Knowledge Sharing ชุมชนแห่งการเรียนรู้...

คำสำคัญ : time  travel  เวลา  วิถีวิทย์  

---

ในขณะนี้ เราต่างต้องติดอยู่ในบ้าน การเดินทางไปยังสถานที่จุดหมายต่างๆ ที่น่าสนุกอย่างเราเคยทำอาจจะต้องหยุดพักไปก่อน แต่ถ้าหากเป็นเรื่องของการเดินทางท่องเที่ยว ข้ามเวลา ล่ะ ซึ่งแน่นอนว่าเราต่างรอที่จะทำเช่นนั้นได้ในอนาคต

การเดินทางข้ามเวลาถือเป็นเรื่องแฟนตาซีมาอย่างน้อยตั้งแต่ 125 ปีก่อน เมื่อ H.G. Wells ได้เขียนนวนิยายที่มีเนื้อหาแหวกแนวในยุคนั้นที่ชื่อว่า ‘The Time Machine’ ในปี 1895 และนั่นคือสิ่งที่ทั้งนักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาต่างเขียนงานวิจัยที่จริงจังในเรื่องนี้มานานนับศตวรรษแล้ว

สิ่งที่เป็นจุดเริ่มต้นการค้นคว้าวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในเรื่องของการเดินทางข้ามเวลาเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งเชื่อว่าเวลาสามารถถูกนึกภาพได้ในฐานะของมิติ (dimension) เช่นเดียวกับพื้นที่ (space) แล้วถ้าเราสามารถเดินทางไปในพื้นที่ต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย ทำไมจะทำเช่นนั้นกับเวลาบ้างไม่ได้

“ในเรื่องของพื้นที่ คุณสามารถไปยังสถานที่ใดก็ได้ที่คุณต้องการ ซึ่งอาจจะคล้ายกับเวลา ที่คุณสามารถไปยังจุดใดก็ได้ที่คุณต้องการ” Nikk Effingham นักปรัชญาแห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม ในสหราชอาณาจักร กล่าวและเสริมว่า “จากจุดนั้น จะถือเป็นก้าวที่สั้นสู่การผลิตเครื่องย้อนเวลา”

ทฤษฎีคู่ขนาน (Dueling theories)

Wells เป็นนักเขียนนวนิยาย ไม่ใช่นักฟิสิกส์ แต่ฟิสิกส์ก็สามารถตามความคิดของเขาได้ทันในปี 1905 เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เผยแพร่ส่วนแรกของทฤษฎีสัมพัทธภาพ ที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Special Relativity) ซึ่งกล่าวว่าพื้นที่และเวลาสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ การวัดขนาดของทั้งพื้นที่และเวลาขึ้นอยู่กับความเร็วสัมพัทธ์ (Relative Speed) ของคนที่กระทำการวัดขนาดนั้น

ราวสองสามปีต่อมา นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Hermann Minkowski แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์ นั่นคือพื้นที่และเวลาสามารถคิดออกมาได้เป็นสองคุณลักษณะเอกลักษณ์ 4 มิติที่รู้จักกันในชื่อ ปริภูมิ-เวลา (Space-time) ดังนั้น ในปี 1915 ไอน์สไตน์ ได้ออกมาสรุปส่วนที่สองของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (General Relativity) โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นการสร้างภาพให้กับแรงโน้มถ่วงในรูปแบบใหม่ นั่นคือ แทนที่จะคิดมันว่าเป็น ‘แรง’ (force) ทฤษฎีนี้ได้อธิบายแรงโน้มถ่วงว่าเป็นเป็นส่วนที่บิดหรือห่อหุ้มปริภูมิ-เวลา เอาไว้

ทว่า แค่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษนั้นก็เพียงพอที่จะให้เราเริ่มเงื่อนไขในเรื่องของการเคลื่อนย้ายข้ามเวลา ในทฤษฎีนั้นกล่าวว่า “เวลานั้นมีความคล้ายคลึงกับพื้นที่มากกว่าที่เราเคยคิดมาก่อนหน้านี้” Clifford Johnson นักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย กล่าวและเสริมว่า “ดังนั้น สิ่งใดก็ตามที่เราสามารถทำกับพื้นที่ได้ ก็สามารถทำกับเวลาได้เช่นกัน”

แต่อาจจะเป็นเกือบทุกอย่างเสียมากกว่า โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ไม่ได้ให้วิธีเกี่ยวกับการย้อนเวลา แต่ให้วิธีของการไปข้างหน้า และไปยังอัตราที่คุณสามารถควบคุมมันได้จริงๆ โดยในความเป็นจริง ตามทฤษฎีนี้ คุณสามารถลงเอยโดยการมีฝาแฝดที่มีอายุต่างกัน ตามแนวคิด ‘ปฏิทรรศน์ฝาแฝด’ (Twin paradox) อันโด่งดัง

สมมติว่าคุณมุ่งหน้าไปยังระบบดาวอัลฟา เซนทอรี (Alpha Centauri) ในยานอวกาศด้วยความเร็วสูง (ใกล้เคียงกับความเร็วแสง) ในขณะที่คู่แฝดของคุณยังอยู่บนโลก เมื่อคุณกลับมาบ้าน คุณจะพบว่าคุณมีอายุน้อยกว่าคู่แฝดของคุณ ซึ่งอาจจะเป็นสิ่งที่ขัดกับสามัญสำนึกหากจะกล่าวในตอนนี้ แต่ในทางฟิสิกส์ หลังจากผ่านการศึกษามานับร้อยปี ถือเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้

“มันเป็นสิ่งที่สามารถพิสูจน์ได้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษว่านักบินอวกาศที่เดินทางไป หากเขาเดินทางไปด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับความเร็วแสง เขาจะมีอายุเด็กกว่าฝาแฝดเมื่อเขากลับมา” Janna Levin นักฟิสิกส์แห่งวิทยาลัยบาร์นาร์ดแห่งนิวยอร์ก กล่าว ซึ่งน่าสนใจว่า สำหรับเวลาของฝาแฝดคู่นั้นก็ผ่านไปอย่างเช่นที่เคยเป็น หากแต่เป็นช่วงเวลาที่พวกเขารวมตัวกันเท่านั้นที่ความแตกต่างจะถูกเผยออกมา

และด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทำให้หลายสิ่งเริ่มมีความน่าสนใจมากขึ้น ในทฤษฎีนี้ให้ภาพว่า วัตถุขนาดใหญ่ห่อหุ้มหรือบิดเบือนพื้นที่และเวลา บางทีคุณอาจได้เห็นแผนภาพหรือวิดีโอที่เปรียบเทียบเรื่องนี้กับลูกบอลที่บิดรูปร่างยางแผ่น เช่นเดียวกับการเดินทางด้วยความเร็วสูงนั้นจะส่งผลกับอัตราที่เวลานั้นผ่านไป เช่นเดียวกับการอยู่ใกล้วัตถุที่มีน้ำหนักมากอย่าง ‘หลุมดำ’ จะส่งผลต่อประสบการณ์ที่มีต่อเวลาของบุคคลๆ หนึ่ง

แต่หลุมดำนั้นถือเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น นักฟิสิกส์ได้คาดเดาเกี่ยวกับผลกระทบที่มีมากกว่าโครงสร้างอันแปลกประหลาดที่รู้จักกันในชื่อ ‘รูหนอน’ (wormhole) และถ้ารูหนอนมีอยู่จริง มันจะเชื่อมต่อสถานที่หนึ่งในปริภูมิ-เวลา กับอีกสถานที่หนึ่ง นักบินอวกาศที่เข้าไปยังรูหนอนในกาแล็กซี่แอนโดรเมดา (Andromeda Galaxy) ในปี 3000 อาจพบว่าตัวเองได้ปรากฏขึ้นในปลายทางแห่งอื่นในกาแล็กซี่ของเราในปี 2000 แต่ยังมีสิ่งที่น่าติดใจอยู่ว่า ในขณะที่เรามีหลักฐานมากมายว่าหลุมดำมีอยู่จริงในธรรมชาติ ซึ่งนักดาราศาสตร์ได้ถ่ายภาพมันมาได้เมื่อปี 2019 แต่เรื่องของรูหนอนยังคงเป็นเรื่องของการคาดเดา

“คุณอาจจินตนาการถึงการสร้างสะพานจากเขตปริภูมิ-เวลา แห่งหนึ่งไปยังเขตปริภูมิ-เวลา อีกแห่งหนึ่ง” Levin อธิบายและเสริมว่า “แต่มันจะต้องการมวลและพลังงานซึ่งเราไม่รู้ถึงการมีอยู่ของมันในความเป็นจริง สิ่งที่เป็นเช่นเดียวกับพลังงานลบ (Negative Energy)” เธอกล่าวว่ามัน ‘เป็นไปได้ในทางคณิตศาสตร์’ ว่าโครงสร้างเช่นรูหนอนสามารถมีอยู่จริง แต่อาจจะไม่มีอยู่จริงในส่วนของฟิสิกส์

และยังคงมีคำถามที่เป็นปัญหาว่าสิ่งใดจะเกิดขึ้นในความคิดของเราที่มีต่อแนวคิดในเรื่องของสาเหตุและผลกระทบ (cause and effect) หากการเดินทางย้อนเวลาสามารถเป็นไปได้จริง ซึ่งมีปริศนาเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่มีชื่อเสียงเรื่องหนึ่งที่ขื่อว่า “ปฏิทรรศน์คุณปู่” (grandfather paradox) ที่อธิบายว่า หากคุณเดินทางข้ามเวลากลับไปเมื่อตอนที่ปู่ของคุณยังเป็นหนุ่ม และคุณก็ฆ่าเขา (อาจเนื่องด้วยอุบัติเหตุ) นั่นก็จะหมายความว่าพ่อแม่ของคุณก็จะไม่ได้เกิดมา ซึ่งหมายความว่าตัวคุณก็จะไม่ได้เกิดมาเช่นเดียวกัน ดังนั้น คุณจะไม่สามารถเดินทางข้ามเวลาและฆ่าคุณปู่ของคุณได้

เส้นเวลาที่มีหลายเส้น? (Multiple timelines?)

เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่นักฟิสิกส์และนักปรัชญาได้ครุ่นคิดเกี่ยวกับทางแก้ปัญหาหลายทางให้กับปริศนาปฏิทรรศน์คุณปู่ ความเป็นไปได้หนึ่งนั่นคือ ปฏิทรรศน์นั้นสามารถถูกพิสูจน์ได้อย่างง่ายๆ ว่า การเดินทางเช่นนั้นเกิดขึ้นไม่ได้ อย่างไรก็ตาม ตามกฎของฟิสิกส์ จะต้องหลีกเลี่ยงการย้อนข้ามไปในเวลา นี่เป็นมุมมองของนักฟิสิกส์ในยุคปลายอย่างสตีเฟน ฮอว์กิง ซึ่งเขาเรียกกฎนี้ว่า ‘การคาดคะเนการปกป้องของลำดับเหตุการณ์’ (Chronology protection conjecture)

อย่างไรก็ตาม ก็มีทางแก้ปัญหาที่น่าสนใจอื่นๆ นั่นคือ บางทีการเดินทางย้อนเวลาอาจจะเป็นไปได้ และผู้ที่เดินทางข้ามเวลาจะไม่สามารถเปลี่ยนอดีตได้ ไม่ว่าเขาจะพยายามมากมายแค่ไหน Effingham ผู้ที่เขียนหนังสือ Time Travel: Probability and Impossibility (การเดินทางข้ามเวลา: ความน่าจะเป็นและความเป็นไปไม่ได้) ซึ่งได้รับการตีพิมพ์เมื่อต้นปีนี้ อธิบายว่า “คุณอาจจะยิงคนผิด หรือคุณอาจเปลี่ยนใจ หรือคุณอาจยิงคนที่คิดว่าเป็นคุณปู่ของคุณ แต่กลับกลายเป็นว่าคุณย่าของคุณกลับมีความสัมพันธ์กับคนส่งนม และนั่นก็คือคนที่เป็นคุณปู่ของคุณก็ยังมีอยู่มาตลอด เพียงแค่คุณไม่รู้เท่านั้น”

สิ่งนี้หมายถึงเรื่องแฟนตาซีที่มีการถกเถียงอย่าง การลอบสังหารฮิตเลอร์ก่อนที่จะเกิดสงครามโลกครั้งที่สอง จะไม่ประสบความสำเร็จตั้งแต่ต้น “มันเป็นไปไม่ได้ เพราะว่ามันไม่ได้เกิดขึ้นครับ” Fabio Costa นักทฤษฎีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์แห่งออสเตรเลีย กล่าวและเสริมว่า “มันไม่สามารถเป็นคำถามได้ด้วยซ้ำ เรารู้ว่าประวัติศาสตร์มีพัฒนาการอย่างไร และจะไม่มีการย้อนกลับไปทำอีกครั้ง (re-do)”

ในความเป็นจริง Effingham กล่าวว่า หากคุณไม่สามารถเปลี่ยนอดีตได้ ดังนั้น การเดินทางข้ามเวลาอาจจะไม่เปลี่ยนอะไรเลยก็ได้ การที่คุณปรากฏตัวในเวลาที่คุณไม่เคยปรากฏตัวจะกลายเป็นสภาวะขัดแย้ง (contradiction) “จักรวาลไม่สนใจว่าสิ่งที่คุณได้ทำคือการสังหารฮิตเลอร์ หรือว่าคุณจะย้ายอะตอมจากตำแหน่ง A ไปยังตำแหน่ง B” เขากล่าวเสริม

แต่ทุกสิ่งก็ไม่ได้สูญเปล่า ฉากที่ Effingham และ Costa กำลังจินตนาการนั้นเกี่ยวข้องกับแนวคิดเอกภพ (a single universe) และแนวคิดเส้นเวลาเดียว (a single timeline) แต่นักฟิสิกส์บางคนคิดว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในบรรดาหลายๆ จักรวาลที่มีมากมาย หากเป็นในกรณีนั้น อาจจะมีนักท่องเวลาที่ไปยังอดีตสามารถทำในสิ่งที่เขาต้องการ ซึ่งสิ่งนี้จะทำให้ปริศนาปฏิทรรศน์คุณปู่มีความกระจ่างขึ้น

“บางที ไม่ว่าจะเป็นด้วยเหตุผลใด คุณก็จะกลับไปและกระทำอาชญากรรม [การฆ่าคุณปู่ของคุณ] และโลกของเราก็จะแตกแขนงความจริงออกมาสองชุด” Levin กล่าวและเสริมว่า “แม้ว่าคุณดูเหมือนได้เปลี่ยนอดีต แต่จริงๆ คุณไม่ได้เปลี่ยนอดีต คุณแค่ได้สร้างประวัติศาสตร์ขึ้นมาใหม่” (เหตุการณ์เช่นนี้ได้มีการเล่าไว้ในภาพยนตร์เรื่อง Back to the future)

ยังมีอีกหลายสิ่งที่เราต้องทำ

สิ่งที่ทุกคนต่างเห็นตรงกันยังไม่มีใครที่สามารถสร้างการเดินทางข้ามเวลา และหรือโครงสร้าง ‘รูหนอน’ ที่สามารถออกแบบตามใจผู้ใช้งานได้ในเร็วๆ นี้เป็นแน่ กระนั้น บรรดานักฟิสิกส์กำลังพุ่งความสนใจไปที่การสานต่องานของไอน์สไตน์ที่ได้เริ่มต้นเมื่อศตวรรษที่แล้ว

หลังจากผ่านมาแล้ว 100 ปี ยังไม่มีใครสามารถไขคำตอบว่าจะหลอมรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกับทฤษฎีอันเป็นเสาหลักของฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 20 อย่างกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ได้อย่างไร นักฟิสิกส์บางคนเชื่อว่าการหลอมรวมทฤษฎีที่มีการคิดมาอย่างยาวนานที่ชื่อว่าทฤษฎีโน้มถ่วงเชิงควอนตัม (Quantum Gravity: QG) จะส่งผลซึ่งความรู้ใหม่ๆ ในเรื่องลักษณะธรรมชาติของเวลา หรืออย่างน้อยที่สุด Levin ได้กล่าวว่า “มันดูเหมือนว่าเราต้องคิดไปให้มากกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อที่จะเข้าใจในเรื่องของเวลา”

ในขณะเดียวกัน ก็ไม่ใช่เรื่องประหลาดใจว่าเราต่างวาดฝันเกี่ยวกับการมีอิสระในการข้ามเวลา เช่นเดียวกับที่เดินทางผ่านอวกาศ “เวลาได้ฝังตรึงในทุกสิ่งที่เราทำ” Johnson กล่าวและเสริมว่า “มันได้ถักทอภาพใหญ่ของสิ่งที่เรารับรู้เกี่ยวกับโลก ดังนั้น ผมก็ไม่สงสัยเลยว่าทำไมเราถึงได้หมกมุ่นและวาดภาพแฟนตาซีเกี่ยวกับเรื่องการที่เราสามารถเข้าไปยุ่งกับเรื่องของเวลาได้”

ที่มา : https://ngthai.com/science/33152/timetraveling/

---