โดย Andrew May , นิตยสาร How It Works เผยแพร่เมื่อ 25 มิถุนายน 2021 เว็บตรงแตกง่าย เรียนรู้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ทํางานอย่างไร และค้นพบว่าไม่มีอะไรในวิทยาศาสตร์ที่บอกว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นไปไม่ได้นักแสดงร็อดเทย์เลอร์ทดสอบไทม์แมชชีนของเขาในภาพนิ่งจากภาพยนตร์เรื่อง ‘The Time Machine’ กํากับโดย George Pal, 1960 (เครดิตภาพ: คลังข้อมูลฮัลตัน / พนักงาน / เก็ตตี้อิมเมจ)ทุกคนสามารถเดินทางได้ทันเวลา คุณทําไม่ว่าคุณจะต้องการหรือไม่ในอัตราคงที่หนึ่งวินาทีต่อวินาทีคุณอาจคิดว่าไม่มีความคล้ายคลึงกันในการเดินทางในหนึ่งในสามมิติเชิงพื้นที่ที่พูดหนึ่งฟุตต่อวินาที แต่ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เราอาศัยอยู่ในความต่อเนื่องสี่มิติ –
อวกาศเวลา – ซึ่งพื้นที่และเวลาสามารถแทนกันได้
ไอน์สไตน์พบว่ายิ่งคุณเคลื่อนที่ผ่านอวกาศได้เร็วเท่าไหร่คุณก็ยิ่งเคลื่อนที่ผ่านกาลเวลาช้าลงเท่านั้น หนึ่งในแนวคิดสําคัญในสัมพัทธภาพคือไม่มีอะไรสามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วของแสง – ประมาณ 186,000 ไมล์ต่อวินาที (300,000 กิโลเมตรต่อวินาที) หรือหนึ่งปีแสงต่อปี) แต่คุณสามารถเข้าใกล้มันได้ ถ้ายานอวกาศบินด้วยความเร็วแสง 99% คุณจะเห็นว่ามันเดินทางในระยะทางปีแสงในเวลาเพียงหนึ่งปี
นั่นชัดเจนพอแต่ตอนนี้มาถึงส่วนที่แปลก สําหรับนักบินอวกาศบนยานอวกาศที่การเดินทางจะใช้เวลาเพียงเจ็ดสัปดาห์ มันเป็นผลมาจากสัมพัทธภาพที่เรียกว่าการขยายเวลาและผลหมายความว่านักบินอวกาศได้กระโดดประมาณ 10 เดือนในอนาคต
การเดินทางด้วยความเร็วสูงไม่ใช่วิธีเดียวที่จะสร้างการขยายเวลา ไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่าสนามแรงโน้มถ่วงก่อให้เกิดผลที่คล้ายกัน – แม้แต่สนามที่ค่อนข้างอ่อนแอที่นี่บนพื้นผิวโลก เราไม่สังเกตเห็นมันเพราะเราใช้ชีวิตทั้งหมดที่นี่ แต่แรงโน้มถ่วงที่สูงขึ้นกว่า 12,400 ไมล์ (20,000 กิโลเมตร) นั้นอ่อนแอลงอย่างมากและเวลาผ่านไปเร็วขึ้นประมาณ 45 ไมโครวินาทีต่อวัน นั่นสําคัญกว่าที่คุณคิดเพราะมันเป็นระดับความสูงที่ดาวเทียม GPS โคจรรอบโลกและนาฬิกาของพวกเขาจะต้องซิงโครไนซ์อย่างแม่นยํากับนาฬิกาภาคพื้นดินเพื่อให้ระบบทํางานได้อย่างถูกต้อง
ดาวเทียมต้องชดเชยผลกระทบการขยายเวลาเนื่องจากทั้งระดับความสูงที่สูงขึ้นและความเร็วที่เร็วขึ้น ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่คุณใช้คุณสมบัติ GPS บนสมาร์ทโฟนหรือ satnav ของรถของคุณมีองค์ประกอบเล็ก ๆ ของการเดินทางข้ามเวลาที่เกี่ยวข้อง คุณและดาวเทียมกําลังเดินทางสู่อนาคต ในอัตราที่แตกต่างกันเล็กน้อยดาวเทียม GPS Navstar-2F แต่สําหรับผลกระทบที่น่าทึ่งมากขึ้น, เราจําเป็นต้องมองไปที่สนามแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งมาก, เช่นคนรอบหลุมดํา, ซึ่งสามารถบิดเบือนพื้นที่เวลามากจนมันพับกลับบนตัวเอง.
ผลที่ได้คือสิ่งที่เรียกว่ารูหนอนซึ่งเป็นแนวคิดที่คุ้นเคยจากภาพยนตร์ไซไฟ
แต่ที่จริงแล้วมีต้นกําเนิดมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ผลที่ได้คือรูหนอนเป็นทางลัดจากจุดหนึ่งในอวกาศเวลาหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง คุณเข้าไปในหลุมดําหนึ่งและโผล่ออกมาจากที่อื่นที่อื่น น่าเสียดายที่มันไม่ได้เป็นวิธีการขนส่งในทางปฏิบัติเหมือนที่ฮอลลีวูดทําให้ดู นั่นเป็นเพราะแรงโน้มถ่วงของหลุมดําจะฉีกคุณเป็นชิ้น ๆ ในขณะที่คุณเข้าใกล้มัน แต่มันเป็นไปได้จริงๆในทางทฤษฎี และเพราะเรากําลังพูดถึงอวกาศเวลา ไม่ใช่แค่อวกาศ ทางออกของรูหนอน อาจจะเร็วกว่าทางเข้า นั่นหมายความว่าคุณจะจบลงในอดีตมากกว่าอนาคต
วิถีในอวกาศเวลาที่วนกลับเข้าไปในอดีตจะได้รับชื่อทางเทคนิคว่า “เส้นโค้งที่เหมือนเวลาปิด” หากคุณค้นหาวารสารวิชาการที่จริงจังคุณจะพบการอ้างอิงมากมายสําหรับพวกเขา – มากกว่าที่คุณจะพบว่า “การเดินทางข้ามเวลา” แต่ผลที่ตามมานั่นคือสิ่งที่เส้นโค้งที่เหมือนเวลาปิดเป็นเรื่องเกี่ยวกับ – การเดินทางข้ามเวลา
How It Works เป็นนิตยสารที่เต็มไปด้วยแอ็คชั่นที่เต็มไปด้วยข้อมูลที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับความก้าวหน้าล่าสุดด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีซึ่งมีทุกสิ่งที่คุณจําเป็นต้องรู้เกี่ยวกับวิธีที่โลกรอบตัวคุณและจักรวาลทํางานมีอีกวิธีหนึ่งในการผลิตเส้นโค้งที่เหมือนเวลาปิดซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่แปลกใหม่เช่นหลุมดําหรือรูหนอน: คุณเพียงแค่ต้องการกระบอกหมุนที่เรียบง่ายที่ทําจากวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง กระบอกทิปเลอร์ที่เรียกว่านี้ใกล้เคียงที่สุดที่ฟิสิกส์ในโลกแห่งความเป็นจริงสามารถไปถึงเครื่องเวลาจริงของแท้ แต่มันอาจไม่เคยถูกสร้างขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริงดังนั้นเช่นเดียวกับรูหนอนมันเป็นความอยากรู้อยากเห็นทางวิชาการมากกว่าการออกแบบทางวิศวกรรมที่ทํางานได้
แต่เท่าที่ดึงมาเป็นสิ่งเหล่านี้ในแง่การปฏิบัติไม่มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์พื้นฐาน – ที่เรารู้ในปัจจุบัน – ที่บอกว่าพวกเขาเป็นไปไม่ได้ นั่นเป็นสถานการณ์ที่กระตุ้นความคิดเพราะในฐานะนักฟิสิกส์ Michio Kaku ชอบที่จะพูดว่า “ทุกสิ่งที่ไม่ห้ามเป็นภาคบังคับ” (ยืมมาจากนวนิยายของ T.H. White”ราชาครั้งหนึ่งและอนาคต”) เขาไม่ได้หมายความว่าการเดินทางข้ามเวลาจะต้องเกิดขึ้นทุกที่ตลอดเวลา แต่คาคุกําลังแนะนําว่าจักรวาลนั้นกว้างใหญ่มากมันควรจะเกิดขึ้นที่ไหนสักแห่งอย่างน้อยก็เป็นครั้งคราว บางทีอารยธรรมขั้นสูงบางอย่างในกาแลคซีอื่นรู้วิธีการสร้างเครื่องเวลาทํางานหรือบางทีเส้นโค้งเหมือนเวลาปิดสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติภายใต้เงื่อนไขที่หายากบางอย่าง เว็บตรงแตกง่าย
