۱.دید چهار بعدی اشیاء در سه بعد

گفته می شود که انسانها فقط  تا سه بعد را می توانند تصور کنند، چطور تصور و درک چهار بعدی اشیاء امکان پذیر است؟ این سوال متضمن تصوری است از یک رمان کوتاه که در بیش از صد سال پیش توسط ادوین .آ.ابوت(Edwin A. Abbot) با نام فلت لند نوشته شده است. فلت لند یک داستان در مورد موجودات دو بعدی است ، مثلث، دایره، مربع و چند ضلعی های دیگر که روی یک صفحه زندگی می کنند .

داستان شامل بخشی است که یکی از مربع ها با کره، یک شیء سه بعدی ملاقات می کند. کره برای مربع از وجود اشیایی با ابعاد بالاتر مثل خودش می گوید و راههایی که مربع بتواند چنین اجسامی را درک کند را برای آن توضیح می دهد. روشی را که کره در درک اجسام سه بعدی به مربع می دهد همچنین می توان  به دید اجسام چهار بعدی در سه بعد  تعمیم داد. این روش، منظر اشیاء در بعدهای بالاتر، روش خوبی است برای اینکه مردم بتوانند تصوری از بعدهای بالاتر داشته باشند و آن را درک کنند. از آن به بعد اين بهترين راه براى تحقيق بر بعد چهارم شد. يعنى دانشمند دنياى دو بعدى را مثالى از دنياى ما قرار مى دهد و آنگاه دنياى سه بعدى را مثالى از بعد چهارم مى سازد. آنوقت عقايدش قابل فهم مى شوند. اين كتاب پايه گذارى مهم در اين مبحث به شمار مى رود.

۲. تعبیر هندسی بعد چهارم

برای آنکه بتوان درک بهتری از بعد چهارم داد، از بعد صفر شروع کرده و ابعاد جدید را به آن اضافه می کنیم تا به بعد چهارم برسیم. یک نقطه به تنهایی صفر بعدی است. حال این نقطه را گرفته و در جهتی می کشیم اثری که از این کشش به جای می ماند یک خط است که یک بعدی است، حال این خط یک بعدی را در  راستایی عمود بر راستای قبلی بیرون می کشیم. خط تبدیل به یک مربع می شودکه دو بعدی است. بار دیگر مربع را در جهتی عمود بر دوجهت قبلی بیرون می کشیم. اثری که از این کشش باقی می ماند به شکل یک مکعب سه بعدی است. با ادامه این روند، یعنی بیرون کشیدن مکعب در جهت چهارمی عمود بر سه جهت قبلی حجمی ایجاد می شود که مکعب چهار بعدی نام دارد. اگر ابعاد این مکعب چهار بعدی را تا بینهایت امتداد دهیم فضای ایجاد شده فضای چهار بعدی خواهد بود. حالا به اينجا مى رسيم كه آيا مى شود راستاى جديدى را بر 3 راستاى قبل عمود كرد؟ چون ما در دنيايى سه بعدى قرار داريم نمی توانیم این جهت چهارم را تصور کنیم. همانطور كه در يك صفحه مختصات نمى شود يك مكعب كشيد و بايد حتما اين صفحه را به فضا تبديل كرد، در دنياى ما هم نمى شود چهار چوب را بر هم عمود كرد. چهارمین بعد جايى است كه ديگر مغز ما با مشكلاتى در تصور كردن آن مواجه مى شود. البته تعریفی که ما در اینجا ارائه داده ایم بر پایه قوانین ریاضیات و هندسه چهاربعدی است و طبق این تعریف بعد چهارم هر چیزی می تواند باشد. در فیزیک طبق تئوری نسبیت عام انیشتین زمان را راستایی بر سه بعد فضایی در نظر می گیرند و به طور قراردادی زمان را بعد چهارم در نظر می گیرند که البته اخیرا فیزیکدانان آمریکایی نظریه ی جدیدی ارائه کرده اند که فضا را چهار بعدی و فضا -زمان را پنج بعدی در نظر گرفته اند ، این مدل غشایی با استفاده از ریاضیات نشان می دهد که چگونه نیروی جاذبه فرم جهان هستی را شکل می دهد. بحث جالبی است که چگونه گرانش جهان را شکل می دهد و خصلتی غشایی دارد که جهان ما را احاطه کرده است و به عنوان بعد چهارم فضا در نظر گرفته می شود و فضا - زمانی پنج بعدی را به تصویر می کشد. نظریه فضا - زمان پنج بعدی که در آن گرانش بعد چهارم و زمان بعد پنجم آن است به صراحت در نظریه سی. پی. اچ. تشریح شده است. در هر حال ما حتی اگر ده بعد هم داشته باشیم زمان در جایگاه آخر قرار خواهد گرفت و بعد دهم خواهد بود

اما در اینجا ما نیز با این قرارداد که زمان بعد چهارم است، پیش خواهیم رفت.

  ۳. دنیای ما سه بعدی یا چهاربعدی؟

سطحستان یا فلت لند را در نظر بگيريد. دنياى دو بعدى اى كه مربع در آن زندگى مى كند. يك سطح صاف و بزرگ. همه قبول داريد كه دنياى مربع دو بعدى است. حالا مى خواهیم ذهنيت جديدى از اين سطح داشته باشيم: ((اين دنيا، سطح يك كره ى بزرگ است)). كره يك جسم سه بعدى است. دنياى دو بعدى ما ساختارى سه بعدى دارد.مربع در واقع روى سطح يك كره ى بزرگ زندگى مى كند. ولى به هر حال او موجودى دو بعدى است. مى دانيد اين كره ى بزرگ در حال بزرگ شدن است. در اصل در زمانى دور يك انفجار رخ داد. يك انفجار سه بعدى. در پى آن يك كره به وجود آمد كه در حال بزرگ شدن بود. سطح اين كره جهان مربع است. اين جهان در حال انبساط است. البته دانشمندان سطحستان مى گويند روزى دنياى آنها رو به انقباض خواهد رفت...

دنياى سه بعدى ما هم همينطور است. درست است كه سه بعدى است. ولى در مجموع يك ساختار چهار بعدى را تشكيل مى دهد كه ما نام آن را فوق كره مى ناميم (ساختار چهار بعدى اى شبيه به كره). اين فوق كره ى بزرگ در پى بيگ بنگ به وجود آمد. بيگ بنگ يا انفجار چهاربعدى. دنياى ما بخش خارجى اين فوق كره است.سه بعدى است. ولى ساختارى چهار بعدى را تشكيل مى دهد.

حالا مسئله ى جديد اين است كه زمان اين وسط چه كاره است. خوب مى دانيم زمان بعد جديدى است كه بايد بر بعد هاى قبلى عمود باشد. در سطحستان هم زمان وجود دارد. ولى موجودات دوبعدى نمى توانند در آن دخل و تصرفى داشته باشند. خوب حالا سعى كنيد خطى را رسم كنيد كه بر سطح يك كره عمود باشد... درست است. شعاع كره. زمان براى سطحستان شعاع كره است. اين خط همه جا بر دنياى دو بعدى عمود است. و خاصيت زمان را هم ايفا مى كند. مى دانيد چرا؟ چون اگر در راستاى شعاع كره به سمت مركز كره حركت كنيم به مركز كره يا به عبارتى به انفجار نزديك مى شويم. به عبارتى گذشته ى اسرار آميز سطحستان. البته بعضى از دانشمندان سطحستان فكر مى كنند كه گذشته ى سطحستان در گذشته ى كره ثبت شده باشد. و البته آينده اش هنوز ايجاد نشده است. و دنياى آنها سطح اين كره است. البته گروهى از دانشمندان سطحستان عقيده اى ديگر دارند. آنها فكر مى كنند بعد از انفجار ايجاد كننده ى دنياى آنها چند لايه پشت سر هم خارج شد كه دنياى آنها يكى از اين لايه هاست. به عبارتى آنها فكر مى كنند جهان هاى موازى اى وجود دارند كه در قالب يك كره گنجانده شده اند.(به عبارتى دنياى آنها مثل پياز است. هر لايه اش يك سطحستان براى خودش است. آنهايى كه به هسته نزديك اند در گذشته اند و آنهايى كه به سطح نزديك اند در آينده سپرى مى كنند و دنياى سطحستان مربع يكى از اين پوسته هاست.)

جهان ما هم چيزى شبيه به اين قصه است. زمان هم در واقع شعاع فوق كره ى ماست. بيگ بنگ گذشته ى جهان ما است. جايى كه زمان صفر است. خطى از بيگ بنگ تا جهان ما كشيده شده است كه خط زمانى نام دارد (همان شعاع). اگر به سمت مركز حركت كنيم به گذشته رفته ايم و اگر به طرف پوسته حركت كنيم به آينده رفته ايم.  

در دنياى ما هم دو دسته دانشمند وجود دارند كه بر دو عقيده ى مشابه پافشارى مى كنند. يك دسته معتقدند جهان ما خارجى ترين بخش اين فوق كره است. آينده اى وجود ندارد. گذشته هم فقط ضبط شده و فقط مى شود آن را ديد. ولى دخل و تصرفى در كار نيست. اما دسته اى ديگر معتقدند كه اين فوق كره ى عظيم مانند يك پياز از جهان هاى موازى تشكيل شده است كه در راستاى زمان چيده شده اند. اگر شرايط اين جهان ها يكسان باشد در بعضى از آنها گذشته ى ما در حال تكرار است و در بعضى ديگر آينده ى ما به طور زنده پخش مى شود. شايد هم اين جهان ها كاملا با هم متفاوت باشند. به هر حال آن چيزى كه سفر در راستاى محور زمان ناميده مى شود چيزى نيست جز سفر بين دنياهاى موازى...

۴. تونل زمان در دنیای پیازی مربع

آقای آبوت در قسمتی از رمان خود سفر بین دنیاهای موازی را مطرح می کند و چگونگی سفر بین این دنیاها را به کمک یک موجود برتر ، مکعب سه بعدی ، بیان می کند. چگونگی این ماجرا از زبان مربع ساکن فلت لند در زیر آمده است.

« داستان اينطورى شد كه مكعب به من خبر داد مى خواهد يك دوست را به ديدار من دعوت كند. مى گفت آن دوستش هم مانند من ماجراهايى داشته و با مكعب آشنا شده است. خيلى دوست داشتم يك نفر مانند خودم را ببينم. حالا موقعيتش پيش آمده بود. ولى اين چه كسى بود كه من نمى شناختمش؟

       بعد از اين كه خوب مكعب را سوال پيچ كردم فهميدم قضيه از چه قرار است. اين دوست عزيز از شهرى دور يا سرزمينى دور نبود. همين بقل گوش خودم زندگى مى كرد. نزديكتر از آن چيزى كه فكرش را بكنم. اين دوست در دنيايى ديگر مانند سطحستان خودم زندگى مى كرد كه به موازات سطحستان و در فاصله ى نزديكى از آن قرار داشت. به قول مكعب دو صفحه ى موازی.

            مكعب قصد داشت يك در بين دو دنيا باز كند. مى گفت خيلى كار كرده تا توانسته يك راه اختراع كند كه در بين اين دو دنيا بى خطر باشد. مى گفت اوايل درى كه بين دو دنيا درست مى شد مثل يك خط بود كه اگر از يك طرف واردش مى شدى وارد دنياى دوم مى شدى. ولى اگر از پشت وارد آن مى شدى وارد فضا ى عدم مى شدى. در او از پشت آزاد بود.

     وقتى در گشوده شد, متوجه شدم كه زحمت هايش بى دليل نبوده است. در گشوده شده عبارت بود از يك دايره ى بزرگ كه شعاع آن حدود چهار برابر عرض بدن من بود. درون اين دايره يك دنيا را جا داده بودند. اولين بارى بود كه چنين چيزى مى ديدم.  مثل اين كه توى يك آينه ى دايره اى نگاه كنى كه محيط اطرافت را منعكس كند. فكر مى كنى تمام اتاق اطرافت در آينه است. اما اين يكى به جاى اين كه محيط اطرافش را منعكس كند يك محيط ديگر را منعكس مى كرد. انگار آينه در يك جاى ديگر بود و تصويرش را اينجا منعكس مى كرد. من اسمش را گذاشته بودم آينه ى جادويى ولى مكعب به آن مى گفت در.

     بعد ها مكعب براى من توضيح داد كه راز اين آينه ى جادويى دايره اى چه بوده است. اين طورى كه او مى گفت با باز شدن اين در، يك در ديگر هم اندازه و مشابه آن در دنياى همسايه ى ما باز مى شد. آنوقت هر نورى كه وارد آن در مى شد از اين در خارج مى شد. مثل دو تا آينه توى دو تا اتاق مختلف كه هر كدام تصوير آن يكى را نشان دهد. مكعب مى گفت ارتباط بين اين دو دايره، يك استوانه بود. هرچند خودم هنوز نمى دانم دقيقا استوانه چيست. مى گفت اين استوانه بين اين دو دنيا قرار می گیرد و دو سر آن مثل دو دروازه عمل مى كند و اگر وارد يك سر آن بشوى پس از كمى راه پيمودن از دروازه ى دومش خارج مى شوى.

      وقتى از مكعب پرسيده بودم اگر قرار باشد بين دنياى سه بعدى تو و دنياى سه بعدى مشابهى هم چنين ارتباطى برقرار شود دروازه چگونه خواهد بود، به من جواب داده بود: «هر سر آن يك كره خواهد بود. استوانه اى هم كه برايت گفتم در اين مورد يك فوق استوانه ى چهار بعدى مى شود. البته ما به چنين دروازه اى مى گوييم«سوراخ كرم» ولى هنوز شواهد علمى براى وجودش در دست نداريم. فقط مى دانيم دروازه ها قانونا بايد مانند گلوله هاى بزرگ فلزى باشند كه همه چيز را منعكس مى كنند ولى يك گلوله تصوير يكى ديگر را و برعكس. به عبارتى در هر گلوله تمام دنياى ديگر را خواهى ديد.». البته همين هم از سرم زياد بود. همين چند جمله را هم به زور فهميدم...

       خلاصه در يا همان آينه ى جادويى باز شد و از ميان آن يك موجود عجيب و غريب بيرون آمد. »

۵. تونل زمان در دنیای مکعب

سفر بین دنیاهای موازی در دنیای مربع را بیان کردیم حال می خواهیم بدانیم شرایط سفر بین دنیاهای موازی مکعب چگونه خواهد بود. همانطور که گفته شد در بین دنیاهای موازی مربع، دایره است و یک استوانه متصل کننده بین این دو دایره است، حال این مسیر در دنیای سه بعدی چگونه خواهد بود آن مسیر از دو کره و یک استوانه چهاربعدی تشکیل شده که از آن با نام سیاهچاله یا کرمچاله یاد می کنند.

همانطور که در تصویر می بینید، خمش فضا و جاذبه به صورت خمش یک صفحه ی دو بعدی نشان داده شده و این به دلیل محدودیتهای تصور ما از چهاربعد و خمش سه بعد در راستای چهارم می باشد. و در واقع منظور از «در جادویی» در فلت لند همان چیزی است که در تصویر نشان داده شده است. در تصویر نیز دو صفحه موازی را می بینید که به وسیله یک استوانه به هم متصل شده اند و محل تلاقی این استوانه با دو صفحه به صورت دایره خواهد بود که به دلیل جاذبه ی زیاد و مکش به سمت استوانه صفحه در اطراف دایره به درون استوانه خمیده شده و اگر از بالا به آن نگاه کنیم آن را به صورت یک دایره خواهیم دید.

حال یک موجود دو بعدی را تصور کنید که به سمت این سیاهچاله ی دو بعدی حرکت می کند. او هر چه به مرز این دایره نزدیک می شود دیگر اثری از دایره نخواهد دید او به دایره نزدیک می شود اما به داخل آن نمی رود و در مرز دایره حرکت او به صورت عمودی و در راستای سوم انجام می گیرد و او روی دیواره ی استوانه چرخش خواهد داشت تا اینکه از سوی دیگر استوانه خارج شود.

همین نیز در مورد سیاهچاله های دنیای ما صادق است و کره ای که ما خواهیم دید در واقع مرز بین دنیای ما و استوانه ی چهار بعدی یا همان در ورود به استوانة چهار بعدی خواهد بود. در اینجا منظور ما از استوانه چهاربعدی همان کرمچاله است. حال اگر جسمی به سیاهچاله نزدیک شود به داخل کره کشیده نمی شود و در مرز کره در راستای چهارم تغییر مسیر خواهد داد و در روی دیواره ی استوانه ی چهار بعدی که خود این دیواره، سه بعدی است حرکت خود را ادامه خواهد داد و این همان چیزی است که از آن به کش آمدن یاد شده. گفته می شود وقتی شخصی به سیاهچاله ای نزدیک می شود کم کم جاذبه ی سیاهچاله روی او بیشتر می شود به طوریکه مثلاً جاذبه در پاهایش بیشتر حس می شود و رفته رفته این اثر در او بیشتر می شود به طوریکه بدن او شروع به کش آمدن می کند اما منظور از این کش آمدن همان حرکت یا تغییر مسیر در راستای چهارم خواهد بود. جهتی که برای ما قابل تصور نیست و تصوری هم از حرکت در این جهت نداریم و به این دلیل حرکت در این مسیر را به صورت کش آمدن تصور می کنیم.

۶. اما این سیاهچاله واقعا چیست و چگونه به وجود می آید؟

سیاهچاله‌ها: اگر یک ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از آنجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده می‌شود و یک حفره سیاه رنگ مثل یک قیف درست می‌کند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. اما این حفره‌ها بر دو نوع هستد. یک نوعشان نمی‌چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در آنجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشد نابود می‌شود. اما یک نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برای همین ته قیف یک قاعده داره که به شکل حلقه است. مثل یک قیف واقعی است که ته آن باز است. همین نوع سیاهچاله است که می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله می‌رسد که درست عکس آن عمل می‌کند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب می‌کند. از همین جاست که می‌توانیم پا به زمانها و جهانهای دیگر بگذاریم.

کرم چاله ها: کرمچاله یک سکوی دیگر گذر از زمان است که می‌تواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته‌اند و می‌کشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد می‌شود. اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله‌ای که آن توپ ایجاد کرده است می‌رود. این نظر انیشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد می‌کنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگر فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یک محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین آن خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرند، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد می کنند می تواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل می‌گویند کرم چاله. این امید است که کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشد. در اصل می‌شود گفت کرمچاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یک سفیدچاله است و می‌تواند بین جهانهای موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب می‌تواند ما را در زمان جابجا کند.

شاید سفر در زمان سالها پیش از باور نکردنی ترین صحبتها می بود اما هم اکنون تحقیقات و شواهد علمی به جایی رسیده که ما را به سفر در زمان امیدوار کرده و آن را نامحتمل نمی داند و بشر روزی به این مهم دست خواهد یافت.