تخيل أن الوقت يرجع للوراء. والناس يتّجهون بأعمارهم إلى الصِّغَر بدلاً من أن يكبروا، وبعد قضاء حياة طويلة من الاستعادة التدريجية للشباب يتلاشى ما تعلّموه، وينتهوا كوميض في عيون آبائهم!
هذا هو الوقت كما تم تقديمه في رواية خيال علمي للمؤلف فيليب ديك، ولكن من المثير للدهشة أن اتجاه الوقت هو أيضاً قضية يتصارع حولها علماء الكون.
في حين أننا نُسلّم بأن الوقت لديه اتجاه مُعين؛ لا يسلِّم علماء الفيزياء بذلك، فمعظم قوانين الطبيعة "قابلة لعكس الوقت"، وهو ما يعني أنه بإمكانها العمل إذا تم رجوع الوقت إلى الوراء. إذاً لماذا يتحرك الوقت للأمام دائماً؟ وهل سيستمر في ذلك؟
أجاب موقع Science Alert عن هذه التساؤلات في مقالة نقلها عن موقع The Conversation، للمُحاضر توماس كيتشينغ المختص بعلم الفيزياء الفلكية.
هل للوقت بداية؟
أي مفهوم كوني للوقت لابد أن يعتمد في نهاية المطاف على تطوّر الكون نفسه. عندما تتطلع في الكون فأنت ترى أحداثاً جرت في الماضي، وتستغرق زمناً ضوئياً في الوصول إلينا.
وفي الحقيقة، بإمكان أبسط الملاحظات أن تُساعدنا على فهم الوقت الكوني، فمثلاً حقيقة أن السماء ليلاً مُظلمة، فإذا كان للكون ماضٍ لا متناهٍ. وامتدادٌ لا نهاية له أيضاً، فإن السماء حينها ستكون مُشرقة بالكامل، ومليئة بالضوء من عدد لا حصر له من النجوم في الكون، فهذه النجوم كانت دائماً موجودة.
ولزمن طويل، اعتقد العلماء، بمن فيهم ألبرت آينشتاين، أن الكون ثابتٌ ولا متناهٍ. ولكن الملاحظات أظهرت أنه في الحقيقة يمتدُ وبمعدَّلٍ مُتسارع أيضاً، وهو ما يعني أنه نشأ مما يُعرف بنظرية "الانفجار الكبير"، كما يعني أن الوقت له بداية.
إذا بحثنا عن الضوء القديم لدرجة كافية، فبإمكاننا أن نرى آثار الإشعاعات من "الانفجار الكبير"، وهي أشعة الميكروويف الكونية الخلفية، والتعرف على ذلك كان الخطوة الأولى لتحديد عمر الكون.
تصميم للخط الزمني للكون – أليكس ميلتيلمان – (Coldcreation/Wikimedia)
ولكن توجد هناك عقبة، فنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين تقول إن الوقت نسبي، "فكلما زادت السرعة التي تتحرك بها بالنسبة إلى سرعتي، تباطأ مرور الوقت بالنسبة لك مقارنةً مع إدراكي للزمن". لذا ففي الكون ذي المجرات المُمتدة، والنجوم التي تدور في الفضاء والكواكب التي تحوم حولها، تختلف تجربة الوقت، فماضٍ وحاضر ومُستقبل كل شيء "نسبي".
إذاً فهل هُناك وقتٌ كوني بإمكاننا جميعاً أن نتفق عليه؟
يتبين أنه بسبب توسُّط الكون في كل مكان، وكونه يبدو على النحو ذاته في كل الاتجاهات، يوجد "الزمن الكوني" للقياس. وكل ما علينا فعله هو قياس خصائص موجات الميكروويف الكونية الخلفية. وعلماء الكونيات استخدموا ذلك في تحديد عمر الكون، الذي تبيّن أنه يبلغ 13.799 مليار سنة.
سهم الوقت
إذاً فنحن نعرف أن الوقت على الأرجح قد بدأ خلال "الانفجار الكبير"، ولكن مازال هُناك سؤال واحد مُزعج؛ ألا وهو: "ما الوقت بالضبط؟".
لحل هذا السؤال، علينا أن ننظر إلى الخصائص الأولية للمكان والزمان. ففي أبعاد المكان بإمكانك أن تتحرك للأمام وللخلف، والجميع يجرب ذلك كل يوم، ولكن الوقت مُختلف، فلديه اتجاه، وفي أبعاد الزمان، فأنت دائماً تتحرك للأمام وليس أبداً في الاتجاه المُعاكس. فلماذا إذاً البُعد الزمني لا رجوع فيه؟ تلك هي واحدة من المُشكلات التي لم تجد حلاً في الفيزياء.
لشرح السبب الذي لأجله لا يمكن الرجوع بالوقت، فنحن بحاجة لإيجاد عمليات في الطبيعة أيضاً لا يمكن الرجوع فيها. وواحدة من المفاهيم القليلة في الفيزياء (وفي الحياة!) هي أن الأشياء تميل لأن تصبح أقل انتظاماً بمرور الوقت. ونحن نصف ذلك باستخدام خاصية فيزيائية تُسمى "إنتروبيا"، التي تقوم بتحديد ترتيب الشيء.
تخيل أن صندوقاً من الغاز قد وُضعت فيه كل الجزيئات في أحد الأركان (بشكل مرتب). بمرور الوقت، بدأت تلك الجزيئات تسعى بشكل طبيعي إلى ملء الصندوق كاملاً؛ لذا لإعادة الجزيئات إلى الركن الذي كانت فيه، نحتاج لطاقة. هذا أمرٌ لا رجعة فيه. فهو مثل كسر بيضة لعمل وجبة أومليت، بمجرد أن امتدت وملأت طاسة القلي فلن ترجع أبداً لتكون في شكل بيضة قبل الكسر، هذا هو الأمر نفسه بشأن الكون: أثناء تطوره، تزداد الإنتروبيا.
ويتضح أن الإنتروبيا هي طريقة جيدة جداً لشرح سهم الوقت، فبينما يبدو الكون أكثر ميلاً للانتظام - إذ يتحول من غاز ساخن في مراحل نشوئه المبكرة إلى نجوم، كواكب وبشر - إلا أنه يمكن أن يزداد في عدم انتظامه.
وهذا لأن الجاذبية المرتبطة بكتل كبيرة قد تسحب المادة إلى حالة من الترتيب، لكن الزيادة في عدم الانتظام التي نعتقد بوجودها تكوَّنت بطريقة مخبأة بعيداً عن حقول الجاذبية، لذا فإن عدم الانتظام يزداد على الرغم من أننا لا نراها.
ولكن إذا سلَّمنا بميل الطبيعة لتفضيل عدم الانتظام، فلماذا بدأ الكون بهذه الطريقة المرتبة؟ هذا مازال يُعتبر لغزاً. وبعض الباحثين يرون أن "الانفجار الكبير" قد لا يُعتبر البداية، بل قد تكون هُناك "الأكوان المتوازية" التي تعمل في اتجاهات مختلفة.
هل سينتهي الوقت؟
الوقت كانت له بداية، ولكن وجود نهايةٍ له يعتمد على طبيعة "الطاقة المُظلمة"، التي تتسبب في امتداده بمعدل متسارع. معدل هذا الامتداد قد ينتهي بتمزيق الكون، وإجباره على الانتهاء في "تمزق عظيم"، أو ربما تتحلل تلك الطاقة المُظلمة لينعكس "الانفجار الكبير" وينتهي العالم بعملية "سحق كبيرة"، أو ببساطة سيستمر الكون في التمدد إلى الأبد.
ولكن أي تلك السيناريوهات المُستقبلية سينتهي بها الوقت؟ بحسب القواعد الغريبة لميكانيكا الكم، فإن الجسيمات العشوائية الصغيرة بإمكانها أن تنفجر في الفراغ، وهو ما نراه باستمرار في تجارب فيزياء الجسيمات.
والبعض يقول إن الطاقة المظلمة بإمكانها أن تتسبب في تلك "التقلبات الكمية" بما يُحدِث انفجاراً كبيراً جديداً، ينتهي به خط زماننا ويبدأ زمانٌ آخر.
وبينما يُعد هذا احتمالاً مشكوكاً فيه وليس مُرجحاً للغاية، فما نعرفه هو أنه فقط عندما نفهم الطاقة المُظلمة سنفهم حينها مصير الكون.
إذا فما هو أكثر النتائج احتمالاً؟ وحده الوقت سوف يجيب.
