นักฟิสิกส์กล่าวว่า “การเดินทางข้ามเวลา” เป็นไปได้อย่างมีเหตุผล โดยหลีกเลี่ยงปฏิทรรศน์เชิงตรรกะต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้

นักฟิสิกส์กล่าวว่า “การเดินทางข้ามเวลา” เป็นไปได้อย่างมีเหตุผล โดยหลีกเลี่ยงปฏิทรรศน์เชิงตรรกะต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้

จักรวาลมีวัฏจักรตายแล้วเกิดใหม่ กล่าวโดยเจ้าของรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ เซอร์โรเจอร์ เพนโรส
จักรวาลมีวัฏจักร “ตายแล้วเกิดใหม่ได้” กล่าวโดยเจ้าของรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ เซอร์โรเจอร์ เพนโรส
ธันวาคม 6, 2020
เรื่องราวของภาพจักรวาล ที่แสนสวยงาม และหายากยิ่ง ตอนที่ 1
เรื่องเล่าของภาพจักรวาล ที่แสนสวยงาม และหายากยิ่ง
ธันวาคม 12, 2020

นิยายวิทยาศาสตร์ มักต้องการให้คนดูล่องลอยอยู่กับสิ่งเหลือเชื่อ ไร้ข้อกังขา แล้วสนุกไปกับเรื่องราวของการเดินทางข้ามเวลา ซึ่งนักเขียนส่วนใหญ่ก็มักเขียนบทของตัวเองให้ยุ่งเหยิงเหมือนดังปมกอร์เดียน (Gordian knots) เพื่อที่อธิบายหลักการเดินทางข้ามเวลาว่ามันสามารถใช้งานได้จริงอย่างมีเหตุผลในโลกอนาคตของพวกเขา เพราะถ้าหากการเดินทางข้ามเวลามันง่ายดาย ท้ายที่สุดมันคงจะไม่เวิร์ค

นักฟิสิกส์หลายคนก็เห็นด้วยกับข้อประเมินนี้ ไอสไตน์เคยสงสัยว่าการเดินทางข้ามเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในส่วนของ Gödel solution ในสมการสนามแรง ว่าจะสามารถแยกออกจากขอบเขตทางกายภาพได้ไหม

ในปี ค.ศ. 1992 งานวิจัยของสตีเฟน ฮอว์กิง ได้สร้างข้อความคาดการณ์ “การคาดคะเนการปกป้องของลำดับเหตุการณ์” (chronology-protection conjecture) ขึ้น ซึ่งเป็นกฎฟิสิกส์ที่ป้องกันไม่ให้มีการเดินทางข้ามเวลาเกิดขึ้นได้ในทุกๆ สถานการณ์ ยกเว้นแต่ในระดับที่เล็กมากๆ อย่างในระดับจุลภาคย่อยเท่านั้นที่อาจจะทำได้ (submicroscopic scale)

ด้วยระบบป้องกันตัวเองของลำดับเหตุการณ์ดังกล่าว จึงเป็นเหตุผลว่าทำไม เราถึงไม่เคยมีนักเดินทางข้ามเวลาจากอนาคต ย้อนกลับมาหาเราเลย ฮอว์กิง บอกว่าระบบป้องกันเวลานั้นเป็นกฎพื้นฐานที่สุดอย่างหนึ่งของธรรมชาติ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาใดๆ สามารถเดินทางข้ามเวลา-ย้อนกลับไปมาได้ ดังคำกล่าวของเขาที่ว่า ที่เป็นเช่นนี้ก็ “เพื่อทำให้จักรวาลนั้นปลอดภัยสำหรับนักประวัติศาสตร์”

ในขณะที่นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย อิกอร์ ดมิทรีอาวิช นาฟวิคอฟ (Igor Dmitriyevich Novikov) ก็เคยได้คิดค้นแนวคิดที่คล้ายกันที่ชื่อ “หลักการคาดคะเนความสอดคล้องโดยตัวเอง” (self-consistency conjecture) ในกลางปี ​​1980 เพื่อที่จะแก้ปัญหาของปฏิทรรศน์ (Paradox) หรือความขัดแย้งในเรื่องของการเดินทางข้ามเวลา ที่อนุญาตให้เกิดขึ้นได้ในทางทฤษฎีการแก้ปัญหาบางอย่างของสัมพัทธภาพทั่วไป บนเส้นโค้งปิดของเวลาเสมือน (closed timelike curve)) 

โดยมีหลักการที่อ้างว่าหากมีเหตุการณ์ใดๆ ก็ตามเกิดขึ้นที่จะก่อให้เกิดปฏิทรรศน์ หรือ พาราดอกซ์ หรือ ความขัดแย้ง หรือเกิด “การเปลี่ยนแปลง” อย่างใดอย่างหนึ่งต่อเหตุการณ์ที่ผ่านมาแล้วในอดีต, ดังนั้นความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ว่านั่นก็จะมีค่าเป็นศูนย์ มันจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างความขัดแย้ง หรือ ปฏิทรรศน์ของเวลาใดๆ (time paradoxe) ให้เกิดขึ้นได้นั่นเอง

อย่างไรก็ตามกฎฟิสิกส์ในปัจจุบัน ก็ยังไม่สามารถกีดกันความเป็นไปได้ในเรื่องของการเดินทางข้ามเวลาออกไปได้ทั้งหมด เพราะทางทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษนั้นแสดงให้เห็นว่า เวลานั้นมีความสัมพันธ์กัน และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังเปิดกว้างให้สำหรับความเป็นไปได้เสมอ

ถ้าคุณสามารถกระโดดเข้าสู่ไทม์แมชชีน และย้อนเวลากลับไปได้ คุณจำเป็นจะต้องกังวลเกี่ยวกับ เรื่องที่คุณอาจจะสร้างความขัดแย้งให้เกิดขึ้นกับประวัติศาสตร์หรือไม่ คำตอบก็คือ “ไม่” หากเป็นไปตามงานศึกษาใหม่ ของบททบทวนแบบคลาสสิค และ ในเรื่องของ ความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม (Quantum gravity) ซึ่งคณิตศาสตร์นั้นจะได้เห็นว่าจักรวาลจะสามารถจัดการกับสิ่งต่างๆ ให้เข้าที่ได้ด้วยตัวของมันเอง

การทดลองในทางความคิดที่คลาสสิคสุดคงหนีไม่พ้นในเรื่องของ “ปฏิทรรศน์ของคุณปู่” (grandfather paradox) ที่บอกว่าให้คุณลองนึกภาพว่าคุณได้ย้อนเวลากลับไป สังหารคุณปู่ของคุณ (ด้วยความไม่พอใจอะไรบางอย่างที่เก็บกดอยู่ภายในใจมาเนิ่นนาน) คุณปู่คนนี้คือผู้ที่ซึ่งจะกลายมาเป็นพ่อของพ่อคุณ ที่จะให้กำเนิดคุณในอนาคต มันก็จะก่อให้เกิดคำถามขึ้นมาว่า แล้วคุณมีตัวตนมาได้อย่างไรในเมื่อคุณปู่ของคุณได้เสียชีวิตไปแล้ว และในเมื่อเราไม่มีตัวตน แล้วใครกันที่ย้อนเวลากลับไปสังหารคุณปู่ นี่จึงทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันขึ้นในเส้นเวลาของตัวมันเองในเชิงเหตุและผล (ปฏิทรรศน์ของคุณปู่ เป็นปฏิทรรศน์อย่างง่ายที่สุดที่เราจะสามารถทำความเข้าใจได้)

ภาพยนตร์เรื่อง Back to the Future เคยเล่นประเด็นของปฏิทรรศน์ ในเรื่องการท่องเวลานี้เอาไว้อยู่เหมือนกัน ที่มาร์ตี้เดินทางย้อนกลับไปในเวลา และได้ไปขัดขวางความรักระหว่างพ่อ และแม่ของเขาในอดีต ดังนั้นเขาจึงทำวิธีทำทุกวิถีทางเพื่อป้องกันไม่ให้เส้นเวลาผิดเพี้ยนไปจากเดิม เพราะถ้าเขาทำไม่สำเร็จเขาก็จะไร้ตัวตนไปตลอดกาล นี่เป็นเพียงสิ่งหนึ่งของแนวคิดจากผู้เขียนนวนิยายวิทยาศาสตร์ แล้วใครจะคิดว่าข้อกังวลในเรื่องการย้อนเวลาดังกล่าวจะถูกจำกัดไว้อยู่แต่ภายใน ข้อถกเถียงเชิงปรัชญาขั้นสูง หรือแต่ในภาพยนตร์เท่านั้นล่ะ

เพราะการแก้ปัญหาบางอย่างของสมการสนามของไอสไตน์ ดูเหมือนที่จะยอมให้เราสามารถเดินทางข้ามเวลาผ่าน “เส้นโค้งปิดเสมือนเวลา” (closed timelike curves) ได้ ทฤษฎีเหล่านี้จะช่วยให้ใครก็ตามสามารถ เดินทางผ่าน “ปริภูมิ-เวลา” (space and time) แล้วย้อนกลับไป ณ จุดเริ่มต้นของเหตุการณ์อีกครั้งได้ โดยให้คิดว่า “ปริภูมิ-เวลา” นั้นเป็นวนลูป และที่สำคัญคือ จุดย้อนกลับนั้นไม่ได้เป็นการวนซ้ำของเหตุการณ์เริ่มต้น

ผลกระทบของ “เส้นโค้งปิดเสมือนเวลา” อาจนำเราไปสู่เรื่องราวที่เลวร้ายได้ทุกรูปแบบ ดังที่นักฟิสิกส์ มิชิโอะ คะกุ (Michio Kaku) กล่าวว่านักท่องเวลาอาจต้องพบเจอกับภัยอันตรายขณะเดินทางไปกับสิ่งเหล่านี้ เช่นการเดินทางผ่านรูหนอน, หลุมดำแบบหมุน, รอบกระบอกหมุนที่ยาวนับอสงขัย (Tipler cylinder), และ บริเวณรอบการปะทะกันระหว่างเส้นคอสมิค (Cosmic string) ทั้งสอง ซึ่งพวกมันอาจฉีกร่างของเราออกเป็นชิ้นๆ หากไม่ระวังตัวให้ดีๆ

จักรวาลคือผู้คุมกฎของเวลาตนเอง

มีหลายประเด็นน่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่นักฟิสิกส์หนุ่ม โทบาร์ เจอมาน (Tobar Germain) นักศึกษาระดับปริญญาตรีของมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ต้องการทดสอบความสอดคล้องที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับการท่องเวลา 

โดยมี ดร. ฟาบิโอ คอสตา (Fabio Costa) นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ เป็นผู้ร่วมสนทนาด้วย Costa ถามว่าการเดินทางข้ามเวลาที่ปราศจากความขัดแย้ง หรือมีปฏิทรรศน์อิสระ (paradox-free) นั้นมีความเป็นไปได้ในทางคณิตศาสตร์หรือไม่ 

Tobar จึงอธิบายว่า นักฟิสิกส์บางคนชอบพูดว่าการท่องเวลาเป็นไปได้ แต่เอาเข้าจริงๆแล้ว ในทางตรรกมันยากที่จะยอมรับได้ เพราะมันจะส่งผลต่อเสรีภาพของเราในการดำเนินการต่างๆ นั่นหมายความว่าหากคุณสามารถเดินทางย้อนเวลาได้ คุณก็จะไม่สามารถทำอะไรได้เต็มที่มากนัก เนื่องจากเกรงว่าจะก่อให้เกิดความขัดแย้งขึ้นได้

จากงานวิจัยของพวกเขา แสดงเห็นว่าการเดินทางข้ามเวลา นั้นมีความสอดคล้องกัน และเป็นอิสระจากความขัดแย้งเชิงตรรกะทั้งหลาย อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องมีการแก้ไขผลลัพธ์ที่ออกมา ยกเว้นแต่ว่าเราจะมีพื้นที่ของ ปริภูมิ-เวลา สองแห่ง ในกรณีนั้นแม้ว่าจะมี “ลูปเส้นโค้งปิดเสมือนเวลา” อยู่ แต่เราก็ยังคงมีเสรีภาพที่จะเลือกทำเพื่อที่ไม่ให้เกิดความขัดแย้งขึ้น

เพื่อแสดงให้เห็นถึงการค้นพบของพวกเขา Tobar และ Costa จึงเสนอการทดลองทางความคิดในเชิงนิยายวิทยาศาสตร์ว่า ให้คุณลองจินตนาการว่า คุณได้เดินทางย้อนเวลากลับไปเพื่อหยุดยั้งการแพร่ระบาดของ COVID-19 ถ้าที่สุดคุณสามารถค้นหา แล้วกักตัวผู้ป่วยรายแรกได้สำเร็จ แต่ในทางคณิตศาสตร์นั้นบ่งชี้เห็นว่า เหตุการณ์นี้อาจจะดำเนินสำเร็จไปได้เพียงชั่วคราว และกลายเป็นว่าคุณอาจจะเป็นผู้ที่ติดเชื้อไวรัสเอง และกลายเป็นผู้แพร่ระบาดเชื้อ ดังนั้นตัวของคุณในอนาคต เมื่อเห็นเหตุการณ์แพร่ระบาดเช่นนี้อีก มันก็อาจไปกระตุ้นให้คุณอยากย้อนเวลากลับมาอยู่ดี กล่าวคือไม่สำคัญว่าคุณจะทำอะไรมาบ้างแล้วก็ตาม เหตุการณ์ต่างๆ ก็จะสามารถปรับตัวกลับไปเป็นสภาพที่คล้ายๆ กันได้ หรือแย่กว่า

นั่นหมายความว่าไม่ว่าคุณจะทำอะไร การแพร่ระบาดก็ต้องเกิดขึ้นด้วยตัวของมันเอง และนั่นก็จะไปกระตุ้นให้ตัวของคุณในอนาคต เกิดแรงจูงใจ และย้อนกลับมาหยุดยั้งมันเช่นนี้ไปเรื่อยๆ 

กล่าวคือกระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่พวกเขาแสดงให้เห็นนั้นก็คือ การเดินทางข้ามเวลาด้วยเจตจำนงเสรีที่เป็นไปได้อย่างมีเหตุผล โดยไม่มีความขัดแย้งใดๆ นั่นเอง แน่นอนกว่า ปฏิทรรศน์อิสระ (paradox-free) ของการเดินทางข้ามเวลา ก็คือรูปแบบที่มีความสอดคล้องกันในทางคณิตศาสตร์ ซึ่งจะแตกต่างกันมากกับการพูดว่า มันเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ เช่นแม้คุณจะสามารถกระโดดลงไปภายในรูหนอนได้ แต่จะโชคดีที่สุดได้แค่ไหน ที่คุณจะไม่ถูกฉีกทำลายเป็นชิ้นๆ เสียก่อนที่จะได้เดินทางไปถึงสถานที่เป้าหมาย

ทุกอย่างจึงขึ้นอยู่กับว่ากฎความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม (Quantum gravity) จะถูกสั่นคลอนได้อย่างไร นักฟิสิกส์จึงยังคงสำรวจต่อไปเพื่อค้นหาคำตอบที่เปิดกว้างนั้น ในขณะที่ Kaku ชี้ว่า ไม่มีใครสามารถตระหนักรู้ได้ เพราะเพียงแค่การใช้กลไกทางกายภาพที่รู้จัก

ดังนั้นขณะนี้เราอาจเป็นเจ้าแห่งกาลเวลา เฉพาะบนกระดานไวท์บอร์ดเท่านั้น แต่ใครจะไปรู้ บางทีจักรวาลของเราอาจเป็นเพียงแค่ถนนเส้นเดียวโดดๆ เลยก็ได้ ที่ทอดยาวไปไกลสู่อนาคตอย่างไม่มีวันรู้จบ

แหล่งอ้างอิง

  1. Paradox-free time travel is ‘logically’ possible, say physicists
  2. Tipler cylinder
  3. การคาดคะเนการปกป้องของลำดับเหตุการณ์
  4. หลักการสอดคล้องในตัวเองของนาวิคอฟ
  5. ความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม
  6. เส้นโค้งปิดเสมือนเวลา
SCIWAYS
SCIWAYS
นักเดินทางข้ามกาลเวลา: ผมสนใจเรื่องราววิธีการทำงานของธรรมชาติเป็นอย่างยิ่ง อยากรู้ว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร แล้วทำไมเราถึงมาอยู่ที่นี่
5 1 โหวต
คะแนนบทความ
guest
0 Comments
การตอบกลับแบบอินไลน์
ดูความคิดเห็นทั้งหมด
Facebook
0
ร่วมแสดงความคิดเห็นx
()
x
กลับสู่บนสุด