاریخچه کامل یک نقطه خاص در فضا با یک خط در فضا-زمان (که به‌عنوان یک خط جهانی شناخته می‌شود) نشان داده می‌شود.

و این هیجان‌انگیزترین بخش نظریه انیشتین است، یعنی گذشته و آینده وجود دارند! به عبارت ساده‌تر انیشتین می‌گوید گذشته از بین نرفته و درجایی از فضا زمان قرار دارد و آینده هم درجایی از فضا زمان قرار دارد!
در حقیقت: گذشته، حال و آینده برای یک جسم خاص (مثل انسان) در یک‌زمان خاص قابل‌دسترس است!
لذا فیزیکدانان نوین به معنای قدیمی زمان را “عبور” یا “جریان” نمی‌پندارند.
زمان تنها دنباله‌ای است از وقایعی که در حال رخ دادن هستند!
اگر فضا-زمان را به‌صورت یک‌تکه نان بزرگ فرض کنیم، انیشتین گفت همان‌گونه که تکه نان را می‌توان به روش‌های مختلفی برش داد، در فضا-زمان هم می‌توان برش‌های مختلفی از زمان حال ایجاد کرد!
درواقع افراد با سرعت‌های متفاوت در برش‌های متفاوتی از زمان حال قرار دارند و درنتیجه اتفاقاتی را که به‌صورت هم‌زمان می‌بینند متفاوت است! و برش‌های زمان حال آن‌ها باهم زاویه خواهد داشت.

برای درک بهتر دانشمندان مثالی را مطرح می‌کنند:
فرض کنید در ۱۰ میلیون سال نوری از زمین یک موجود فضایی قرار دارد و در کره زمین هم یک نفر در ایستگاه اتوبوس نشسته است،
تا زمانی که این دو موجود نسبت به هم حرکتی ندارند هر دو در یک برش زمانی قرار دارند و ساعت‌های آن‌ها با سرعت یکسانی حر کت می‌کند.
حال اگر موجود فضایی حرکت کند و از زمین دور شود برش زمان حال او با برش زمان حال فرد زمینی متفاوت خواهد شد چون در اثر حرکت، زمان برای او کند شده است.
نکته جالب اینجاست که برش زمان حال موجود فضایی زاویه کوچکی با برش زمان حال فرد زمینی خواهد داشت ولی چون فاصله بسیار زیاد است همین زاویه کوچک، اختلاف‌زمانی حدود ۲۰۰ سال ایجاد خواهد کرد، یعنی موجود فضایی نه نت‌ها فرد زمینی را در زمان حال خود نمی‌بیند بلکه اتفاقاتی را در زمان حال خود می‌بیند که مربوط به ۲۰۰ سال قبل فرد زمینی است!
پس اگر آن موجود فضایی یا همان سرعت به سمت زمین حرکت کند اتفاقاتی را در زمان حال خود خواهد دید که در ۲۰۰ سال آینده فرد زمینی است!
در حقیقت زمان حال شما ممکن است گذشته من باشد یا چیزی که به‌عنوان آینده می‌بینم و هردوی این زمان‌ها، واقعی هستند چون نقطه‌ای از فضا-زمان هستند!
یعنی هرزمانی که بوده، و خواهد بود همگی واقعی هستند، و در نقطه‌ای از فضا زمان وجود دارند! پس تفاوتی بین گذشته، حال و آینده وجود ندارد!

در نتیجه گذشته و آینده به‌عنوان بخشی از فضا-زمان چهاربعدی به‌سادگی “وجود دارند”، علیرغم اینکه بعضی از آن‌ها را قبلاً بازدید کرده‌ایم و برخی را بازدید نکرده‌ایم!
بنابراین، همان‌طور که ما به فکر کردن در مورد همه بخش‌های فضا می‌پردازیم، حتی اگر آن‌ها را واقعاً تجربه نکنیم، همه زمان‌ها (گذشته، حال و آینده) به‌طور مداوم وجود دارند! حتی اگر قادر به دیدن آن‌ها نیستیم.
در حقیقت زمان “جریان” نیست، فقط “حال” است! یعنی زمان تنها اکنون است، همین حالا!
همان‌طور که خود انیشتین گفته:
کسانی ، که به فیزیک اعتقاددارند، می‌دانند که تمایز بین گذشته، حال و آینده، تنها توهمی ماندگار است.
اما اگر زمان یک بعد از جهان باشد، به نظر می‌رسد همانند سایر ابعاد سه‌بعدی فضا نیست.
مثلاً، ما می‌توانیم از طریق فضا حرکت کنیم یا حرکت نکنیم، اما حرکت ما از طریق زمان اجتناب‌ناپذیر است و اتفاق می‌افتد فرقی نمی‌کند چه بخواهیم یا نخواهیم، در حقیقت، ما هرگز حرکت نمی‌کنیم، حداقل به همان روشی که ما از طریق فضا حرکت می‌کنیم.
همچنین فضا هیچ‌یک از جهت‌گیری‌های اساسی را ندارد (یعنی هیچ فلش مشخصی در فضا وجود ندارد.( غیر از کشش گرانشی پایین، که آن‌هم بسته به محلی که در زمین قرار دارد و در شرایط مطلق متغیر است یا اینکه زمانی که خارج از جو زمین هستیم با هیچ اثر گرانشی از همه جهات مواجه نیستیم)، درحالی‌که زمان به‌وضوح جهت مشخصی دارد!
با تئوری عمومی نسبیت، زمانی که انیشتین متوجه شد گرانش یک ویژگی از فضا-زمان است مفهوم فضا-زمان بیشتر تصحیح شد.
یعنی پیوستگی فضا-زمان درواقع با جرم و انرژی منحرف خواهد شد و دچار انحنا می‌شود که ما آن را به‌عنوان جاذبه می‌شناسیم و منجر به ایجاد یک فضا-زمان به شکل منحنی می‌شود.
این انحنا در مناطقی از توده‌های بسیار بزرگ مانند ستاره‌ها و سیاهچاله‌ها، بسیار بیشتر است.
در این نقاط فضا-زمان به‌طور فراوان ای توسط گرانش شدید توده خم می‌شود، ایده‌ای که اغلب توسط تصویری از یک ورق لاستیکی فرورفته، توسط وزن یک توپ بولینگ نشان داده‌شده است.

انقباض زمان و امکان سفر در زمان

تاکنون خارج از فیلم‌هایی سینمایی کسی موفق نشده در زمان سفر کند اما مفهوم
انقباض زمانی نتیجه دیگری از نظریه نسبیت و فضا-زمان منحنی است، که به‌صورت نظری امکان سفر در زمان را فراهم می‌کند!
اکنون می‌دانیم با توجه به نظریه نسبیت خاص انیشتین، مقادیر زمان واقعی بر اساس حرکت نسبی متفاوت است، یعنی زمان به در سرعت‌های مختلف برای مشاهدات مختلف که در سرعت‌های مختلف حرکت می‌کنند، متفاوت است.
بدین ترتیب، دو ساعت هماهنگ در صورت داشتن حرکت نسبت به یکدیگر، لزوماً هماهنگ نیستند.
انقباض زمان (و همچنین انقباض طول مربوط به آن) بسیار ناچیز است و در سرعت‌های روزانه در اطراف ما غیرقابل تشخیص است، اگرچه می‌توان آن را با ابزارهای بسیار حساس اندازه‌گیری کرد.
بااین‌حال، این انقباض زمانی در سرعت اجسام نزدیک به‌سرعت نور (به‌عنوان سرعت نسبی) خیلی واضح‌تر می‌شود و قابل‌محاسبه است.
اگر یک سفینه فضایی بتواند در سرعت ۹۹ درصد نزدیک به‌سرعت نور حرکت کند،
یک ناظر احتمالی می‌بیند که زمان برای آن جسم نزدیک ۲ برابر کندتر سپری می‌شود! (یعنی زمان هماهنگ دو برابر کندتر از زمان مناسب است).
و حتی ازنظر ناظر فضانوردان داخل سفینه هم حرکت ظاهراً آرامی دارند.
و جالب‌تر اینکه در سرعت ۹۹.۵٪ از سرعت نور، ناظر می‌بیند که ساعت حدود ۱۰ برابر کندتر از حد طبیعی است!
و در ۹۹.۹٪ از سرعت نور، زمان ۲۲ برابر، در ۹۹.۹۹٪ ۲۲۴ برابر و در ۹۹.۹۹۹۹٪ ۷۰۷ برابر، کندتر می‌شود به‌طور نمایی محاسبه‌شده است.

در بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده‌های ذره‌ای که در حال حاضر استفاده می‌شود می‌توانیم زمان را تا ۱۰۰.۰۰۰ بار کاهش دهیم.
در حقیقت اگر بتوانیم به‌سرعت حقیقی نور برسیم زمان به‌طور کامل متوقف می‌شود!
شاید ساده‌ترین راه برای فکر کردن به این مفهوم دشوار این است که وقتی یک جسم یا فرد در فضا-زمان حرکت می‌کند، مقداری از حرکت مسیر فضایی خود را با حرکت در زمان به اشتراک می‌گذارد!
آنچه اجسام را به این اشتراک‌گذاری مجبور می‌کند، ماهیت غیرمستقیم سرعت نور (کمی کمتر از ۳۰۰.۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه) است که یک‌پایه اساسی برای جهان است و هرگز نباید از آن عبور کرد.
به‌این‌ترتیب، کاهش سرعت زمان در سرعت نسبیتی، به یک معنا، برای محافظت از محدودیت سرعت کیهانی آسیب‌پذیر (سرعت نور) رخ می‌دهد.
یعنی برای اینکه سرعت نور شکسته نشود سرعت زمان کاهش می‌یابد.
لازم به ذکر است که اگر یک سفینه فضایی که در نزدیکی سرعت نور حرکت می‌کند ۱۰۰.۰۰۰ سال طول می‌کشد تا به یک ستاره در فاصله ۱۰۰.۰۰۰ سال نوری برسد (زمان برآوردی به‌وسیله ساعت‌های روی زمین)، مدت عمر فضانورد در سفینه فضایی به‌کندی می‌گذرد و شاید تا پایان عمر، سفر او در سراسر کهکشان تمام شود.
این ویژگی از زمان نسبیتی، بحث‌های بسیار زیادی را در مورد امکان سفر در زمان ایجاد کرده است!
یعنی اگر بتوان سرعت یک سفینه را به‌سرعت نزدیک سرعت نور رساند امکان سفر در زمان فراهم خواهد شد!

بحث داغ و هیجان انگیز سفر در زمان وقتی به اوج خود رسید که دانشمندان پدیده حیرت انگیز کرمچاله ها را کشف کردند، کرمچاله ها در حقیقت دالانهای فضا زمانی بین سیاهچاله ها هستند که می توانند مسری برای سفر در زمان باشند!

هرچند که ماندگاری کرمچاله ها بسیار ناچیز است(چیزی حدود ۵ ثانیه) اما دانشمندان اخیرا متوجه شده اند امکان نگه داشتن یک کرمچاله وجود دارد!

جمع بندی و نتیجه گیری :

نظریه نسبیت انیشتین نظام های فکری بشر را در مورد زمان متحول کرد و مسیر تحقیقات دانشمندان را به سمت فصل های جدیدی از شگفتی های جهان هستی هدایت کرد، که هنوز هم ادامه دارد و هر روز علم نتایج جدیدی بدست می آورد.

کافی است نگاهی بیندازیم به آخرین تحقیقات دانشمندان در خصوص نظریه ریسمان و از پیچیدگی ساختار هستی در حیرت فرو رویم!

هر چند که بسیاری از نتایج دانشمندان هنوز در مرحله تئوری باقی مانده اما آنچه در اینجا برای ما اهمیت دارد این است زمان دیگر یک مفهوم مطلق و خطی نیست، به همین دلیل است که افراد مختلف تجربیات متفاوتی از زمان دارند!

وقتی که ما بر اساس عملکردمان می توانیم تجربیات بهتری خلق کنیم پس چرا از این موهبت کیهانی استفاده نکنیم؟

در این خصوص مقالات دیگری هم آماده شده که به زودی در قسمت مقالات سایت مدیرزمان ارائه خواهند شد.