การปกป้องอดีต-การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้หรือไม่?

<TABLE borderColor=#ff0066 cellSpacing=0 cellPadding=5 width=700 align=center bgColor=pink border=1><TBODY><TR><TD>

การปกป้องอดีต
การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้หรือไม่? เขียนโดยสตีเฟน ฮอว์กิง​

</TD></TR></TBODY></TABLE><TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=650 align=center border=0><TBODY><TR><TD>

​

<TABLE borderColor=#0000ff cellSpacing=0 cellPadding=2 width="50%" border=1><TBODY><TR><TD width="100%">ศาสตราจารย์ ดร. สตีเฟน ฮอว์กิง เป็นอัจฉริยะจากเคมบริดจ์ ที่มีชื่อเสียงโด่งดังไปทั่วโลกว่า เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีที่ปราดเปรื่องมากที่สุด หลังยุคไอน์สไตน์ </TD></TR></TBODY></TABLE>


สหายและเพื่อนร่วมงานของผม…คุณกิพ ธรอน (Kip Thorne) เป็นคนที่ผมได้พนันไว้หลายเรื่อง เขาไม่ใช่คนที่ตามยอมรับแนวฟิสิกส์ของผมเพียงเพราะทุกคนยอมรับ นี่ทำให้เขากล้าที่จะเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรก ร่วมพิจารณาจริงจังถึงความเป็นไปได้ทางภาคปฏิบัติของการเดินทางข้ามเวลา (time travel) มันเป็นกลเม็ดที่จะคิดอย่างตรงไปตรงมา เกี่ยวกับการเดินทางข้ามเวลา อาจเสี่ยงกับการโวยวายว่า ใช้เงินของมวลชนไปในเรื่องที่น่าหัวเราะเยาะหรือการร้องหาว่าการวิจัยถูกจัดเพื่อเป้าหมายทางทหาร เราจะสามารถปกป้องตัวเอง โดยต่อต้านคนบางคนที่มีเครื่องกลข้ามเวลาหรือยานเดินทางข้ามเวลาหรือไทม์มาชีน (time machine)ได้อย่างไร? คนที่อาจเปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์ และยึดครองโลก มีพวกเราไม่กี่คนที่บ้าระห่ำพอที่จะทำงานในเรื่องที่ไม่ถูกต้องทางการเมืองในวงจรของฟิสิกส์ เราปิดบังความจริง ด้วยการใช้เทอมเทคนิคที่เป็นระหัสของการเดินทางข้ามเวลา

​

หลักสำคัญในการพิจารณาให้ทันยุคทันสมัยของการเดินทางข้ามเวลาคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ สมการของไอน์สไตน์ทำให้เวลาอวกาศหรือกาลอวกาศ(spacetime) เคลื่อนไหวได้จากการบรรยายว่ามันโค้งและถูกบิดเบี้ยวจากมวลและพลังงานในเอกภพ ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เวลาจากนาฬิกาข้อมือจะเพิ่มขึ้นเสมอ เหมือนในทฤษฎีนิวโตเนียน หรือกาลอวกาศแบนของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ แต่ตอนนี้เป็นไปได้ว่า กาลอวกาศสามารถโค้งงอมากจนคุณสามารถออกไปในอวกาศ และกลับมาก่อนที่จะเริ่มต้นเดินทาง วิธีหนึ่งที่จะเกิดขึ้นได้คือการมีรูหนอน (wormhole) มันเป็นท่อของกาลอวกาศ ที่เชื่อมต่อบริเวณต่างๆของอวกาศและเวลา หลักคิดคือว่า คุณหันยานอวกาศไปในปากทางเข้าข้างหนึ่งของรูหนอนและออกจากปากทางอีกข้างหนึ่งในที่ๆ และเวลาแตกต่างกัน
ถ้ามีรูหนอนจริง จะตอบปัญหาค่าจำกัดความเร็วในอวกาศ

​

มันใช้เวลาหลายพันปี ที่จะเดินทางข้ามดาราจักรในยานอวกาศที่เดินทางด้วยความเร็วน้อยกว่าแสงตามที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพบอกไว้ แต่คุณอาจผ่านรูหนอน ไปยังอีกข้างหนึ่งของดาราจักรและกลับมาทันอาหารมื้อเย็น อย่างไรก็ตามเราสามารถแสดงได้ว่า ถ้ามีรูหนอนอยู่จริง อาจใช้มันเพื่อกลับมาก่อนที่จะเริ่มต้นเดินทาง คุณอาจคิดว่า คุณสามารถทำบางสิ่งบางอย่างได้เช่น การระเบิดจรวดบนฐานปล่อยเพื่อกันไม่ให้เริ่มออกเดินทาง อะไรจะเกิดขึ้นถ้าคุณกลับมาฆ่าคุณปู่ก่อนที่คุณพ่อจะเกิด แน่นอน นี่เป็นพาราดอกซ์ หรือ ข้อความที่ขัดแย้งความจริง เพียงเชื่อว่าคุณมีอิสระที่จะทำสิ่งใดก็ได้เมื่อกลับมาทันเวลา
หนังสือของผมเล่มนี้ (The Universe in A Nutshell) มีเนื้อหาหนักไปทางกฏของฟิสิกส์ ที่ยอมให้กาลอวกาศบิดเบี้ยวหรือโค้งงอ จนวัตถุขนาดใหญ่อย่างเช่นยานอวกาศ สามารถเดินทางย้อนกลับไปในอดีต ตามทฤษฎีของไอน์สไตน์ ยานอวกาศจำต้องเดินทางด้วยความเร็วน้อยกว่าความเร็วของแสง ไปตามทางของเวลาผ่านกาลอวกาศ เราวางคำถามในเทอมเทคนิคว่า กาลอวกาศยินยอมให้มีความโค้งของเวลาที่ปิดได้หรือ? นั่นคือมีการกลับมายังจุดเริ่มต้นครั้งแล้วครั้งเล่า ที่ผมอยากเสนอให้เป็นทางที่เรียกว่า "บ่วงเวลา" (time loops) การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้ในบริเวณของกาลอวกาศที่มีบ่วงเวลา ทางเดินที่มีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วน้อยกว่าความเร็วของแสง แต่กลับมายังที่และเวลาเริ่มต้นจากการโค้งงอของกาลอวกาศ จากการที่ผมสมมุติว่าไม่มีบ่วงเวลาในอดีตที่ยาวไกล ต้องมีอะไรที่ผมเรียกว่า ขอบฟ้า(Horizon) ของการเดินทางข้ามเวลา มันเป็นเขตแดนที่แบ่งแยกบริเวณของบ่วงเวลา ออกจากบริเวณที่ปราศจากบ่วงเวลา ขอบฟ้าการเดินทางข้ามเวลา(time travel horizon) คล้ายๆขอบฟ้าหลุมดำ (black hole horizon) ขณะที่ขอบฟ้าหลุมดำมาจากลำแสงที่พลาดตกลงไปในหลุมดำ ขอบฟ้าการเดินทางข้ามเวลาเกิดจากลำแสงมาพบกันอีก บรรทัดฐานของผม สำหรับเครื่องกลข้ามเวลาคืออะไรที่ผมเรียกว่า ขอบฟ้าที่มีค่าจำกัด( finitely generated horizon) นั้นคือขอบฟ้าที่เกิดจากลำแสงออกจากบริเวณที่มีขอบเขต หรือพูดอีกอย่างว่า มันไม่มาจาก ค่าอนันต์หรือจากขลัง (singularity) แต่มาจากบริเวณจำกัดที่มีบ่วงเวลา เป็นบริเวณที่คาดว่าความเจริญขั้นสูงสร้างขึ้นมา การรับรองนิยามนี้ เหมือนเป็นการประทับตราเครื่องกลข้ามเวลา เราถือโอกาสใช้เครื่องกลที่โรเจอร์ เพนโรสและผมพัฒนาเพื่อศึกษาขลังและหลุมดำ แม้ไม่ได้ใช้สมการไอน์สไตน์ โดยทั่วไปผมสามารถแสดงว่า ขอบฟ้าที่มีค่าจำกัดจะมีลำแสงพบกันจริง นั่นคือลำแสงที่กลับไปยังจุดเริ่มครั้งแล้วครั้งเล่า แต่ละครั้งที่แสงวกกลับมา จะมีบลูชิฟท์มากขึ้น ดังนั้น ภาพจะเป็นสีน้ำเงินมากขึ้นทุกที ยอดคลื่นของแสงที่ออกมาเป็นช่วงๆ จะเข้าใกล้กันมากขึ้นๆ และแสงจะไปรอบๆในช่วงเวลาที่สั้นเข้าสั้นเข้า ความจริงอนุภาคของแสงจะมีประวัติจำกัดเท่านั้น ดังนิยามจากการวัดเวลา มันเคลื่อนไปรอบๆในบริเวณจำกัดที่แน่นอนและไม่ชนความโค้งขลัง การระเหยของหลุมดำแสดงว่าที่ระดับควอนตัม บางครั้งความหนาแน่นพลังงานเป็นลบและโค้งงอกาลอวกาศในทิศทางที่จำเป็นเพื่อสร้างเครื่องกลข้ามเวลา

​

เราอาจจินตนาการว่า ความเจริญมากๆอาจสามารถเตรียมการสิ่งต่างๆจนความหนาแน่นพลังงานเป็นลบพอเพียงที่จะฟอร์มเครื่องกลข้ามเวลา ที่สามารถใช้กับวัตถุขนาดใหญ่เช่นยานอวกาศ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างสำคัญระหว่าง ขอบฟ้าหลุมดำที่เกิดจากลำแสงเดินทางต่อไป (ไม่มีอะไรภายในขอบนี้จะออกจากหลุมดำได้-ผู้แปล) และขอบฟ้าในเครื่องกลข้ามเวลาที่ลำแสงปิดที่แสงเดินทางมาหลายรอบ อนุภาคเคลื่อนที่ไปในทางปิด จะนำพลังงานสภาวะล่างสุด กลับไปในจุดเดิมครั้งแล้วครั้งเล่า ดังนั้นความหนาแน่นพลังงานมีค่าอนันต์บนขอบฟ้า ที่เป็นเขตแดนของเครื่องกลข้ามเวลา เป็นบริเวณที่เราสามารถเดินทางกลับไปยังอดีตได้ นี่ได้รับการยืนยันจากการคำนวณอย่างง่าย ชัดเจนได้ค่าแน่นอนในไม่กี่แบคกราวน์ หมายความว่า คนหรือยานสำรวจที่พยายามข้ามขอบฟ้าเพื่อเข้าหาเครื่องกลข้ามเวลาจะถูกกำจัดโดยสายฟ้าฟาด ดังนั้นอนาคตดูมืดมนสำหรับการเดินทางข้ามเวลา หรือควรกล่าวว่าขาวสว่างจ้าจนตาบอด
ความหนาแน่นพลังงานของมวลขึ้นกับสภาวะที่มันอยู่ เป็นไปได้ที่ความเจริญขั้นสูง อาจสามารถทำให้ความหนาแน่นพลังงานมีค่าจำกัด บนเขตแดนของเครื่องกลข้ามเวลา ด้วยการกำจัดอนุภาคอายุสั้นที่เคลื่อนหลายรอบในวงจรปิด แต่ก็ยังไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม เครื่องกลข้ามเวลาแบบนั้น อาจจะเสถียรภาพได้จากการรบกวนน้อยที่สุด เช่นมีคนข้ามขอบฟ้าเพื่อไปหาเครื่องกลข้ามเวลา อาจเริ่มให้อนุภาค เคลื่อนเป็นวงกลมและเริ่มจุดประกายสายฟ้าแลบ นี่เป็นคำถามที่นักฟิสิกส์ควรจะปรึกษากันได้อย่างเสรีโดยไม่ต้องกลัวจะถูกหัวเราะเยาะ หรือถูกดูถูก แม้จะปรากฏว่า การเดินทางข้ามเวลาคล้ายเป็นไปไม่ได้ มันสำคัญที่ว่าเราเข้าใจหรือไม่ว่าทำไมมันเป็นไปไม่ได้
เอกภพของไอน์สไตน์ไม่ได้เป็นตัวแทนของเอกภพที่เราอยู่เพราะมันขยายตัวไม่ได้ อย่างไรก็ตาม มันเป็นแบคกราวน์ที่เหมาะ ในการใช้พิจารณาการเดินทางข้ามเวลา เพราะง่ายที่จะรวมอดีต ลืมการเดินทางข้ามเวลาชั่วครู่ มาพิจารณามวลในเอกภพไอน์สไตน์ที่หมุนรอบแกนหมุน ถ้าคุณอยู่ที่แกนหมุน คุณก็จะยังคงอยู่ที่จุดเดิมของอวกาศ เหมือนอย่างคุณอยู่ที่ใจกลางของม้าหมุน ที่เป็นเครื่องเล่นของเด็ก แต่ถ้าคุณไม่ได้อยู่ที่แกนหมุน คุณจะเคลื่อนที่ผ่านอวกาศขณะหมุนรอบเเกนหมุน ยิ่งอยู่ไกลจากแกนหมุนก็จะได้หมุนเร็วยิ่งขึ้น ดังนั้นถ้าเอกภพมีระยะไกลเป็นอนันต์ในอวกาศ จุดที่ห่างไกลจากแกน อาจจะหมุนด้วยความเร็วมากกว่าแสง อย่างไรก็ดีเนื่องจากเอกภพไอน์สไตน์มีทิศทางอวกาศค่าจำกัด อัตราวิกฤติของการหมุนต่ำ จนไม่มีส่วนใดของเอกภพหมุนเร็วกว่าความเร็วแสง
ตอนนี้มาพิจารณาการรวมอดีต อนุภาคในเอกภพไอน์สไตน์ที่กำลังหมุน เมื่อการหมุนช้าๆ มีหลายทางที่อนุภาคสามารถไปได้ จากการใช้พลังงานที่มี ดังนั้นการรวมอนุภาคทั้งหมดจากอดีตในแบคกราวน์นี้ให้แอมพลิจูดกว้าง นี่หมายความว่า ความเป็นไปได้ของแบคกราวน์จากการรวมกาลอวกาศโค้งจากอดีตนี้มีค่าสูง นั่นคือมันอยู่ท่ามกลางอดีตของความเป็นไปได้มาก อย่างไรก็ตาม เมื่ออัตราการหมุนของเอกภพไอน์สไตน์เข้าใกล้ค่าวิกฤติ จนขอบนอกกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง จากแนวคิดดั้งเดิม ยอมให้มีเพียงทางเดียวของอนุภาคที่ขอบนั้นได้เท่านั้น เป็นขอบเดียวที่อนุภาคเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของแสง นี่หมายความว่า การรวมอนุภาคจากอดีตมีค่าน้อย ดังนั้นโอกาสเป็นไปได้ของแบคกราวน์ที่รวมกาลอวกาศโค้งทั้งหมดจากอดีตจะมีค่าต่ำ นั่นคือมีความเป็นไปได้น้อยที่สุด

​

เอกภพไอน์สไตน์ทั้งหลายที่กำลังหมุน เกี่ยวข้องอะไรกับการเดินทางข้ามเวลาและบ่วงเวลา? คำตอบคือ มันเป็นสมมูลย์ทางคณิตศาสตร์ต่อแบคกราวน์อื่น ที่ยอมรับบ่วงเวลา แบคกราวน์อื่นเหล่านี้เป็นหลายเอกภพที่ขยายตัวใน 2 ทิศทางในอวกาศ เอกภพไม่ได้ขยายตัวในทิศทางอวกาศที่ 3 ซึ่งมีความเป็นคาบ กล่าวคือถ้าเดินทางไปในทิศทางนี้ คุณก็จะมาถึงจุดเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม แต่ละครั้งที่คุณไปในวงจรของทิศทางอวกาศที่ 3 ความเร็วของคุณในทิศทางแรกและที่ 2 จะเพิ่มขึ้น ถ้าการเร่งความเร็วหรือการผลักดันมีค่าน้อย จะไม่มีบ่วงเวลา อย่างไรก็ตาม พิจารณาลำดับเหตุการณ์ของแบคกราวน์ที่มีการเร่งความเร็วเพิ่มขึ้น ที่การเพิ่มถึงค่าวิกฤติค่าหนึ่ง บ่วงเวลาจะปรากฏ การเร่งค่าวิกฤตินี้ไปกันได้กับอัตราวิกฤติของการหมุนเอกภพไอน์สไตน์
เนื่องจากการคำนวณรวมอดีตในแบคกราวน์เหล่านี้เป็นสมมูลย์ทางคณิตศาสตร์ สรุปได้ว่าความเป็นไปได้ของแบคกราวน์เหล่านี้เข้าใกล้ศูนย์ เมื่อเข้าใกล้การโค้งงอที่จำเป็นสำหรับบ่วงเวลา หรือพูดอีกอย่างว่า ความเป็นไปได้ที่จะเกิดการโค้งงอเพื่อเครื่องกลข้ามเวลาเป็นศูนย์ นี่สนับสนุนอะไรที่ผมเรียกว่า การคาดเดาการป้องกันตามลำดับเวลา (Chronology Protection Conjecture) ที่เป็นกฏของฟิสิกส์ ที่ช่วยกันขัดขวางการเดินทางข้ามเวลาของวัตถุใหญ่ แม้บ่วงเวลายอมให้มีการรวมอดีต โอกาสที่เป็นไปได้ก็น้อยมาก ขึ้นกับเหตุผลโต้แย้งกันทั้งสองฝ่ายดังกล่าวมา ผมคาดว่าความเป็นไปได้ที่ กิพ ธรอน จะกลับไปฆ่าคุณปู่มีน้อยมากๆๆๆๆๆๆ
นั่นคือความเป็นไปได้ที่มีค่าน้อยมาก หรือแทบเป็นไปไม่ได้เลย มันมีความเป็นไปได้เลือนรางมากที่ว่า คนสารเลวจากอนาคตจะกลับมาและฆ่าคุณปู่ของเขา กิพกับผมเป็นนักพนันก็จะพนันกันในเรื่องประหลาดอย่างนั้น มันลำบากตรงที่ว่า เราไม่สามารถพนันกันได้เพราะตอนนี้เราทั้งคู่อยู่ข้างเดียวกันแล้ว และผมก็จะไม่พนันกับใครอื่นอีกเลย เพราะเขาอาจมาจากอนาคต และรู้ว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้ คุณอาจสงสัยว่า นี่คงเป็นส่วนหนึ่งของความลับของรัฐบาล ในเรื่องการเดินทางข้ามเวลา คุณอาจถูกต้องแล้วครับ

<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 cellPadding=3 width=649 bgColor=#66ffcc border=1><TBODY><TR><TD width=639>ยุพา วานิชชัย แปล yupa@bucc4.buu.ac.th
Stephen Hawking, Protecting the past , Is Time Travel Possible?
Astronomy, April 2002, Vol.# 30,No.4 , p.46-49

</TD></TR></TBODY></TABLE>








</TD></TR></TBODY></TABLE>
ที่มา : http://webstory.netfirms.com/story/Timemachine/main.html