עמוד הבית > מדעים > פיסיקה ומבנה החומר [כימיה]
גליליאו צעיר בע"מ


תקציר
האם מסע בזמן אפשרי? האם במדע מסע בזמן דומה למסע במדע הבדיוני? זה אולי מפתיע, אך תיאוריות מדעיות שונות מאפשרות מסע בזמן. על תורת הייחסות של איינשטיין, פרדוקס התאומים, מכניקת הקוונטים וחור התולעת, פרדוקס הסבא ומחולל הזמן של הארי פוטר.



מסע במנהרת הזמן
מחבר: אייל שיפמן


אם היו מציעים לכם ברגע זה לנסוע בזמן לתקופת הַדִּינוֹזָאוּרִים, או לבקר בשנת 2129 ולגלות כיצד ייראה העתיד - הייתם מסכימים? כרגע זה אומנם נראה בלתי אפשרי, אך מדענים רבים עסוקים בְּתִכְנוּן מכונות זמן, ומי יודע? אולי בעתיד נוכל לפגוש את סבא, כשהיה ילד קטן...

מי מאיתנו לא רצה, לפחות פעם אחת, לנסוע לאחור בזמן? לראות דִּינוֹזָאוּרִים, תַּרְבּויּוֹת קְדוּמוֹת, או פשוט לפגוש את אבא ואמא כשהיו ילדים קטנים. ומה לגבי נסיעה קדימה בזמן – לעתיד? לגלות מה יקרה לנו, ולעולם?

כולנו נתקלנו ברעיון המופלא של מסע בזמן כפי שהוא מוצג בספרים, סרטים ותוכניות טלוויזיה. אבל, האם המדע דומה לַמַּדָּע הַבִּדְיוֹנִי? האם המסע בזמן אֶפְשָׁרִי? ואם כן, איך? אם תקדישו מעט זמן לכתבה, תוכלו גם אתם להצטרף למסע המופלא בְּמֶרְחֲבֵי הזמן.

לא רק בסרטים

קודם כל, כולנו נוסעים בזמן. במהירות קבועה, אומנם, ורק לכיוון אחד – קדימה - אבל עדיין מתקדמים כל הזמן, מההווה לעבר העתיד. אולם, האם ידעתם כי לפי המדע קיימות גם אפשרויות נוספות למסע בזמן? ממש כמו בסרטים?

כן. זה אולי מפתיע, אך תיאוריות מדעיות שונות ובעיקר תורת היַּחֲסוּת של המדען המפורסם אַלְבֶּרְט אַיְנְשְׁטֵין בהחלט מְאַפְשְׁרוֹת מסע בזמן. על פי תורת הַיַּחֲסוּת, ייתכן מצב שבו תנועה במרחב תהיה גם תנועה בזמן. מצב זה נקרא: "הִתְאָרְכוּת זְמַן".

אחד ההסברים הטובים יותר לשאלה "מהי הִתְאָרְכוּת זמן?" הוא פָּרָדוֹקְס הַתְּאוֹמִים. פָּרָדוֹקְס הוא דבר מה בלתי הגיוני, מעין מָשָׁל שֶׁמִּתְגַּלָּה בּוֹ סְתִירָה בין מה שאנחנו יודעים לבין מה שמתרחש במָשָׁל. פָּרָדוֹקְס הַתְּאוֹמִים מספר על שני אחים תאומים החיים על פני כַדּוּר הָאָרֶץ. אחד הַתְּאוֹמִים עוזב את כַדּוּר הָאָרֶץ בחללית שנעה במהירות גבוהה ביותר, קרובה מאוד למהירות האור, בעוד שֶׁהַתְּאוֹם השני נשאר בכַדּוּר הָאָרֶץ. כאשר יחזור האח מִנְּדוּדָיו, האח שנשאר בכַדּוּר הָאָרֶץ ייראה כמו סבו של האח הנודד. וכאן בדיוק הפָּרָדוֹקְס: איך ייתכן ששני אחים שנולדו באותו היום לא יגיעו לאותו גיל? ובכן, הסיבה לכך היא שהזמן, על פי תורת היַּחֲסוּת של אַיְנְשְׁטֵין, הוא יַחֲסִי. כלומר: מנקודת מבטו של הָאָח הַתְּאוֹם שנע בחללית, הזמן עבר לאט יותר. מבחינתו עברו חודשים ספורים, והוא נשאר כמעט באותו הגיל, בעוד שאצל האח שנשאר בכַדּוּר הָאָרֶץ עברו שנים רבות. האח הנודד ביצע, למעשה, מסע קדימה בזמן, לעתיד.

סדרת סרטים שהדגימה יפה מאוד את המסע בזמן לעתיד היא סדרת סרטי "כּוֹכַב הַקּוֹפִים", שמבוססת על ספר שכתב הַסּוֹפֵר הַצָּרְפָתִי פֵיר בוּלֶה. הסרט הראשון צולם בשנת 1968 (לפני הרבה מאוד שנים), ובשנות ה-70 צולמו גם ארבעה סרטי המשך, כְּשֶׁהַגִּרְסָה האחרונה והחדשה ביותר צולמה בשנת 2001.

בסרטי "כוכב הקופים" הודגם פָּרָדוֹקְס הַתְּאוֹמִים באופן הבא: אַסְטְרוֹנָאוּט שנדד בחלל מגיע לְכוֹכַב לֶכֶת דומה לְכַדּוּר הָאָרֶץ, שנשלט על ידי קוֹפֵי-עַל - גּוֹרִילוֹת, אוֹרַנְג-אוֹטַנְגִים וְשִׁימְפַּנְזִים. בני האדם באותו כוֹכַב לֶכֶת מְשַׁמְּשִׁים כְּעַבְדֵיהֶם של הקופים. לאחר הרפתקאות רבות, מְגַלֶּה הָאַסְטְרוֹנָאוּט כי הכוכב כלל אינו כוכב לכת רחוק, אלא כַדּוּר הָאָרֶץ - לאחר אלפי שנים ותהפוכות, וכי הקופים, שבעבר נשלטו על ידי בני האדם, הפכו לשליטים בכַדּוּר הָאָרֶץ. למעשה, הָאַסְטְרוֹנָאוּט נסע קדימה בזמן בלי להיות מוּדָע לכך.

יותר מהר, יותר רחוק

עד כמה המסע בזמן אפשרי? ובכן, לפי חישובים מַדָּעִיִּים - כדי לנסוע שנייה אחת קדימה לעתיד, על רכב החלל המהיר לנסוע למרחק דומה למרחק בין כַדּוּר הָאָרֶץ לירח. כדי לנסוע מספר שנים קדימה, על החללית לנסוע למרחק של הכוכבים הקרובים ביותר למערכת השמש, כדי לנסוע עשרות מיליוני שנים קדימה בזמן, על החללית לנסוע עד הַגָּלַקְסְיָה הקרובה ביותר אלינו - ולחזור.

בינתיים, המרחק הגדול ביותר אליו הגיעה חללית לֹא מְאויֶּשֶׁת (כלומר: חללית ללא אַסְטְרוֹנָאוּטִים) הוא לגבול מערכת השמש. את המרחק עברה החללית במספר שנים, במהירות איטית בהרבה ממהירות האור. ניתן להבין מדוע מעריכים הַמַּדְּעָנִים שמסע שכזה בזמן ייאלץ להמתין לתקופה שבה נוכל לייצר חלליות מהירות הרבה יותר, וזאת אפילו בלי להתייחס לכמות האנרגיה העצומה לה תִּזְדַּקֵּק החללית במהלך המסע. הָאֱנוֹשׁוּת לא מסוגלת כרגע לצאת למסע מסוג זה, אך בואו נחכה – אולי בעתיד...

נוסעים דרך חור התולעת

בינתיים דיברנו רק על מסע קדימה בזמן, אולם, האם המדע מאפשר גם מסע לאחור בזמן?

לפי אחת מֵהַתֵּיאוֹרְיוֹת הַפִיסִיקָלִיּוֹת המתקדמות ביותר, מֶכָנִיקַת הַקְּוַנְטִים, ייתכן שקיימת אפשרות כזו. המסע לאחור בזמן תלוי בתופעה תֵּיאוֹרֶטִית (עוד לא התגלתה תופעה כזו בּפועַל) שנקראת: "חור תולעת". לפי מֶכָנִיקַת הַקְּוַנְטִים ייתכן מצב שבו שתי נקודות ביקום, שיש להן שְׂדֵה כְּבִידָה עצום, יְעַוְּתוּ את הזמן והמרחב עד כדי כך שהן יתקרבו "למרחק נגיעה" זו מזו. כלומר, בין שתי נקודות ביקום, שיכולות להיות רחוקות אחת מהשנייה אפילו אלפי שנות אור, יִפָּתַח מעבר שדרכו יוכל חומר לעבור מרחק עצום, בין רגע, ובכך לבצע מסע בזמן. אולם, כדי שמסע כזה יִתְאַפְשֵׁר צריכים להתקיים תנאים רבים. קודם כל צריכה לְהִתְגַּלּוֹת בּפועַל תופעה של חור תולעת. אפשרות נוספת היא שבני האדם יצליחו ליצור כְּבִידָה חזקה עד כדי כך שייצרו חור תולעת בעצמם (דבר שמבחינה טֶכְנוֹלוֹגִית עוד לא אפשרי). כך, שעד שהתנאים הללו יתקיימו, הסיכוי למסע בזמן דרך חור תולעת נראה די דמיוני.

בחזרה לעבר

המסע לאחור בזמן מעלה שאלות רבות. את אחת השאלות הקשות ביותר מעלה "פָּרָדוֹקְס הסבא". לפי הַמָּשָׁל שבפָּרָדוֹקְס, אדם נוסע לאחור בזמן לתקופה שלפני פגישתם של סבו וסבתו. מה יקרה אם, מאיזושהי סיבה, יחליט אותו נוסע בזמן להרוג את סבו הצעיר לפני שהוא פוגש את סבתו? אם יהרוג את סבו, הרי לכאורה לא ייוולד "בעתיד", ובעצם – לא יהיה קיים. ואם אותו נוסע בזמן לא קיים, מי בכלל הרג את סבא?

סדרת סרטים שעסקה רבות בפָּרָדוֹקְס הסבא היתה סדרת סרטי "בחזרה לעתיד". הסרט הראשון הוקְרַן בשנת 1985, ואחריו הגיעו שני סרטי המשך בשנים 1989 ו-1990.

גיבור הסרט הוא מַרְטִי מֶקְפְלי, תלמיד תיכון בעיירה קטנה בְּאַרְצוֹת הַבְּרִית. חברו הטוב הוא דוקטור אֶמֵט בְּרָאוּן (או "דוק בְּרָאוּן", כפי שמַרְטִי מכנה אותו) - מדען תִּמְהוֹנִי שבונה מכונת זמן ממכונית ספורט מהירה. בעקבות שרשרת טעויות נשלח מַרְטִי במכונת הזמן של דוק בְּרָאוּן לעֲיָרַת הולַּדְתּוֹ, כפי שהיתה בשנת 1955... כמו בפָּרָדוֹקְס הסבא, גם מַרְטִי משנה את ההיסטוריה המשפחתית שלו. הוא אומנם לא הורג אף אחד, אך הוא מונע מאמו ואביו להיפגש בפעם הראשונה. בסרט, מַרְטִי לא נעלם באותו הרגע. את ההשפעה של האירוע הוא רואה בתמונה משפחתית (מההווה שלו) שהוא נושא עמו. בתמונה נראות דמויותיהם של אחיו ואחותו כשהן הולכות ונעלמות, ובסופו של דבר גם הוא הולך ונעלם. אולם, אל דאגה, מַרְטִי מצליח לבסוף לתקן את העבר ומפגיש שוב בין אביו ואמו, והכול שב על מקומו בשלום, ובעוד שני סרטי המשך.

האם מסע בזמן אפשרי?

לשאלה האם המסע בזמן לעבר אפשרי, ענה המדען הנודע סְטִיבֶן הוֹקִינְג בשאלה משלו: אם הקושי במסע בזמן הוא רק טכנולוגי, ובעתיד הוא ייפתר, כיצד, בעצם, עוֹלָמֵינוּ אינו מוצף בתיירים מן העתיד? לדעת הוֹקִינְג, העובדה שאיש מאיתנו לא פגש מעולם אדם מהעתיד היא למעשה ההוכחה לכך שמסע בזמן לאחור אינו אפשרי. מלבד אנשים מהעתיד, אף אחד מאיתנו הרי לא ראה מעולם אדם נעלם לפתע מכיוון שאיזשהו נוסע בזמן הרג את אחד מֵאֲבוֹת אֲבוֹתָיו.

לאחרונה התפרסמה עבודת מחקר מדעית שטוענת כי הצליחה לפתור את פָּרָדוֹקְס הסבא. ושוב, על פי מֶכָנִיקַת הַקְּוַנְטִים. אחד העיסוקים המרכזיים של מֶכָנִיקַת הַקְּוַנְטִים היא ב"נודע" וב"לא נודע". כלומר, אין דרך לדעת מה מיקומו ומצבו של כל עֶצֶם ביקום, כך שהוא יכול להיות בהרבה מקומות ובמצבים אֶפְשָׁרִיִּים שונים. אבל, מאותו הרגע שבו עצם כלשהו נִצְפָּה, תּועַד וְנִמְדַּד, אין כל אפשרות שיהיה באף מקום או מצב אחר. נשמע מסובך? ובכן, זה בעצם די פשוט: תורת הַקְּוַנְטִים טוענת כי לפני שאנחנו פוגשים במשהו, אנחנו לא יכולים לדעת עליו דבר. אבל, מרגע שפגשנו בו אין שום אפשרות שיהפוך למשהו אחר ממה שאנחנו יודעים עליו.

איך העובדה הזו עוזרת לנו עם פָּרָדוֹקְס הסבא? ובכן, המדענים טוענים שמכיוון שאנו יודעים את העובדות לגבי הַהוֹוֶה, אף מסע בזמן לא יכול לשנות אותם. כלומר, נוסע בזמן לא יכול לשנות את העבר באופן שישפיע על הַהוֹוֶה. כל המעשים שנוסע בזמן מבצע חייבים "לעזור" להווה כפי שאנו מכירים אותו. ואם אותו נוסע בזמן בכל זאת ירצה להרוג את הסבא שלו, מה יעצור אותו? טוב, אז למדענים אין על כך תשובה ברורה. ייתכן שאותו נוסע יגיע לחדר שבו נמצא סבו, והוא פתאום לא יהיה שם. ייתכן שהוא לפתע ישנה את דעתו. בכל מקרה, הסבא והנוסע בזמן יישארו כפי שהיו.

מְחוֹלֵל הזמן של הָארִי פּוֹטֶר

צורת התנהגות "אחראית" שכזו מתוארת גם בספר השלישי בסדרת "הָארִי פּוֹטֶר" של הַסּוֹפֶרֶת גֵ'י קֵי רוֹלִינְג - "הָארִי פּוֹטֶר והאסיר מַאזַקְבַּאן" (שגם הוקרן כסרט קולנוע ב-2004). בעולמה מלא הדמיון של הסופרת, עולם שבו קוסמים מבצעים קסמים מופלאים, יש גם מכשיר קסום שמאפשר מסע בזמן - "מְחוֹלֵל זמן". המכשיר, שמורכב משרשרת שעליה תלוי שעון חול, מוענק לְהַרְמַיוֹנִי גְרֵינְגֶ'ר, חברתו הטובה של הָארִי פּוֹטֶר. הַרְמַיוֹנִי היא תלמידה מצטיינת ואחראית, ומְחוֹלֵל הזמן ניתן לה כדי שתוכל להיות בשני מקומות בבת אחת, וכך ללמוד בשני שיעורים שנערכים במקביל. איך הדבר מתבצע? הַרְמַיוֹנִי מסיימת שיעור אחד, מפעילה את מְחוֹלֵל הזמן, נוסעת לאחור בזמן, ולומדת בשיעור שנערך בכיתה המקבילה.

מנהל בית הספר, פְּרוֹפֶסוֹר אלְבּוֹס דַמְבּלְדוֹר, מזהיר את הילדים במפורש מהסכנות האורבות לנוסעים בזמן: "אסור שיראו אתכם. העלמה גְרֵינְגֶ'ר, את מכירה את החוק - את יודעת מה עומד על הפרק: אסור - בתכלית - האיסור - שיראו - אתכם".

כך, שלפחות בעולמה המכושף של גֵ'י קֵי רוֹלִינְג פָּרָדוֹקְס הסבא נפתר פשוט בלקיחת אחריות אישית מצד הנוסעים בזמן.

המסע בזמן הוא נושא סָבוּךְ העמוס בדעות שונות וּמְנוגָּדוֹת, מבחינה מַדָּעִית. האפשרויות שיכולות לִנְבּועַ ממסע בזמן מרתקות את המדענים, הסופרים, הַקּוֹלְנוֹעָנִים, ובעצם - כל אדם.

המסע בזמן לעתיד כנראה אפשרי, אך עוד לא הגענו ליכולות הדרושות לבצעו, וגם לא ברור אם אי פעם נוכל. המסע לאחור בזמן אף בעייתי יותר וְשָׁנוּי בַּמַּחֲלוקֶת. לכן, רוב המסעות בזמן אותם נֶחְוֶה יתקיימו, בינתיים, בספרים, בסרטים ובסדרות הטלוויזיה. אולי בעתיד ישתנו הדברים, אך בינתיים ניאלץ להסתפק במסע בזמן הַתְּמִידִי שלנו קדימה - לעתיד. אז, להתראות בעתיד.

ביבליוגרפיה:
כותר: מסע במנהרת הזמן
מחבר: שיפמן, אייל
תאריך: ינואר 2005 , גליון 24
שם כתב העת: גליליאו צעיר : ירחון לילדים סקרנים
עורכת הכתב עת: פרידמן, מירית
בעלי זכויות : גליליאו צעיר בע"מ
הוצאה לאור: גליליאו צעיר בע"מ
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית