डॉक्टर हू यकीनन समय यात्रा के बारे में सबसे प्रसिद्ध कहानियों में से एक है। द टाइम मशीन और बैक टू द फ़्यूचर के साथ-साथ, इसने अतीत की यात्रा और भविष्य की यात्रा के प्रलोभनों और विरोधाभासों का पता लगाया है ।
टीवी शो में, डॉक्टर टार्डिस में समय के माध्यम से यात्रा करता है: एक उन्नत शिल्प जो समय और स्थान में कहीं भी जा सकता है। प्रसिद्ध रूप से, टार्डिस भौतिक स्थान के बारे में हमारी समझ को नकारता है: यह बाहर से दिखने की तुलना में अंदर से बड़ा है ।
जबकि समय यात्रा डॉक्टर हू के लिए मौलिक है, शो कभी भी टार्डिस की क्षमताओं को वास्तविक दुनिया की भौतिकी से मिलती-जुलती किसी चीज़ में बदलने की कोशिश नहीं करता है। इसके बारे में शिकायत करना अजीब होगा: डॉक्टर जिसके पास परी-कथा की गुणवत्ता है और वह यथार्थवादी विज्ञान कथा बनने की आकांक्षा नहीं रखता है।
लेकिन वास्तविक दुनिया में क्या होगा? क्या हम कभी टाइम मशीन बना सकते हैं और सुदूर अतीत में यात्रा कर सकते हैं, या अपने परपोते-परपोते को देखने के लिए आगे बढ़ सकते हैं? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए यह समझने की आवश्यकता है कि समय वास्तव में कैसे काम करता है - जिसके बारे में भौतिक विज्ञानी निश्चित नहीं हैं। अब तक, हम विश्वास के साथ यही कह सकते हैं कि भविष्य में यात्रा करना संभव है, लेकिन अतीत में यात्रा करना या तो बेहद कठिन है या बिल्कुल असंभव है।
आइए अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांतों से शुरुआत करें, जो अंतरिक्ष, समय, द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण का विवरण निर्धारित करता है। सापेक्षता का एक प्रमुख परिणाम यह है कि समय का प्रवाह स्थिर नहीं है । परिस्थितियों के आधार पर समय तेज़ या धीमा हो सकता है।
ब्रिटेन में यॉर्क विश्वविद्यालय की खगोल भौतिकीविद् एम्मा ओसबोर्न कहती हैं, "यह वह जगह है जहां समय यात्रा आ सकती है और यह वैज्ञानिक रूप से सटीक है और इसके वास्तविक दुनिया पर प्रभाव पड़ सकते हैं।"
उदाहरण के लिए, यदि आप गति से यात्रा करते हैं तो समय अधिक धीरे-धीरे गुजरता है, हालांकि प्रभाव को महत्वपूर्ण बनाने के लिए आपको प्रकाश की गति के करीब पहुंचना शुरू करना होगा। यह जुड़वां विरोधाभास को जन्म देता है, जिसमें दो समान जुड़वां बच्चों में से एक अंतरिक्ष यात्री बन जाता है और प्रकाश की गति के करीब अंतरिक्ष में चक्कर लगाता है, जबकि दूसरा पृथ्वी पर रहता है। अंतरिक्ष यात्री अपने पृथ्वीवासी जुड़वां की तुलना में अधिक धीरे-धीरे बूढ़े होंगे। ब्रिटेन में ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के क्वांटम भौतिक विज्ञानी व्लात्को वेड्रल कहते हैं, "यदि आप यात्रा करते हैं और वापस आते हैं, तो आप वास्तव में जुड़वां भाई से छोटे हैं।" जुड़वाँ स्कॉट और मार्क केली ने वास्तव में ऐसा तब किया जब स्कॉट ने कई महीने अंतरिक्ष में बिताए , हालाँकि प्रकाश की गति के करीब नहीं।
इसी तरह, यदि आप ब्लैक होल जैसे तीव्र गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में हैं तो समय अधिक धीरे-धीरे गुजरता है। ओसबोर्न कहते हैं, "आपका सिर आपके पैरों की तुलना में जल्दी बूढ़ा हो रहा है, क्योंकि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण आपके पैरों पर अधिक मजबूत है।"
डॉक्टर हू ने इसे सीज़न 10 के फिनाले वर्ल्ड इनफ एंड टाइम के लिए सेटअप के रूप में इस्तेमाल किया, जिसमें बारहवें डॉक्टर और उसके दोस्त एक ब्लैक होल के करीब एक अंतरिक्ष यान पर फंसे हुए हैं। यान के सामने, ब्लैक होल के करीब, समय पीछे की तुलना में अधिक धीरे-धीरे गुजरता है। इसका मतलब यह है कि जहाज के पीछे साइबरमेन का छोटा समूह, डॉक्टर के दृष्टिकोण से, कुछ ही मिनटों में एक विशाल सेना में विकसित होने में सक्षम है। समय पर गुरुत्वाकर्षण का यह प्रभाव फिल्म इंटरस्टेलर के कथानक में भी दिखाई देता है।
हमारे रोजमर्रा के जीवन में, ये सापेक्ष प्रभाव इतने छोटे होते हैं कि उन पर ध्यान नहीं दिया जा सकता। लेकिन वे उन उपग्रहों को प्रभावित करते हैं जिनका उपयोग हम ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) के लिए करते हैं । ओसबोर्न कहते हैं, "उपरोक्त घड़ियाँ पृथ्वी पर मौजूद घड़ियों की तुलना में अधिक तेजी से क्लिक करती हैं", और इन्हें लगातार समायोजित किया जाना चाहिए। "अगर हम ऐसा नहीं करते, तो Google मानचित्र प्रति दिन लगभग 10 किमी (छह मील) गलत हो जाता ।"
सापेक्षता का अर्थ है कि भविष्य में यात्रा करना संभव है। बिल्कुल, हमें टाइम मशीन की भी आवश्यकता नहीं है। हमें या तो प्रकाश की गति के करीब गति से यात्रा करनी होगी, या तीव्र गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में समय बिताना होगा। सापेक्षता में, ये दोनों कार्य अनिवार्य रूप से समतुल्य हैं। किसी भी तरह से, आप अपेक्षाकृत कम मात्रा में व्यक्तिपरक समय का अनुभव करेंगे, जबकि शेष ब्रह्मांड में दशकों या शताब्दियां बीत जाएंगी। यदि आप यह देखना चाहते हैं कि आज से सैकड़ों वर्ष बाद क्या होता है, तो इसे इस प्रकार करें।
इसके विपरीत, समय में पीछे जाना कहीं अधिक कठिन लगता है।
कनाडा के सेंट कैथरीन्स में ब्रॉक विश्वविद्यालय के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी बराक शोशनी कहते हैं, "यह संभव हो भी सकता है और नहीं भी।" "अभी हमारे पास जो कुछ है वह अपर्याप्त ज्ञान है, संभवतः अपर्याप्त सिद्धांत हैं।"
सापेक्षता पीछे की ओर समय यात्रा के लिए कुछ विकल्प प्रदान करती है, लेकिन इस बार वे अधिक सैद्धांतिक हैं। कनाडा के वाटरलू में पेरीमीटर इंस्टीट्यूट फॉर थियोरेटिकल फिजिक्स में सैद्धांतिक ब्रह्मांड विज्ञानी केटी मैक कहती हैं, "लोग अतीत में समय यात्रा को संभव बनाने के लिए अंतरिक्ष-समय को पुनर्व्यवस्थित करने के तरीके खोजने की कोशिश में खुद को गांठों में बांध लेते हैं।"
एक तरीका एक बंद समय जैसा वक्र बनाना है: अंतरिक्ष और समय के माध्यम से एक पथ जो स्वयं पर वापस घूमता है। एक व्यक्ति जिसने इस मार्ग का अनुसरण किया, अंततः स्वयं को उसी समय और स्थान पर पाएगा जहां से उन्होंने शुरुआत की थी। ऐसे पथ का गणितीय विवरण तर्कशास्त्री कर्ट गोडेल द्वारा 1949 के एक अध्ययन में प्रकाशित किया गया था , और कई अन्य लोगों ने इसका अनुसरण किया है।
हालाँकि, कई कारणों से यह एक आशाजनक दृष्टिकोण नहीं दिखता है।
वेड्रल कहते हैं, "हम नहीं जानते कि यह ब्रह्मांड में कहीं मौजूद है या नहीं।" "यह वास्तव में पूरी तरह से सैद्धांतिक है, इसका कोई सबूत नहीं है।"
यह बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं है कि हम ऐसी चीज़ कैसे बना सकते हैं। अमेरिका के कैलिफोर्निया में चैपमैन यूनिवर्सिटी के दार्शनिक एमिली एडलम कहते हैं, "भले ही हमारे पास वर्तमान की तुलना में बहुत अधिक तकनीकी शक्तियां हों, फिर भी यह असंभव लगता है कि हम जानबूझकर बंद समय जैसे वक्र बनाने में सक्षम होंगे।"
वेड्रल कहते हैं, भले ही हम ऐसा कर सकें, हम ऐसा नहीं करना चाहेंगे। वह कहते हैं, ''आप वस्तुतः एक ही चीज़ को बार-बार दोहरा रहे होंगे।''
डॉक्टर हू ने क्लासिक एपिसोड हेवन सेंड में एक समान सेटअप का उपयोग किया था, जिसमें डॉक्टर अरबों वर्षों तक बार-बार वही कुछ घंटे जीता है। हालाँकि, इसमें बंद समय जैसा वक्र शामिल नहीं था, बल्कि टेलीपोर्टर का बार-बार उपयोग शामिल था।
इसी तरह, 1991 के एक अध्ययन में भौतिक विज्ञानी रिचर्ड गॉट ने एक जंगली परिदृश्य का गणितीय विवरण प्रस्तुत किया जिसमें दो " ब्रह्मांडीय तार " विपरीत दिशाओं में एक दूसरे से आगे बढ़े। उनकी गणना के अनुसार, इससे तारों के चारों ओर घूमने वाले बंद समय जैसे वक्र बनेंगे।
यह आसान लगता है, लेकिन हमें ब्रह्मांडीय तारों की एक जोड़ी कहां मिल सकती है? कुछ सिद्धांतों के अनुसार, वे काल्पनिक घटनाएँ हैं जो बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड में बनी होंगी। कभी किसी का पता नहीं चला. मैक कहते हैं, "हमारे पास यह विश्वास करने का कोई कारण नहीं है कि ब्रह्मांडीय तार मौजूद हैं।" यदि वे अस्तित्व में भी हैं, तो दो को समानांतर रूप से चलते हुए देखना एक अविश्वसनीय सौभाग्य होगा। "हमारे पास यह विश्वास करने का कोई कारण नहीं है कि ऐसा होगा।"
एक और घटना है जिसे सापेक्षता द्वारा अनुमति दी गई प्रतीत होती है: वर्महोल । सिद्धांत रूप में, अंतरिक्ष-समय को कागज के टुकड़े की तरह मोड़ना संभव है, जिससे दो व्यापक रूप से अलग-अलग बिंदुओं के बीच एक शॉर्टकट बनाने के लिए एक सुरंग को छिद्रित किया जा सके। वेड्रल कहते हैं, "सामान्य सापेक्षता में वर्महोल सैद्धांतिक रूप से संभव हैं।"
हालाँकि, फिर से, समस्याएँ तेजी से बढ़ने लगती हैं। सबसे पहले, हमारे पास इस बात का कोई सबूत नहीं है कि वर्महोल वास्तव में मौजूद हैं। ओसबोर्न कहते हैं, "यह गणितीय रूप से दिखाया गया है कि वे मौजूद हो सकते हैं, लेकिन क्या वे शारीरिक रूप से मौजूद हैं यह कुछ और है।"
इसके अलावा, यदि वर्महोल मौजूद हैं, तो वे अविश्वसनीय रूप से अल्पकालिक होंगे। ओसबोर्न कहते हैं, "अक्सर वर्महोल को दो ब्लैक होल के रूप में वर्णित किया जाता है जो एक दूसरे से जुड़ गए हैं।" इसका मतलब है कि वर्महोल में अविश्वसनीय रूप से तीव्र गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होगा। "यह अपने ही गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाएगा।"
असली वर्महोल भी सूक्ष्म रूप से छोटे होंगे । आप एक व्यक्ति या यहां तक कि एक जीवाणु को भी एक माध्यम से फिट नहीं कर सकते।
सिद्धांत रूप में, इन दोनों समस्याओं को हल किया जा सकता है - लेकिन इसके लिए "नकारात्मक ऊर्जा" नामक किसी चीज़ की भारी मात्रा की आवश्यकता होती है। यह कुछ ऐसा है जो परमाणुओं से भी छोटे स्थानों के भीतर, सबसे छोटे पैमाने पर घटित हो सकता है। ओसबोर्न का कहना है कि एक ऊर्जा क्षेत्र में समग्र रूप से सकारात्मक ऊर्जा होनी चाहिए, लेकिन इसके भीतर नकारात्मक ऊर्जा के छोटे-छोटे हिस्से भी हो सकते हैं। वह कहती हैं, "आप जो चाहते हैं वह यह है कि स्थानीय स्तर पर नकारात्मक ऊर्जा के इन छोटे-छोटे हिस्सों का विस्तार हो।" "मुझे नहीं लगता कि यह किसी भी तरह से संभव है।"
वेड्रल ने इसे संक्षेप में कहा: "यह बहुत यथार्थवादी प्रस्ताव नहीं लगता है।"
सापेक्षता पर आधारित समय यात्रा के लिए बहुत कुछ। ब्रह्मांड के अन्य महान सिद्धांत: क्वांटम यांत्रिकी के बारे में क्या?
जबकि सापेक्षता मनुष्यों और आकाशगंगाओं जैसी बड़ी वस्तुओं के व्यवहार का वर्णन करती है, क्वांटम यांत्रिकी बहुत छोटे - विशेष रूप से, परमाणुओं से छोटे कणों, जैसे इलेक्ट्रॉनों और फोटॉन का वर्णन करती है। इन उपपरमाण्विक पैमानों पर, भौतिकी उन तरीकों से काम करती है जो हमारे अंतर्ज्ञान को भ्रमित करते हैं।
क्वांटम क्षेत्र के अध्ययन से जो अजीब अवलोकन सामने आया है वह गैर-स्थानीयता है। एक स्थान पर एक कण की स्थिति में परिवर्तन तुरंत ही किसी अन्य "उलझे हुए" कण को प्रभावित कर सकता है - जिसे आइंस्टीन ने "दूरी पर डरावनी कार्रवाई" के रूप में संदर्भित किया है। एडलम कहते हैं, नोबेल पुरस्कार विजेता शोध में इसे " प्रयोगात्मक रूप से कई बार दिखाया गया है"।
एडलम कहते हैं, "बहुत से भौतिक विज्ञानी गैर-स्थानीयता की संभावना से बहुत नाखुश हैं।" ऐसा इसलिए है, क्योंकि प्रभाव तात्कालिक होने के लिए, सूचना को प्रकाश की गति से भी तेज गति से एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुंचाया जाना चाहिए। यह असंभव माना जाता है.
जवाब में, कुछ भौतिकविदों ने प्रयोगों की व्याख्या के लिए वैकल्पिक तरीके प्रस्तावित किए हैं । ये व्याख्याएँ गैर-स्थानीयता से छुटकारा दिलाती हैं - लेकिन ऐसा करने में वे समय की हमारी समझ के साथ खिलवाड़ करती हैं।
एडलम कहते हैं, "तात्कालिक गैर-स्थानीय प्रभाव के बजाय, आप अपना प्रभाव भविष्य में भेज देंगे, और फिर किसी बिंदु पर यह घूम जाएगा और अतीत में वापस चला जाएगा।" "यह तात्कालिक लगेगा।" लेकिन वास्तव में, प्रभाव भविष्य की यात्रा पर चला गया होगा और फिर से वापस आ गया होगा।
यह व्याख्या "रेट्रोकॉज़ैलिटी" का परिचय देती प्रतीत होती है: अर्थात, भविष्य में होने वाली घटनाएं अतीत पर प्रभाव डालती हैं। यह हमारे अंतर्ज्ञान के विरुद्ध है: हम अतीत से वर्तमान और भविष्य तक एक सीधी रेखा में होने वाली घटनाओं की कल्पना करते हैं । इन विशिष्ट क्वांटम सेटअपों में, जानकारी भविष्य में और फिर अतीत में यात्रा कर सकती है।
ध्यान देने वाली पहली बात यह है कि प्रयोगों की यह व्याख्या सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत होने से बहुत दूर है । बहुत से क्वांटम भौतिकविदों का तर्क है कि रेट्रोकॉज़ैलिटी का परिचय गैर-स्थानीयता का परिचय देने जितना ही अस्थिर है, या इससे भी बदतर।
भले ही रेट्रोकॉज़ैलिटी वास्तविक हो, यह संभवतः हमें टाइम लॉर्ड्स बनने में मदद नहीं करेगी। एडलम कहते हैं, "रेट्रोकॉसैलिटी बिल्कुल समय यात्रा के समान नहीं है।"
एक बात के लिए, गैर-स्थानीयता के बारे में हमारी टिप्पणियों में बहुत कम संख्या में कण शामिल हैं। एक इंसान या कागज के टुकड़े जैसी किसी छोटी चीज़ तक का आकार बनाना एक बहुत बड़ी चुनौती होगी।
एडलम कहते हैं, अतीत में संदेश भेजना भी संभव नहीं है। "जिस तरह से इसे लागू किया गया है, उससे रेट्रोकॉज़ैलिटी बहुत विशेष रूप से छिपी हुई है।"
इसे एक प्रयोग के माध्यम से सोचने पर सबसे अच्छी तरह समझा जा सकता है। मान लीजिए एडम प्रयोगशाला में माप करता है। हालाँकि, उसे जो परिणाम मिलता है वह उस माप पर निर्भर करता है जो बेथ बाद में करता है। दूसरे शब्दों में, भविष्य में बेथ का प्रयोग अतीत में एडम के प्रयोग के परिणाम को नियंत्रित करता है। हालाँकि, यह तभी काम करता है जब बेथ का प्रयोग एडम ने जो किया और देखा उसके सभी रिकॉर्ड नष्ट कर देता है।
एडलम कहते हैं, "आप एक तरह से अतीत को संकेत भेज रहे होंगे, लेकिन जो कुछ भी हुआ उसके सभी रिकॉर्ड नष्ट करके ही।" "आप इसका व्यावहारिक उपयोग नहीं कर पाएंगे, क्योंकि आपको आवश्यक रूप से सफल होने और उस सिग्नल को भेजने के रिकॉर्ड को नष्ट करना होगा।"
ये लो हमें मिल गया। ब्रह्मांड के बारे में हमारी वर्तमान समझ के आधार पर, हम संभावित रूप से भविष्य की यात्रा कर सकते हैं, लेकिन अतीत में यात्रा करना पूरी तरह से वर्जित हो सकता है।
एकमात्र शेष खामी यह है कि जिन सिद्धांतों पर यह आधारित है वे अधूरे हैं। सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी ब्रह्मांड के कुछ पहलुओं के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं, लेकिन वे संगत भी नहीं हैं। इससे पता चलता है कि हमें एक गहरे सिद्धांत की आवश्यकता है जो दोनों को एकीकृत करता है, लेकिन दशकों के प्रयास के बावजूद हमारे पास एक भी नहीं है। शोशनी कहते हैं, "जब तक हमारे पास वह सिद्धांत नहीं है, हम निश्चित नहीं हो सकते।"
