آلة الزمن التكيونية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

آلة الزمن التكيونية (بالإنجليزية: Tachyonic antitelephone) و هي جهاز افتراضي بالفيزياء النظرية، والذي يرسل إشارات إلى ماضي شخص ما، ألبرت آينشتاين في 1907، [1] عرض تجربة فكرية شرح فيها كيف أن الجسيمات الأسرع من الضوء قد تئدي إلى تناقض السببية، و التي وصفها آينشتاين و أرنولد سامغفيلد في 1910 كوسيلة "للتحدث مع الماضي". [2] و نفس التجربة الفكرية وصفها ريكارد شايس تولمان في 1917[3] ، و لذلك أطلق عليها أيضا اسم تناقض تولمان. الآلة القادرة على "إرسال إشارات إلى الماضي" أُطلق عليها لاحقا اسم "آلة الزمن التكيونية" و بالإنجليزية tachyonic antitelephone من قبل غريغوري بينفورد إت آل، حسب الفهم الحالي للفيزياء، لايوجد قابلية لنقل المعلومات بسرعة تفوق سرعة الضوء . فعلى سبيل المثال جسيمات التكيون الإفتراضية التي تعطي الآلة اسمها لم يتم إثبات وجودها بعد و لا حتى نظريا في الشكل العام للجسيم في الفيزياء. وذلك بسبب تكاثف التكيونات، لايوجد أي دليل قادر على إثباتها. المشكلة أن الكشف عن التكيونات بالتناقضات السببية كان علميا و منطقياً. [4]

مثال الإتجاه الواحد[عدل]

صورة توضيحة وضها باول إيرينفيست مستخدما مخطط مينكوسكي

استخدم تولمان وجهة النظر التالية بناء على تجربة آينشتاين [1][3] ، تخيل أن المسافة بين A و B . و لنقل أنا الإشارة أرسل من A متجهة بسرعة a إلى B . كل هذا مقاس في لحظة البداية. الوصول إلى B معطى بالعلاقة :

\Delta t=t_{1}-t_{0}=\frac{B-A}{a}.

هنا، الحدث A هو سبب الحدث B . و في لحظة البداية تتحرك الإشارة بسرعة نسبية v . وقت وصولها إلى B معطاة حسب تحويل لورنز :

\Delta t'=t'_{1}-t'_{0}=\frac{t_{1}-vB/c^{2}}{\sqrt{1-v^{2}/c^{2}}}-\frac{t_{0}-vA/c^{2}}{\sqrt{1-v^{2}/c^{2}}}=\frac{1-av/c^{2}}{\sqrt{1-v^{2}/c^{2}}}\Delta t.

ستظهر بوضوح أنه إذا كان a > c ، فإن القيم المحددة لـ v قد تجعل Δt' سالبة، و بعبارة أخرى التأثير سيظهر قبل السبب. آينشتاين و تولمان اختتما بأن هذه النتيجة في وجهة نظرهما هي تناقض غير منطقي، و هي تناقض العلم بشكل كامل و لذا فإن استحالة a > c قد أثبت بشكل كافي.

مثال الإتجاهين[عدل]

المثال المعروف لهذه التجربة الفكرية هو إرجاع الإشارة إلى المرسل ( مثال مشابه قدم من قبل دافيد بوم [5]).

افترض أن أليس ( A ) على مركبة فضائية تتحرك بعيداً عن الأرض بالإتجاه الموجب x بسرعة v . و تريد أن تتواصل مع بوب ( B ) الموجود في البيت ( على الأرض ) و افترض أن كلاهما لديهما آلة قادرة على إرسال و استقبال إشارات تسير بسرعة تفوق سرعة الضوء ( ac حيث a > 1 ). تستخدم أليس هذه الآلة لإرسال رسالة لبوب و الذي سيرسل رد لها. دعنا نختار أصل نسق اللحظة المرجعية لبوب، S لتتزامن من استقبال رسالة أليس إليه، إذا أرسل بوب رسالة رد حالا إلى أليس، فإنه في اللحظة المتبقية لبوب ، فنسق إشارة الرد ( في الوحدة الطبيعية c=1 ) تعطى بـ :

(t,x) = (t,at)

ولاكتشاف وقت استقبال الرد من أليس. سنشكل تحول لورنز للحظة أليس S' المتحركة بالإتجاه الموجب x بسرعة v باتجاه الأرض، في هذه اللحظة أليس في المكان المتبقي x' = L حيث L هي المسافة التي تم بها إرسال إشارة أليس إلى الأرض عابرة إلى لحظتها المتبقية. و نسق الرد يعطى بالعلاقة :

t' = \gamma \left(1 - av\right) t
x' = \gamma \left(a -  v\right) t

و يتم استلام الرد من قبل أليس عندما ، و هذا يعني أن و ذلك :

t' = \frac{1 - av}{a - v}L

عندما ترسل رسالة أليس إلى بوب بوقت L/a لتصل إليه، و رسالة الرد ستصل إليها بالوقت :

T = \frac{L}{a} + t' = \left(\frac{1}{a} + \frac{1 - av}{a - v}\right)L

و بعد أن أرسلت أليس رسالتها. على أية حال إذا كان v > (2a)/(1+a^2) عندها T > 0 و أليس ستسلم رسالة بوب قبل أن ترسل إليه الرسالة في المكان الأول.

بنفورد إت آل، كتب التناقضات بشكل عام :

تناقضات الإتصال بالماضي معروفة بشكل كافي، إفترض A و B يدخلان في هذه الإتفاقية : سيرسل A رسالة في الساعة الثالثة تماما إذا و فقط إذا لم يستلم واحدة بالساعة الواحدة تماما. فإن B يرسل رسالة تصل إلى A في تمام الساعة الواحدة عند استلام واحدة من A في الساعة الثانية تماما، عندها سيكون تبادل الرسائل إذا فقط و إذا لم تأخذ مكانا

و قد اختتموا بأن الجسيمات الفوق ضوئية كالتكيونات، كذلك غير قادرة على توصيل الإشارة.


المراجع[عدل]

  1. ^ أ ب Einstein, Albert (1907). "Über die vom Relativitätsprinzip geforderte Trägheit der Energie". Annalen der Physik 328 (7): 371–384. Bibcode:1907AnP...328..371E. doi:10.1002/andp.19073280713. 
  2. ^ Miller, A.I. (1981), Albert Einstein's special theory of relativity. Emergence (1905) and early interpretation (1905–1911), Reading: Addison–Wesley, ISBN 0-201-04679-2 
  3. ^ أ ب R. C. Tolman (1917). "Velocities greater than that of light". The theory of the Relativity of Motion. University of California Press. صفحة 54. OCLC 13129939. 
  4. ^ Gregory Benford, D. L. Book, W. A. Newcomb (1970). "The Tachyonic Antitelephone". Physical Review D 2: 263–265. Bibcode:1970PhRvD...2..263B. doi:10.1103/PhysRevD.2.263. 
  5. ^ David Bohm, The Special Theory of Relativity, New York: W.A. Benjamin., 1965