การใช้เงิน “ซื้อเวลา” ในทางฟิสิกส์ “เงินมากแค่ไหน ก็ไม่สามารถซื้อเวลากลับมาได้”
เรามักจะได้ยินคำกล่าวนี้เสมอเมื่อตอนยังเด็ก เพื่อสื่อถึงการใช้ทุกเวลาให้คุ้มค่า แน่นอนว่าในปัจจุบันก็ยังไม่มีใครสามารถสร้างเครื่องมือที่สามารถย้อนเวลาเพื่อกลับไปแก้ไขเหตุการณ์ในอดีตได้
อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะสาขาฟิสิกส์ ทำให้เรารู้ว่าการ “ซื้อเวลา” หรือจริงๆ ก็คือการ “ ยื้อเวลา” นั้น มีความเป็นไปได้ เพราะว่าในนัยหนึ่ง เราสามารถเดินทางไปอนาคตได้
1.
ในปี 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้ค้นพบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งกล่าวว่า ผลของความโน้มถ่วงนั้นเกิดขึ้นจากการที่กาลอวกาศของเรามีความโค้ง และเมื่อวัตถุพยายามที่จะเดินทางด้วยเส้นทางที่ใช้เวลามากที่สุด มันจึงดูโค้งในสายตาเรา นอกจากนี้ เวลาก็ไม่ใช่สิ่งคงตัว แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของผู้สังเกต ทฤษฎีดังกล่าวได้เปลี่ยนความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับ “เวลา” ไปอย่างสิ้นเชิง
อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ | Picryl
ในปีเดียวกันนั้นเอง ดร.คาร์ล ชวาซไชด์ ชาวเยอรมัน ได้เสนอว่า ในกรณีที่ไม่พิจารณาผลเชิงแม่เหล็กไฟฟ้า สมการไอน์สไตน์ สามารถนำมาใช้บรรยายบริเวณโดยรอบของวัตถุสมมาตรทรงกลมได้ โดยชวาซไชด์ได้เสนอทฤษฎี ‘กาลอวกาศแบบชวาซไชด์’ ซึ่งบรรยาย “การยืดออก” ของเวลาเนื่องจากสนามโน้มถ่วง ซึ่งกล่าวว่า เวลาจะผ่านตัวเราไปช้าลง หากว่าเราอยู่ใกล้ศูนย์กลางของวัตถุทรงกลม ยกตัวอย่างเช่น โลกของเรา หรือแม้แต่ดวงอาทิตย์
ดร.คาร์ล ชวาซไชด์ | Wikimedia Commons
หลักการการยืดออกของเวลาเนื่องจากสนามโน้มถ่วง เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ระบบ GPS ทำงานได้อย่างถูกต้อง เพราะนาฬิกาของดาวเทียมและนาฬิกาบนโลก เดินด้วยอัตราต่างกัน ซึ่งก็นับเป็นการยืนยันทฤษฎีในทางปฏิบัติอีกด้วยความพิเศษของกาลอวกาศแบบชวาซไชด์คือการที่มันสามารถบรรยายพื้นที่รอบๆ วัตถุทรงกลมได้ แม้วัตถุจะไม่สามารถมองเห็นได้ เช่น หลุมดำ ซึ่งแม้ว่าจะไม่มีมวลให้เห็นโดยตรง การโค้งของกาลอวกาศโดยรอบ ก็สื่อถึงมวลที่อยู่ภายในหลุมดำ และขอบเขตของหลุมดำนั้นถูกเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์
นอกจากนี้ การเกิดขึ้นของหลุมดำยังถูกคาดการณ์ว่าน่าจะเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าที่เราเคยเข้าใจ เซอร์ โรเจอร์ เพนโรส นักฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ เจ้าของรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ปี 2020 ได้พิสูจน์ว่าการยุบตัวของดาวที่มีมวลมหาศาลสามารถทำให้เกิดหลุมดำได้ แม้ว่าการยุบนั้นจะเกิดขึ้นแบบไม่สมมาตรก็ตาม
เซอร์ โรเจอร์ เพนโรส (คนขวา) | Wikimedia Commons
เมื่อหลุมดำและการยืดหดของเวลาเป็นสิ่งที่มีอยู่จริงในธรรมชาติ การใช้ประโยชน์จากหลุมดำจึงเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แม้อาจจะยังไม่เกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ เพราะฉะนั้นบทความนี้จะเชิญชวนผู้อ่านมาจินตนาการถึงสิ่งเหล่านี้กัน
2.
เนื่องจากเวลาสามารถไหลผ่านแต่ละบุคคลได้ไม่เท่ากันดังที่ได้กล่าวมาแล้ว เราจึงสามารถนำแนวคิดนี้มาต่อยอดได้ โดยอาศัยผลต่างเวลา เพื่อให้เวลาไหลผ่านคนคนหนึ่งน้อยกว่าคนส่วนใหญ่
จะเกิดอะไรขึ้น ถ้าหากเรามีผู้ป่วยที่ไม่สามารถรักษาได้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน แล้วเรายอมลงทุนส่งเขาเข้าไปใกล้ๆ หลุมดำอยู่ไม่กี่วัน เมื่อเขากลับออกมายังโลก เวลาอาจจะผ่านไปหลายร้อยปี และเวลานั้นอาจมีเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ามากขึ้น เช่นการแพทย์ที่รักษาโรคได้มากขึ้น วัคซีนที่ดีขึ้น หรือแม้แต่อุปกรณ์ที่ทันสมัยมากขึ้น เพื่อจะได้รักษาผู้ป่วยคนนั้นได้
หลุมดำ | Euronews
ตรงนี้บางคนอาจจะสงสัยว่า แล้วผู้ป่วยจะมีอันตรายจากความโน้มถ่วงของหลุมดำหรือไม่? การคำนวณเบื้องต้นผ่านกาลอวกาศแบบชวาซไชด์แสดงให้เห็น ‘แรงดึงฉีก’ (tidal force) ที่บริเวณใกล้หลุมดำนั้น จะแปรผกผันกับมวลของหลุมดำยกกำลังสอง ซึ่งหมายความว่า หากเราพาผู้ป่วยไปวนรอบหลุมดำที่มีมวลมากพอ แรงดึงฉีกจะมีค่าน้อยจนไม่ต้องเป็นห่วงได้ และสำหรับหลุมดำทั่วไปที่มีมวลประมาณมวลของดวงอาทิตย์ ซึ่งการคำนวณเบื้องต้นพบว่า ความเร่งจากแรงดึงฉีกมีค่าประมาณความเร่งโน้มถ่วงบนผิวโลก!
3.
นอกจากนี้ เรายังสามารถนำแนวคิดการซื้อเวลานี้มาแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารได้อีกด้วย แน่นอนว่าทางแก้แบบเก่าคือการเพิ่มพื้นที่เพาะปลูก หรือไม่ก็เพิ่มประสิทธิภาพ แต่ถ้าเราสามารถเพิ่มเวลาได้ล่ะ?
เราสามารถส่งหุ่นยนต์ทำการเกษตรไปไกลจากขอบฟ้าเหตุการณ์ ในขณะที่พาตัวเราไปใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ ด้วยผลต่างของเวลา ผลิตผลทางการเกษตรจะมีเวลาในการเติบโตมากกว่าที่เวลาของเราผ่านไป ยกตัวอย่างเช่น เราสามารถเลือกให้เวลาสัมพัทธ์ต่างกัน 2 เท่า นั่นคือเมื่อเวลาของเราผ่านไป 1 วัน เวลาที่ผลิตผลทางการเกษตรจะผ่านไป 2 วัน ด้วยวิธีการนี้ เราสามารถมีผลผลิตเพิ่มขึ้น 2 เท่าโดยใช้เวลาเท่าเดิม (ในนาฬิกาของเรา)
เทคนิคการ “ซื้อเวลา” นี้ยังสามารถนำมาใช้แก้ปัญหาด้านการคำนวณได้อีกด้วย หากว่าเราส่งคอมพิวเตอร์ออกไปห่างจากขอบฟ้าเหตุการณ์ ด้วยกระบวนการแบบเดิม เราสามารถได้เวลาการคำนวณเพิ่มขึ้นมาได้ หากงานคำนวณต้องใช้เวลา 2 เดือนจึงจะเสร็จ เราสามารถใช้การยืดออกของเวลาจนเหลือแค่รอ 1 วัน หรือแม้แต่ 1 นาที การที่จะทำให้สิ่งนี้ประสบผลสำเร็จได้ เราจะต้องมีความสามารถสร้างหลุมดำขึ้นมาเองได้อย่างอิสระ และเนื่องจากว่าหลุมดำสามารถระเหยหายไปได้ เราควรจะมีความสามารถที่จะสร้างหลุมดำที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เทคโนโลยีนี้ยังไม่เกิดขึ้นในตอนนี้ แต่ก็เป็นสิ่งที่สามารถเกิดขึ้นในอนาคต
หนึ่งในวิธีที่เราสามารถสร้างหลุมดำได้ ก็คือการเอาพลังงานจากหลุมดำ มาสร้างหลุมดำซะเอง
แน่นอนว่ายังมีอีกหลายคำถามที่เราต้องตอบ กระนั้นนี่ก็คล้ายๆ กับทฤษฎีวิทยาศาสตร์อื่น จุดเริ่มต้นของมันอาจจะดูเหลือเชื่อ แต่ในอีกหลายร้อยปี มันจะกลายเป็นพื้นฐานของสิ่งใกล้ตัวเรา ไม่แน่ว่าในอีกหลายปีข้างหน้า เราอาจจะคุ้นเคยกับการ “ซื้อเวลา” (ที่ตอนนี้หลายคนอาจฟังแล้วงงๆ) จนมันกลายเป็นเรื่องปกติไปเลยก็เป็นได้
เขียนโดย: วิชญ์ ศรีปรัชญากุล
QTFT Contributor | BA(Hons)&MMath in Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge, UK