از جهان کوچک تا هزاران هزار جهان
از جهان کوچک تا هزاران هزار جهان
از جهان کوچک تا هزاران هزار جهان
نويسنده: شهاب شعري مقدم
سفري به ابعاد بالاتر هستي و جهان هاي موازي
جهان چيست؟
uابعاد بالاتر
هرچند از آن زمان تاکنون نيروهاي بنيادين ديگري نيز در جهان کشف شده اند اما فيزيکدان ها هم دست روي دست نگذاشته و با ارائه نظريات بديع تري، در تلاشند تا عملکرد نيروي واحد دخيل در هستي -که تمامي نيروهاي بنيادين جهان، صرفاً تجليات به ظاهر متفاوتي از آن هستند- را بشناسند. جالب اينجاست که در تمامي اين نظريات، سروکله ابعاد بالاتر هم ظاهر مي شوند. يکي از مهم ترين اين نظريات، نظريه اي موسوم به «نظريه ريسمان ها» است. براساس اين نظريه که نسخه هاي اوليه آن در دهه 1980 مطرح شد، تمامي ذرات بنيادين جهان در واقع ريسمان هاي بسيار کوچک و مرتعش انرژي هستند که در يک فضا-زمان ده بعدي در حال ارتعاشند، به عبارتي برمبناي نظريه ريسمان ها کائنات بايد به جاي چهار بعدي، ده بعدي باشند. حدود يک دهه بعد يعني در سال 1995، دو فيزيکدان به نام هاي ادوارد ويتن از موسسه مطالعات پيشرفته پرينستون آمريکا و پائول تاونسند از دانشگاه کمبريج، نسخه هاي مختلف نظريه ريسمان ها را تعميم داده و با اين کار ،نظريه جديدي به نام «نظريه M»را ارائه دادند (M حرف اول واژه «رويه»-يعني سطح يا صفحه- به زبان انگليسي است. اينکه چرا چنين نامي براي اين نظريه انتخاب شده است را به زودي خواهيد فهميد. البته بنابه گفته خود ويتن ،M مي تواند حرف اول واژه هاي «مادر» و «اسرارآميز» هم باشد. انتخاب با شماست!)
در نظريه M باز هم يک بعد جديد به کائنات افزوده مي شود، بنابراين از نگاه اين نظريه، کل هستي 11 بعدي است که ده بعد آن، ابعاد مکاني و يک بعد آن، بعد زمان است. اين هستي 11 بعدي مجموعا حوزه نامتناهي و اسرارآميزي به نام اَبَرجهان را تشکيل مي دهد. براساس نظريه M، جهان ما در واقع يک صفحه (يا بهتر بگوييم، يک ابرصفحه) چهار بعدي شناور در ابرجهان است.
ابرجهان با ابعاد 11 گانه مکاني- زماني خود هندسه فوق العاده عجيب و غريب و پيچيده اي دارد اما با وجود اين پيچيدگي، رياضيدانان توانسته اند به کمک ابررايانه ها تصويري از سايه سه بعدي آن ترسيم کنند. اين هندسه پيچيده که اصطلاحا «فضاي کالايي -يائو» ناميده مي شود، در اواسط دهه 1980 يعني همزمان با ارائه نظريه ريسمان ها به طور مشترک توسط يوجينيو کالابي، رياضيدان ايتاليايي دانشگاه پنسيلوانيا و شينگ تانگ يائو، رياضيدان چيني دانشگاه هاروارد، کشف شد.
يک قدم تا بي نهايت
براي درک بهتر اين موضوع و با توجه به آنکه ذهن بشر نمي تواند بيش از سه بعد مکاني را تجسم کند، مساله را به يک بعد کمتر تقليل مي دهيم تا قابل تجسم باشد. فرض کنيد جهان ما به جاي سه بعدي، دو بعدي بود(مثلا مثل سطح يک کره) در اين صورت ما انسان ها نيز موجوداتي دو بعدي بوديم که دراين جهان يعني روي سطح اين کره زندگي مي کرديم. دراين مثال، جهان هاي ديگر همانند کره هاي ديگري هستند که در عرصه بيکران ابرجهان سه بعدي شناورند .آدم هاي دو بعدي هيچ درک و تصوري از بعد سوم ندارند.به همين دليل هم حتي اگر برخي از اين کرات- يا همان جهان هاي ديگر- به کره آنها بسيار نزديک باشند، باز هم آنها متوجه حضورشان نخواهند شد. اين آدم هاي دو بعدي ممکن است با تلسکوپ هايشان قادر باشند تا دوردست هاي روي سطح کره (جهان) خودشان را هم ببينند، ولي از حضور کرات ديگري که ممکن است حتي بغل گوششان باشند بي خبرند. به همين ترتيب ما هم هرچند با تلسکوپ هاي قدرتمند خود مي توانيم تا مرزهاي افق کيهاني خود را رصد کنيم اما از وجود جهان هاي ديگري که ممکن است فقط يک قدم با ما فاصله داشته باشند، بي خبريم.
بيش از ستاره هاي آسمان و ماسه هاي کوير
سفر به ديگر سو
مي دانيم که همه چيز در جهان ما از ذرات بنيادين نظير الکترون ها و کوارک ها تشکيل شده است. اما همان طور که قبلاً هم بيان شد، براساس نظريه ريسمان ها (و همين طور نظريه M)تمامي ذرات بنيادين جهان در واقع ريسمان هاي مرتعش انرژي هستند. اين ريسمان ها ممکن است باز يا بسته باشند. به عنوان مثال ذراتي مانند کوارک ها و الکترون ها ريسمان هاي باز را تشکيل مي دهند. اما بر مبناي نظريه M، دو سر ريسمان هاي باز بايد حتماً همواره به ابرصفحه اي که در آن قرار دارند متصل باشند و هيچ گاه نمي توانند از آن جدا شوند. به همين دليل هم تمامي ذرات بنيادين تشکيل دهنده بدن ما- و همه چيزهاي ديگري که در اطراف خود مي بينيم- همگي به جهان ما مقيد و متصل بوده و امکان خروج از اين جهان و ورود به گستره ابرفضا را ندارند. اما آيا بدين ترتيب بايد براي هميشه از سفر به جهان هاي ديگر نااميد شويم؟ خوشبختانه چنين نيست چرا که هنوز يک راه به رويمان گشوده است :عبور از درون کرمچاله ها.
تاثير جهان هاي ديگر بر جهان ما
براي توضيح اين مطلب يادآوري مي کنيم که طبق نظريه ريسمان ها تمامي ذرات بنيادين سازنده جهان (کوارک ها ولپتون ها) ريسمان هاي باز و مرتعشي از انرژي هستند که دوسرشان به جهان ما مقيداست، بنابراين نمي توانند از جهان ما خارج شوند، اما در اين ميان، ذره اي هم وجود دارد که يک ريسمان حلقوي بسته را تشکيل مي دهد و از آنجايي که اين ريسمان، دو سر ابتدايي و انتهايي ندارد که به ابرصفحه جهان ما متصل باشند، بنابراين به راحتي مي تواند از جهاني به جهان ديگر سفر کند. حدس بزنيد اين ذره چه ذره اي است؟ اين ذره همان گراويتون يا ذره انتقال دهنده ميدان گرانشي است. بدين ترتيب نيروي گرانش مي تواند هم از درون جهان هاي ديگر به درون جهان ما نفود کند و هم برعکس. حال ببينيم اين ويژگي گرانش چگونه مي تواند معماهاي ماده و انرژي تاريک را حل کند. مي دانيم که ماده تاريک، ماده اسرارآميزي است که هيچ گونه تابشي -نه در طيف مرئي و نه در طيف نامرئي- از خود گسيل نمي کند و فقط به واسطه تاثير گرانشي اي که بر محيط پيرامون خود دارد، قابل تشخيص است وجود اين ماده اسرار آميز که در تمامي پهنه کيهان توزيع شده و کهکشان ها را همانند هاله اي دربرگرفته است، براي نخستين بار در اواخر دهه 1970 براي بشر مشخص شد. در آن زمان اخترشناسان هنگام مطالعه کهکشان هاي مارپيچي دريافتند که اين کهکشان ها با چنان سرعتي به دور خود در حال چرخشند که قاعدتاً بايد تاکنون مضمحل مي شدند. پس بايد ماده اي ناشناخته و تاريک، فضاي درون کهکشان ها را پر کرده باشد تا با نيروي گرانش خود، از اضمحلال کهکشان ها جلوگيري کند. اما ماهيت اين ماده اسرارآميز چيست؟ از زمان کشف ماده تاريک تاکنون اين سوال به يکي از مهم ترين پرسش هاي مطرح در فيزيک بدل شده است. اما ديموپولوس، دوالي و ارکاني حامد ،پاسخي شگفت انگيز براي اين معما پيدا کرده اند:تأثيرات گرانشي اي که تاکنون به ماده تاريک نسبت مي داديم در واقع چيزي نيست جز تاثيرات گرانشي ماده موجود در جهان هاي ديگر که در نزديکي جهان ما در پهنه ابرجهان شناورند بر روي کهکشان هاي موجود در جهان ما. اما معماي دوم يعني انرژي تاريک، تا سال 1998 تمامي کيهان شناسان تصور مي کردند نرخ انبساط جهان به واسطه وجود جاذبه گرانشي کهکشان ها نسبت به همديگر-که به صورت يک نيروي ترمز کننده در مقابل انبساط جهان عمل مي کند- روبه کاهش است.اما درآن سال ،دو گروه مستقل از اخترشناسان که مشغول مطالعه روي ابر نواخترهاي کهکشان هاي دور دست بودند، در کمال شگفتي دريافتند که نرخ انبساط جهان نه تنها رو به کاهش نيست بلکه در حال افزايش است .اما چه عاملي است که مي تواند بر نيروي جاذبه گرانشي کهکشان ها غلبه کرده و انبساط جهان را شتاب ببخشد؟آيا ميدان دافعه کيهاني ناشناخته اي در شدت گرفتن انبساط جهان دخيل است؟ کيهان شناسان نام اين ميدان دافعه اسرارآميز را «انرژي تاريک» گذاشته اند.چيستي و ماهيت اين انرژي تاريک که به تنهايي حدود 73 درصد کل جرم- انرژي جهان را تشکيل مي دهد، عملاً به يکي از بزرگترين معماهاي فيزيک امروز بدل شده است. تاکنون انواع و اقسام ايده هاي مختلف توسط برجسته ترين فيزيکدان هاي جهان براي حل معماي انرژي تاريک ارائه شده اند اما هيچ کدام پاسخي قانع کننده و همه جانبه براي اين معضل محسوب نمي شوند، اما گيا دوالي، فيزيکدان دانشگاه نيويورک با استفاده از ايده ابرجهان وابعاد بالاتر کائنات، راه حل جالبي براي اين معما پيدا کرده است. براساس ايده دوالي،درز کردن گراويتون ها به خارج از جهان ما عملا باعث تغيير قانون گرانش در فواصل کيهاني مي شود. اين تغيير رفتار گرانش به گونه اي است که بدون نياز به فرض وجود انرژي تاريک مي تواند شدت گرفتن نرخ انبساط جهان را توضيح دهد.
برخورد جهان ها با همديگر
خيلي دور، خيلي نزديک
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}